Titel: | Verfahren das Gußeisen, Schmiedeisen und den Stahl gegen Oxydation zu schützen, ferner das Schmiedeisen für Wagenachsen etc. härter und dauerhafter zu machen, worauf sich Moses Poole, Patentagent zu London, in Folge einer Mittheilung am 27. Nov. 1846 ein Patent ertheilen ließ. |
Fundstelle: | Band 103, Jahrgang 1847, Nr. C., S. 430 |
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C.
Verfahren das Gußeisen, Schmiedeisen und den
Stahl gegen Oxydation zu schützen, ferner das Schmiedeisen für Wagenachsen etc. härter
und dauerhafter zu machen, worauf sich Moses Poole, Patentagent zu London, in Folge einer Mittheilung am 27. Nov. 1846 ein Patent ertheilen
ließ.
Aus dem Repertory of Patent-Inventions, Jan. 1847,
S. 36.
Poole's Verfahren eiserne Achsen und Maschinentheile mit einer
stahlartigen Composition zu überziehen.
Die erste Verbesserung des Patentträgers besteht darin, das Gußeisen und den Stahl, während sie sich im
Fluß befinden, mit zwei bis zehn Proc. Zinn, oder Kupfer, Nickel oder Antimon zu
versehen, je nach dem Zweck zu welchem das Eisen bestimmt ist; je mehr von diesen
Metallen, bis zu zehn Proc., dem Eisen zugesetzt wird, desto weniger oxydirbar und
weniger spröde ist die Verbindung.
Die zweite Verbesserung besteht darin, das Schmiedeisen
härter und dauerhafter zu machen, indem man es mit Stahl überzieht oder mit solchem
Gußeisen, welchem zwei bis zehn Proc. Zinn, Kupfer, Nickel oder Antimon zugesetzt
wurden; das Schmiedeisen eignet sich dann besonders zu Wagenachsen oder
Maschinentheilen, welche eine große Reibung auszuhalten haben.
Man verschafft sich einen Tiegel von solcher Form und Größe, daß er zur Erzeugung des
harten Metalls hinreicht, womit eine Achse oder ein sonstiger schmiedeiserner
Gegenstand durch Herumgießen überzogen werden soll. Nachdem der Tiegel in einen mit
Kohks zu heizenden Schmelzofen gestellt ist, bereitet man auf folgende Weise eine
Art Stahl: man bringt gewöhnliches Roheisen in den Tiegel und schmilzt es darin; von
Zeit zu Zeit setzt man eine Portion Brucheisen zu, bis ein Stab hämmerbaren Eisens,
welchen man in die geschmolzene Masse taucht, von derselben nicht mehr zerfressen
wird; mit dem Brucheisen kann man auch ein wenig Braunstein zusehen; statt bloßen
Gußeisens (welches den Stab aus Schmiedeisen oft so schnell zerfrißt, daß es ihn
förmlich auflöst) kann man auch Roheisen mit seinem halben bis doppelten Gewicht
gewöhnlichen Brennstahls in den Tiegel bringen, je nach der Härte des erforderlichen
stählernen Ueberzugs; auch kann man außer dem Schmelzstahl dem Roheisen noch zwei
bis zehn Proc. Zinn, Kupfer, Nickel oder Antimon zusetzen, meistens sind aber zwei
Proc. hinreichend. Die Mischung muß überhaupt nach dem Zweck bemessen werden, zu welchem der Ueberzug
bestimmt ist; so erweist sich für die Achsen der Eisenbahnwagen, welche heftigen
Stößen ausgesetzt sind, eine Beimischung von Zinn oder Kupfer etc. zum Stahl
vortheilhaft; wo aber bloß die Reibung zu überwinden ist, wie bei einer stationären
Dampfmaschine, nimmt man zu allen diesen Mischungen am besten den härtesten Stahl.
Immer muß jedoch die geschmolzene Masse mit einem Eisenstab probirt werden, um zu
sehen ob sie denselben noch zerfrißt, weil sonst der Ueberzug dem überzogenen Metall
nicht vollkommen adhäriren würde; falls man noch ein Zerfressen bemerkt, muß man,
wie gesagt, Stücke Brucheisen zusetzen.
Nachdem die geschmolzene Masse so bereitet ist, muß man das zu überziehende
Eisenstück in die Masse tauchen und darin lassen, bis es dieselbe Temperatur wie das
geschmolzene Metall angenommen hat (es kann aber auch schon vor dem Eintauchen
erhitzt werden). Wendet man einen Tiegel an, welcher nur eine kleine Menge von dem
Ueberzugmetall enthält, so wird der schmiedeiserne Gegenstand, wenn man ihn kalt
hineinsteckt, die Masse erhärten und abkühlen; dann muß man aber das Erhitzen
fortsetzen, bis das Metall wieder flüssig wird, wodurch sich die zwei Metalle so zu
einer einzigen Masse vereinigen, daß sich das Ueberzugmetall nach dem Erkalten nicht
mehr abtrennen läßt, wenn man auch den eisernen Gegenstand fast flach hämmern
würde.
