Titel: | Mittel zum Schweissen, Härten und Verbessern von Stahl. |
Fundstelle: | Band 264, Jahrgang 1887, S. 498 |
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Mittel zum Schweiſsen, Härten und Verbessern von
Stahl.
Kick, über verschiedene Stahlverbesserungsmittel.
In den Technischen Blättern, 1886 S. 169 bespricht Prof.
Friedr. Kick in Prag auf Grund gemachter Proben
verschiedene Mittel zum Schweiſsen, Härten und Verbessern von Stahl, welche im
Handel als sogen. Geheimmittel, d.h. ohne Angabe der Zusammensetzung o. dgl.
vertrieben werden, daher nähere Mittheilungen über dieselben allgemeineres Interesse
besitzen.
Das von A. Schenker's Wittwe in Rheinfelden hergestellte, auch von E. Blum in Zürich zu beziehende sogen. Stahlpulver Nr. 1 soll die Eigenschaft besitzen, Stahl zu verbessern, und sowohl als Schweißpulver dienen, als auch verbranntem Stahle die
ursprüngliche Beschaffenheit und Härte geben. Dieses Pulver besteht aus ⅓ Borax, ⅓
Chlorammonium und ⅓ organischer Substanz (Harz, weiſses Pech) mit einer Spur von
Kieselsäure. Die Farbe desselben entspricht jener gepulverten weiſsen Peches.
Die Gebrauchsanweisung lautet: „Man macht den anzuschweißenden Stahl rothwarm, überstreut ihn mit
dem Pulver und läſst erkalten, macht hierauf das Eisen weiſsglühend und reinigt
es von Zunder. Dann trägt man den Stahl kalt auf, streut auf die
Vereinigungsstelle nochmals Pulver und, nachdem man Schweiſshitze gegeben, wird
schnell mit leichten Schlagen angeschweiſst, der Gegenstand fertig gemacht und
wie gewöhnlich abgehärtet.“
Durch Beifügen dieses Pulvers beim Schmieden von Drehstählen o.
dgl. gewinnen diese sehr. Bei bloſser Stahlhärtung wird der rothwarme Stahl allseits
mit diesem Pulver bestreut, behutsam nochmals rothwarm gemacht und dann in
gewöhnlichem, abgestandenem Wasser gehärtet.
Das Pulver Nr. 2 zum Schweißen von
Gußstahl mit Hitze besteht aus 25 Proc. Eisenoxyd, 15 Proc.
Chlorammonium, 50 Proc. Kieselsaure, 10 Proc. kohlensaurem Kalk. Das Pulver ist fein
und zeigt die Farbe des Eisenoxydes. Die Gebrauchsanweisung sagt: „Man richtet
den Stahl und das Eisen zum Schweiſsen wie gewöhnlich zu; wenn Eisen und Stahl
gut rothwarm, so dreht man den anzuschweiſsenden Stahl in dem Pulver herum, geht
damit ins Feuer, wiederholt solches 2 bis 3 mal und, wenn zuletzt der Stahl
Hitze hat, so taucht man ihn noch einmal ins Pulver und schweiſst mit ganz
leichten Schlägen.“
Pulver Nr. 3 nur zum Härten von
Stahl, besonders zum Abhärten beim Nachspitzen, soll dem
„ermatteten“ Stahl die ursprüngliche Kraft wieder geben. Es besteht aus
40 Proc. Kalisalpeter, 58 Proc. organischer Substanz (wahrscheinlich Klauenpulver)
und etwa 2 Proc. Kieselsäure. Die Farbe entspricht dem Klauenpulver.
Die Gebrauchsanweisung sagt, daſs das zur gehörigen Hitze
gebrachte Werkzeug von allen Seiten mit diesem Pulver bestreut, nochmals im Feuer
zum Glühen gebracht und sodann schnell abgekühlt wird. – Auf die Leichtentzündlichkeit dieses Pulvers wird
hingewiesen.
Pulver Nr. 4 sogen. „Eisenpulver“ wird zur oberflächlichen Härtung von Schmied- und Flußeisen verwendet und soll bei
3 maligem Abbrennen und Aufstreuen so tief wie 6 stündiger Einsatz härten. Dasselbe
besteht aus 15 Proc. Chlornatrium, 25 Proc. Braunstein (20 Proc. Mangansuperoxyd und
5 Proc. Kieselsäure), 10 Proc. Natriumcarbonat und 50 Proc. organischer Substanz
(wahrscheinlich Klauenpulver). Farbe rothlich braun.
