DE764318C

DE764318C - Process for preparing stainless steels for cold working

Info

Publication number: DE764318C
Application number: DEM142843D
Authority: DE
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1938-09-20
Filing date: 1938-09-21
Publication date: 1951-10-31
Also published as: BE436032A; FR868430A; GB531980A

Description

Verfahren zur Vorbereitung von' nichtrostenden Stählen für die Kaltverformung . Es ist bekannt, daß die Kaltverformung, z. B. das Ziehen von Edelstählen, vorzugsweise chrom- und nickelhaltiger Stähle, von austenitischem Gefüge Schwierigkeiten macht.Process for preparing stainless steels for cold working . It is known that cold working, e.g. B. the drawing of stainless steels, preferably chromium and nickel containing steels, austenitic structure makes difficulties.

Es ist bereits bekannt,. durch Aufbringen von Obei#flächenschichten di_e.Kaltverformung zu erleichtern. Die angewandten Oberflächenverfahren eignen sich jedoch nicht - zur Schichtbildung auf Edelstählen, die sich mit den üblichen Verfahren weder phösphatieren noch brünieren lassen.It is already known. by applying surface layers di_e. to facilitate cold deformation. The applied surface processes are suitable However, not - to layer on stainless steels, which deal with the usual Do not allow the process to be phosphated or browned.

Es ist bereits bekannt, nichtrostende Stähle in salzsauren Lösungen zu beizen, wobei auch solche Beizen Verwendung fanden, die Salpetersäure enthielten. In diesen kann sich beim Beizen.Ferrichlorid bildgn. Die Verwendung ferrichloridhaltiger Beizen speziell vor der spanlosen Verformung der Stähle ist nicht angegeben.It is already known to use stainless steels in hydrochloric acid solutions pickling, whereby those pickles were also used that contained nitric acid. During pickling, ferric chloride can form in these. The use of ferric chloride Pickling especially before the non-cutting deformation of the steels is not specified.

Es %vurde nun gefunden; daß sich die Kaltverformungsvorgänge, bei denen eüle Reibung zwischen Werkstoff und Werkzeug stattfindet, bei Edelstählen dadurch erleichtern lassen, daß man diese in mineralsauren Ferriacetatlösungen behandelt. Besonders gut geeignet ist eine salzsaure Ferriacetatlösung. Auf solche Weise behandelte Edelstähle zeigen beim Ziehen und ähnlichen Verformungen wie beispielsweise auch Walzen eine wesentliche Verbesserung.It% v has now been found; that the cold deformation processes, at where there is a lot of friction between the material and the tool, in the case of stainless steels can be made easier by treating them in mineral acid ferric acetate solutions. A hydrochloric acid ferric acetate solution is particularly suitable. Treated in such a way Stainless steels show deformations during drawing and similar such as, for example Rolling is a major improvement.

Folgendes Beispiel möge die Erfindung erläutern: Ein austenitischer Edelstahl, der 18% Chrom und 8% INTickel enthielt, wurde bei einer Temperatur von 9o bis 95° in einer Lösung folgender Zusammensetzung 20 Minuten behandelt: icg g H C1/1, io g wasserfreies Ferriacetat/1. Die so vorbehandelten Edelstähle sind, versehen mit den üblichen Schmiermitteln, z. ß. Wollfett, Talg usw., für die Kaltverformung geeignet.The following example may explain the invention: An austenitic one Stainless steel containing 18% chromium and 8% nickel was stored at a temperature of Treated 9o to 95 ° in a solution of the following composition for 20 minutes: icg g H C1 / 1, 10 g anhydrous ferric acetate / 1. The stainless steels pretreated in this way are provided with the usual lubricants, e.g. ß. Wool fat, tallow, etc., for cold forming suitable.

Die Ziehfähigkeit läßt sich noch verbessern, wenn vor der obigen Behandlung die Edelstähle gebeizt werden. Es empfiehlt sich, vor der Behandlung in dem Ferriacetatsalzsäurebad ein Beizen in starken Mineralsäuren oder den üblichen Edelstahlbeizsäuregemischen, z. B. Salpetersäure-Salzsäure, Schwefelsäure-Salzsäure, Salpetersäure-Flußsäure, Salpetersäure-Salzsäure-Flußsäure, vorzunehmen. Besonders geeignet ist eine Beize, die neben Salz- und Schwefelsäure noch solche Stoffe enthält, die aktiven Sauerstoff abspalten und so die Salzsäure oxydieren, z. B. 300 Volumteile Wasser, 14o Volumteile Schwefelsäure (spezifisches Gewicht r,84), 16o Volumteile Salzsäure (spezifisches Gewicht i,ig), 6oo Volumteile Kaliumpersulfatlösung (ioo/oig). Temperatur: 98°; Beizzeit: 3 bis 5 Minuten.The drawability can be improved if the stainless steels are pickled before the above treatment. It is advisable to pickle in strong mineral acids or the usual stainless steel pickling acid mixtures, e.g. B. nitric acid-hydrochloric acid, sulfuric acid-hydrochloric acid, nitric acid-hydrofluoric acid, nitric acid-hydrochloric acid-hydrofluoric acid. Particularly suitable is a pickle which, in addition to hydrochloric and sulfuric acid, also contains substances that split off active oxygen and thus oxidize the hydrochloric acid, e.g. B. 300 parts by volume of water, 14o parts by volume of sulfuric acid (specific weight r, 84), 16o parts by volume of hydrochloric acid (specific weight i, ig), 600 parts by volume of potassium persulfate solution (100 / oig). Temperature: 98 °; Pickling time: 3 to 5 minutes.