Als Anleitung zur Zusammensetzung der erwähnten Mischungen für verschiedene Zwecke
dienen folgende Beobachtungen. Je mehr man diesen Metallmischungen hämmerbares oder
Brucheisen zusetzt, desto weniger zerbrechlich ist das Product; es wird ihm aber an
Härte fehlen. Setzt man der Metallmischung 5 bis 10 Proc. Braunstein oder 10 bis 30
Proc. eines Gemenges aus gleichen Theilen Braunstein und Soda zu, so nimmt die Härte
in demselben Verhältniß zu; ist jedoch der Zusatz zu groß, so macht er das Metall zu
spröde. Kupfer im Verhältniß von 2 bis 10 Proc. zugesetzt, unterhält die Härte wo
ein großer Antheil Braunstein oder Brennstahl zugesetzt wurde, und macht zugleich
das Metall viel weniger spröde und zerbrechlich. Zinn, in denselben Verhältnissen
angewandt, hat fast dieselbe Wirkung wie Kupfer, aber nicht in demselben Grade; es
hat den Vortheil die geschmolzene Masse flüssiger zu machen. – Brennstahl, in
gleicher Menge bis zur doppelten Quantität dem Gußmetall zugesetzt, ist sehr hart
und dauerhaft; nachdem der Stahlüberzug über das Eisen gegossen ist, kann man ihn
allmählich abkühlen lassen, dann abdrehen und Poliren und hierauf durch Erhitzen und
rasches Abkühlen wieder Härten, wie beim Bearbeiten von Stahl (nur ist dabei zu
beobachten daß, wenn der Ueberzug dick ist, man ihn nicht plötzlich rothglühend in kaltes Wasser tauchen
darf, wobei er Sprünge erhielte, weil der Stahl und das Eisen sich beim Erkalten in
verschiedenem Grade ausdehnen; er muß folglich langsamer abgekühlt werden). Falls
eine eiserne Achse nur an einem Ende überzogen wurde, kann man das Eisen heiß bis an
die Stelle hinauf, wo der Ueberzug beginnt, in Wasser tauchen; das Eisen ist ein so
guter Wärmeleiter, daß es den überzogenen Theil rasch genug abkühlt, um ihm die
nöthige Härte zu ertheilen.
Der dritte Theil meiner Erfindung besteht darin, daß ich das Schmiedeisen nach einer
neuen Methode Härte, um es dauerhafter zu machen; durch dasselbe Verfahren werden
auch das Gußeisen und der Stahl weniger oxydirbar gemacht. Ich benutze nämlich statt
des sonst gebräuchlichen Cyaneisenkaliums (Blutlaugensalzes) das Cyaneisennatrium,
für sich allein oder in Verbindung mit kohlensaurem Natron, weil dasselbe weniger
zerfressend auf das Eisen wirkt, wenn man letzteres auf eine Temperatur zwischen der
Rothglühhitze und Weißglühhitze bringt, welche zum guten Härten erforderlich ist;
man kann in diesem Bad ein polirtes Eisenstück dem Windstrom in einem offenen
Feuercanal aussehen, ohne daß es sich im geringsten oxydirt.
Der erforderliche Apparat besteht in einem gewöhnlichen Flammofen mit Tiegel aus
Gußeisen oder Steinzeug; für größere Artikel welche gehärtet werden sollen, kann man
im festen Mauerwerk zwei Becken errichten, über welche die Flamme spielt, wovon das
eine zunächst dem Feuer befindliche Becken den Fluß, das Cyaneisennatrium,
kohlensaure Natron etc. enthält; dieser Fluß wird in seinem Becken oder Tiegel
geschmolzen und im flüssigen Zustand erhalten, bis er fast die Weißglühhitze
erreicht: denn je höher die Temperatur ist, desto größer ist die Härtung; das andere
Becken enthält geschmolzenes Cyaneisenkalium. Der zu härtende eiserne Gegenstand
wird nun in das Flußbad von Soda (mit oder ohne Zusatz von Cyaneisennatrium)
getaucht und ihm die ganze Hitze desselben ertheilt; dann wird er eine Minute lang
oder kürzere Zeit in das Bad von geschmolzenem Cyaneisenkalium gebracht; oder er
kann auch aus dem Bad von Sodastuß herausgenommen und mit gepulvertem
Cyaneisenkalium bestreut werden, wobei der ihm anhängende Sodafluß die zerfressende
Wirkung des Cyaneisenkaliums verhindert, wenn man solches zum Bestreuen benutzt. Das
Bad von Cyaneisenkalium ist am geeignetsten für Kettenbolzen etc., hat aber den
Fehler sich bald zu zersetzen, nämlich in 15 bis 20 Minuten, daher man es schnell
verbrauchen muß. Für Achsen aber, bei denen nur das Ende zu Härten ist, wendet man
besser einen Tiegel an; nachdem man den zu härtenden Theil der Achse senkrecht in den Tiegel
gestellt hat, kann man den über dem Tiegel befindlichen abgedrehten und polirten
Theil durch Kohksstücke gegen das Feuer schützen, was noch den Vortheil hat daß die
Achse erhitzt und folglich die Wärme in den Fluß hinabgeleitet wird, der sich in dem
Tiegel, am vorteilhaftesten einem gußeisernen, befindet.