183203. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vasból készült nitridált alkatrészek korrózióállóságának növelésére
1 183 203 2 A találmány vasból készült nitridált alkatrészek korrózióállóságának a növelésére szolgáló eljárásra vonatkozik, a nitridálást követő, alkálifémnitrátot tartalmazó alkálifémhidroxid-sófürdőben végzett oxidáló kezelés útján. Vasból készült alkatrészek nitridálásával ezek korrózióállósága is növelhető, a rozsdamentes és a saválló acélok kivételével. Ez a tény már régóta ismert. A jelentkező hatás független az alkalmazott nitridáló eljárástól (sófürdős-, gyors gáznitridálás, por- vagy plazmanitridálás). Egy kivételt képez itt csak az úgynevezett klasszikus gáznitridálás ammóniában, amelynél általában a keletkező összekötőzónát lemunkálják. A korróziós tulajdonságok javulását a jelenlegi ipari nitridálásnál — amelyet az iparban a kopási tulajdonságok javítása és a tartós szilárdság növelése céljából alkalmaznak —, kedvező mellékhatásnak tekintik. Nem ismeretes azonban egyetlen eset sem, amelynél a nitridálást kizárólag a korrózióval szembeni ellenállás növelése érdekében alkalmazták volna. Erre a célra hatásosabb módszerek — így például a krómozás és hasonlók — ismertek. A gyakorlatban speciális kékrefuttatás megjelöléssel a nitridálás és a gőzzel végzett futtatás kombinációja vált ismertté. Ez az eljárás kizárólag a kéregöntvény kopási tulajdonságainak a javítására szolgál és az úgynevezett klasszikus gáznitridálás és a gőzzel viszonylag magas hőmérsékleten végzett futtatás kombinációjából áll. Az is ismert továbbá, hogy ez a kezelés jobb oxidációval szembeni ellenállást eredményez. Az ismert eljárás azonban csak nagyon korlátozottan alkalmazható, mégpedig csak az említett szerkezeti anyagcsoportra. A feladatunk az volt, hogy olyan eljárást dolgozzunk ki vasból készült nitridált alkatrészek korrózióállóságának a növelésére a nitridáláshoz kapcsolódó oxidáló kezelés útján, amely minden vasból készült anyagra alkalmazható. A feladatot a találmány értelmében azzal oldottuk meg, hogy az oxidáló kezelést oxidáló sófürdőben 15-50 percig, előnyösen 25-45 percig, végezzük. Egészen meglepő módon az tűnt ki, hogy az alkatrészeknek, amelyeket nitridáltunk és ezt követően oxidáló sófürdőben oxidáltunk, a korrózióállósága jóval felülmúlja a csak nitridált állapotú alkatrészek korrózióállóságát és többszörösen meghaladja a krómozott alkatrészek korrózióállóságát is. A 2 514 398 sz. NSZK-beli nyilvánosságrahozatali iratból ismert egy fürdőben nitridált alkatrészek utókezelésére és edzésére szolgáló oxidáló sófürdő, amely a nítridálófürdőből behordott kis mennyiségű cianidot és cianátot képes elbontani. Ehhez az szükséges, hogy a nitridált részeket addig hagyják a fürdőben, ameddig a méregtelenítő reakció teljesen végbe nem megy. A reakció időtartama függ a hőmérséklettől és körülbelül 5 perctől (200 °C) néhány másodpercig teijed (400°C). Ezért az edzésre és utókezelésre szánt részeket mindig csak addig hagyják a fürdőben, ameddig azok fel nem veszik a fürdőhőmérsékletet, azaz körülbelül legfeljebb 10 percig. Teljesen meglepőnek bizonyult az, hogy azoknak az alkatrészeknek, amelyek hosszabb ideig maradnak ilyen fürdőben, a korrózióállósága jelentős mértékben megnövekszik. A következőkben bemutatjuk a találmány szerinti eljárás előnyeit. Sópermet kísérletet végeztünk a szokásos eljárással C 15 és 42 CrMo 4 jelű acélokból készült próbákon, amelyek közül egyet nem kezeltünk, egyet sófürdőben nitridáltunk és a szokásos módon edzettünk, egyet 5 pedig sófürdőben nitridáltunk és utánkezeltünk, a találmány szerinti eljárásnak megfelelően. Az értékelésnél az első rozsdanyomok megjelenéséig eltelt időtartamot mértük. 10 Acélfajta C 15 42 CrMo 4 * 25 * * * * 30 * * * * 35 kezeletlen 22 óra 41 óra sófürdőben nitridált, vízben, illetve olajban edzett 132 óra 176 óra 15 sófürdőben nitridált, alkálifém-hidroxid és -nitrát bázisú sófürdőben lehűtött, kezelési idő 35 perc 350 °C-on 236 óra 300 óra keménykrómozott 190—220 óra 190-220 óra 20________________________________________________ Hasonló eredményeket kaptunk más korrózióvizsgáló eljárásokkal (kondenzvíz-teszt, tengervíz-teszt) is. A találmány szerinti oxidáló kezelést a legegyszerűb-25 ben a nitridáló és oxidáló sófürdő kombinálásával végezzük, mivel ebben az esetben a kezelendő darabokat egyszerűen átaggathatjuk. A kezelendő darabok célszerűen 25-45 percig maradnak az oxidáló fürdőben és utána vízben szobahőmérsékletre lehűtjük azokat. 30 A nitridáláshoz kapcsolódó oxidáló kezelés sikere szempontjából érdektelen, hogy melyik nitridáló eljárást választjuk. A sófürdőben való oxidálást por-nitridáláshoz, gyors gáznitridáláshoz vagy kisüléses nitridáláshoz kapcsolódóan is végezhetjük. Természetesen az 35 eljárásmód körülményesebb akkor, ha a nitridált darabokat nem lehet az oxidáló sófürdőbe átaggatni. A következő példák a találmány szerinti eljárás közelebbi bemutatására szolgálnak. 40 1. példa C 15 jelű acélfajtából készült hajlított acéllemezeket, amelyek hosszúsága körülbelül 20 mm és szé- 45 lessége 60 mm, 45 percig olyan sófürdőben nitridálunk 580 °C-on, amely 37,6 súly % cianátot és 1,8 súly % cianidot tartalmaz (a maradék alkáli). Ezt követően ezeket 25 percig 350 °C-on olyan sófürdőben oxidáljuk, amely 37,4 súly % nátriumhidroxidot, 52,6 súly % ká- 50 liumhidroxidot és 10,0 súly % nátriumnitrátot tartalmaz. 2. példa 55 42 CrMo 4 jelű acélból készített 450 mm hosszú és 18 mm átmérőjű rudakat 120 percig 570 °C-on nitridálunk oly módon, hogy 50% ammóniából és 50% véggázból álló gázeleggyel kezeljük. A részeket a nitridálókemencéből való kivétel után 60 40 percig 400 °C-on oxidáljuk az 1. példában megadott sófürdőben. Ezt követően a rudakat vízben 30 °C-ra lehűtjük. 2