Erfindungsgemäß vorbereitete, nichtrostende Stähle lassen sich wesentlich besser ziehen als solche, die mit den für das Beizen von Edelstahl bekannten Beizen behandelt wurden. Zum Vergleich wurde blank gezogenes Stangenmaterial Remanit r88o SS von 5,5 mm Durchmesser teils unbehandelt, teils nach bekannten Beizverfahren vorbehandelt und teils nach der Erfindung vorbehandelt Ziehversuchen unterworfen.Stainless steels prepared according to the invention can be significantly improved pull better than those that are known for pickling stainless steel were treated. For comparison, bright drawn rod material Remanit r88o SS with a diameter of 5.5 mm, partly untreated, partly according to known pickling processes pretreated and partly pretreated according to the invention subjected to drawing tests.

Die Vorbehandlungen waren folgende: Behandlung i : Zur Vorbehandlung wurde eine Warmbeize, bestehend aus 70/0 Schwefelsäure, q.0% Salpetersäure, benutzt. Die Beiztemperatur betrug 7o°, die Beizdauer 2o Minuten.The pretreatments were as follows: Treatment i: For pretreatment A hot pickle consisting of 70/0 sulfuric acid, q.0% nitric acid was used. The pickling temperature was 70 ° and the pickling time was 20 minutes.

Behandlung 2: Es wurde vorbehandelt mit einer Kaltbeize aus 53 Teilen Wasser, 36,5 Teilen konzentrierte Salzsäure, 4 Teilen Salpetersäure, 65 -Teilen Flußsäure, 400%ig. Die Beiztemperatur betrug 2o0, die Beizdauer 20 Minuten. ' Behandlung 3: Zur Vorbehandlung wurde eine Ferriacetatbeize verwendet, die 19 g Salzsäure/1 und io g wasserfreies Ferriacetat/1 enthielt. Die Beiztemperatur betrug goo, die Beizdauer 20 Minuten.Treatment 2: It was pretreated with a cold stain consisting of 53 parts of water, 36.5 parts of concentrated hydrochloric acid, 4 parts of nitric acid, 65 parts of hydrofluoric acid, 400%. The pickling temperature was 2o0 and the pickling time was 20 minutes. Treatment 3: For the pretreatment a ferric acetate stain was used which contained 19 g hydrochloric acid / l and 10 g anhydrous ferric acetate / l. The pickling temperature was goo and the pickling time was 20 minutes.

Behandlung .4: Es wurde zunächst eine Vorbeizung mit der angeführten Kaliumpersulfatbeize vorgenommen, bestehend aus 300 V0111111- teilen Wasser, 14o Volumteilen Schwefelsäure (spezifisches Gewicht 1.84), 16o @o@umteilen Salzsäure (spezifisches Gewicht r.ic». 6oo Volumteilen Kaliumpersulfatlösung (ioo/oig). Die Beiztemperatur betrug 98°, die Beizdauer 5 Minuten.Treatment .4: First a pre-pickling with the stated potassium persulfate stain was carried out, consisting of 300 parts by volume of water, 14 parts by volume of sulfuric acid (specific weight 1.84), 16% by volume of hydrochloric acid (specific weight r.ic ». 600 parts by volume of potassium persulphate solution ( The pickling temperature was 98 ° and the pickling time was 5 minutes.

Nach dieser Vorbehandlung wurde finit einer Ferriacetatbeize gebeizt, die i9 g Salzsäure/1 und io g wasserfreies Ferriacetatil enthielt. Die Beiztemperatur war go°, die Beizdauer 2o Minuten.After this pretreatment, a ferric acetate stain was finely pickled, which contained 19 g of hydrochloric acid per liter and 10 g of anhydrous ferriacetatil. The pickling temperature was go °, the pickling time was 20 minutes.

Mit den so vorbehandelten Drähten und zum Vergleich mit einem unbehandelten blanken Draht wurden Ziehversuche auf der Zerreißmaschine durchgeführt. Als Schmiermittel diente Rüböl. Bei den Versuchen wurde jeweils bei den einzelnen Zügen auf den gleichen Durchmesser, also mit der gleichen Querschnittsabnahme gezogen und bei den verschiedenen Oberflächenbehandlungen die Ziehspannungen in kg/mm2 gemessen. Der Ziehgrad ist aus folgender Tabelle ersichtlich: I i. Zug I 2. Zug f 3. Zug Durchmesser nach dem Ziehen in mm 4,5 3,8 3,3 Querschnitts- abnahme in olo ... 33,2 28,8 a4,6 Das Verhalten der einzelnen Stäbe in Abhängigkeit von der Oberflächenbehandlung und die jeweils nötige Ziehspannung ist aus der folgenden Tabelle ersichtlich, in der sowohl die jeweiligen Schwankungen der Ziehspannung im Laufe des gleichen Versuches als auch die mittlere Ziehspannung aus diesele Schwankungen bzw. zwischen mehreren Versuchen eingetragen isf: Oberflächenbehandlung Ziehspannung in -kg/mmz i. Zug I 2. Zug , 3. Zug Unbehandelt (blank) 86,6 bis 98,o *) gerissen - Mittel 92,q. Behandlung i 93 bis ioi *) i23 gerissen - 93 bis 99 *) i gerissen - Mittel 96,5 Behandlung 2 87,5 bis gi,2 *) gerissen f - 73,o bis 88,o *) j gerissen - f ; Mittel 85,0 Behandlung 3 .. 69,8 bis 7r,2 ! i08 bis iri **) E 96 bis 103 gerissen ' 71,2 122 **) ioo bis i08 gerissen Mittel 70,8 114 102 Behandlung q. 63,5 bis 64,2 8.3,0 bis 84,7 8o,8 bis 83,0 62,8 bis 63,5 8=,i bis 83,8 Si,B bis 83,0 Mittel 63,5 83,2 82,8 *) Das Ziehgut wird rauh. - @') Von einer gewissen Ziehlänge an treten Ziehriefen auf. Aus diesen Versuchen geht hervor, daß ein Beizen mit den bekannten Edelstahlbeizen allein keine Verminderung der Ziehspannung bringt. Bei der Behandlung i ist sogar eine Erhöhung der Ziehspannung gegenüber dem unbehandelten Draht zu verzeichnen. Bereits im---. Zug sind sämtliche Proben gerissen. Demgegenüber ist bei einer Vorbehandlung gemäß Erfindung eine Verminderung der Ziehspannung erreicht und ein Ziehen auch im 2. Zug möglich. Teilweise sogar, insbesondere bei der besonders günstigen Ausführung unter Verwendung einer Vorbeize läßt sich ein 3. Zug ziehen.With the wires pretreated in this way and for comparison with an untreated bare wire, pulling tests were carried out on the tearing machine. Rapeseed oil served as a lubricant. In the tests, the individual pulls were drawn to the same diameter, i.e. with the same reduction in cross-section, and the pulling stresses were measured in kg / mm2 for the various surface treatments. The degree of drawing can be seen from the following table: I i. Train I 2nd train f 3rd train Diameter according to the drawing in mm 4.5 3.8 3.3 Cross-sectional decrease in olo ... 33.2 28.8 a4.6 The behavior of the individual rods depending on the surface treatment and the drawing tension required in each case can be seen from the following table, in which both the respective fluctuations in the drawing tension in the course of the same test and the mean drawing tension from these fluctuations or between several tests are entered : Surface treatment drawing tension in -kg / mmz i. Train I 2nd train, 3rd train Untreated (blank) 86.6 to 98, o *) cracked - Means 92, q. Treatment i 93 to ioi *) i23 torn - 93 to 99 *) i torn - Mean 96.5 Treatment 2 87.5 to gi, 2 *) cracked f - 73, o to 88, o *) j torn - f; Mean 85.0 Treatment 3 .. 69.8 to 7r, 2! i08 to iri **) E 96 to 103 torn '71.2 122 torn **) ioo to i08 Medium 7 0 , 8 114 102 Treatment q. 63.5 to 64.2 8.3.0 to 84.7 8o, 8 to 83.0 62.8 to 63.5 8 =, i to 83.8 Si, B to 83.0 Medium 63.5 83, 2 8 2 , 8 *) The material to be drawn becomes rough. - @ ') From a certain drawing length on, drawing marks appear. These experiments show that pickling with the known stainless steel pickling alone does not reduce the drawing stress. Treatment i even shows an increase in the drawing tension compared to the untreated wire. Already in ---. Zug all samples tore. In contrast, with a pretreatment according to the invention, a reduction in the drawing tension is achieved and drawing is also possible in the 2nd draw. In some cases, especially in the particularly favorable version using a pre-pickling, a third puff can be drawn.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for preparing stainless steel Steels, preferably of austenitic structure, for cold forming processes where there is friction between the material and the tool, e.g. pulling, characterized in that the same treated with mineral acid ferric acetate solutions will.

2. The method according to claim r, characterized in that hydrochloric acid ferric acetate solutions be used.

Are used 3. The method according to claims I and 2, characterized in that solutions containing about 20g H C1 / 1 and io g ferric acetate /. 1 .

4. The method according to claims i to 3, characterized in that the parts are pickled with stainless steel pickling acid mixtures before treatment with acidic ferric salt solutions. In order to distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following documents were considered in the grant procedure: French patent specification No. 800 720; Material handbook for steel and iron, sheets O 71 to 78, November 1937; Bauer, Kröhnke, Masing: The corrosion of metallic materials, 1936, Vol. 1 , pp. 466 to 468, 47 1, 528.