Nach der Gebrauchsanweisung macht man das (nicht rostige) Eisen in
Holzkohlenfeuer schwach rothwarm, überstreut es hierauf mit Pulver und bringt es
behutsam neuerlich ins Feuer. In demselben wird es nun gut rothwarm gemacht,
herausgenommen, dicker mit Pulver bestreut, welches man nun auſserhalb des Feuers
einwirken läſst, bis das Eisen dunkel geworden. Hierauf wird dasselbe zum 3. Male
ins Feuer gebracht, stark rothwarm gemacht, herausgenommen, abermals mit Pulver
bestreut und noch glühend in weichem Wasser gehärtet. Will man ein gröſseres Stück
Eisen, z.B. den Lagerhals einer Welle gut härten, so
nimmt man einen Lappen, bestreut denselben 6 bis 7mm dick mit Pulver und umwindet die Stelle so, daſs das Pulver
gleichmäſsig aufgetragen wird, umwindet dann mit einer Schnur und bedeckt das Ganze
3 bis 4cm dick mit Lehm; nach Trocknung des
letzteren wird das Wellenstück ins Kohlenfeuer gelegt und 2 bis 3 Stunden
rothglühend erhalten, hierauf in Wasser abgekühlt. – Dieses Pulver eignet sich auch
als Einsatzpulver vorzüglich.
Von anderer Seite, Karl Küpfer in
Biel (Schweiz), kommen nachstehende Mittel in den Handel:
Die Härtemasse A, eine braunrothe,
fadenziehende Masse, welche wahrscheinlich aus 50 Th. Fischthran, 40 Th. ordinärem
Colophonium und 10 Th. Terpentinharz besteht, wird sowohl zum Härten, als Verbessern
verbrannten Stahles benutzt. Die Werkzeuge oder sonst zu härtenden Stahlstücke
werden in Holzkohlenfeuer rothglühend gemacht und in diese Masse getaucht, bis sie
schwarz geworden sind; hierauf werden sie ungeputzt neuerlich ins Feuer gegeben,
rothglühend gemacht und in einem Härtewasser B
gehärtet. Verbrannter Stahl wird 3 mal dunkelroth glühend („braun“) gemacht
und in der Masse abgekühlt. Ueberschmieden ist gut, aber nicht nöthig. Hart
gewordene Masse wird durch Fischthran aufgefrischt.
Das Härtewasser B wird dadurch
bereitet, daſs man reines Brunnenwasser kocht (unbedeckt), dann erkalten läſst, vom
Bodensatze abgieſst und auf je 1l Wasser 25g eines Gemenges auflöst, das nach der Analyse aus
40 Proc. Kalisalpeter, 59 Proc. Chlorammonium und einer Spur schwefelsaurem Natrium
besteht (letzteres vielleicht nur als Verunreinigung). Dieses Salzgemenge kann in
einem Säckchen in das Wasser eingehängt werden, bis es gelöst wurde, was „nach 8
bis 10 Tagen sicher der Fall ist“. Dieses Härtewasser kann in einem
Erdölfasse bedeckt jahrelang aufbewahrt und benutzt werden. Hat es an Wirksamkeit
verloren, so wird es durch Zusatz obgenannten Gemenges aufgefrischt. Neben diesem
Härtewasser steht gewöhnliches Wasser zum Abkühlen der
Schmiedezangen u. dgl. in Verwendung.
Das Stahlhärtepulver C besteht aus 5
Proc. Natronsalpeter, 15 Proc. Chlorammonium, 25 Proc. gelbem Blutlaugensalz und 55
Proc. organischer Substanz (Klauenpulver). Die zu härtenden Werkzeuge werden in
Holzkohlenfeuer langsam rothglühend gemacht und hierauf auſserhalb des Feuers
gleichmäſsig mit diesem Pulver bestreut, welches, wenn schwarz geworden, entfernt
und so lange durch frisches ersetzt wird, als der Stahl glühend ist. Das letztemal
läſst man das Pulver auf dem Stahle und macht denselben neuerlich rothglühend, kühlt
dann in der oben erwähnten Härtemasse A ab, macht
abermals glühend, um schlieſslich das Stück im Härtewasser
D zu härten. Diese Härtemethode soll sich für Bohrer, Dreh- und Hobelstähle besonders eignen und soll der Stahl, wenn er
aus dem Härtewasser D grau herauskommt, unmittelbar
verwendet werden; wenn der Stahl aber „weiſs“ erscheint, so soll er noch
etwas nachgelassen werden, aber nicht bis zur gelben Farbe. Fräsen, welche mit obigem Härtepulver behandelt wurden, sollen in heiſsem
Härtewasser B abgekühlt werden.
Das Härtewasser D besteht aus einer
concentrirteren Salzlösung als B und zwar wird auf
10l Wasser 2k Pulver genommen, dasselbe gelöst und 0k,5 reine Schwefelsäure zugesetzt. Vielleicht ist das Pulver dasselbe wie
jenes bei B verwendete; die Analyse ergab jedoch 54
Proc. Kalisalpeter und 46 Proc. Chlorammonium nebst Spur von schwefelsaurem
Natrium.
Betrachten wir die angegebenen Geheimmittel näher, so stellen sich
die Pulver Nr. 1 und 2 als Schweißpulver dar:
Nr. 1
Nr. 2
⅓ Borax
25 Eisenoxyd
⅓ Chlorammonium
15 Chlorammonium
⅓ weiſses Pech
50 Kieselsäure10 kohlensaurer Kalk
Sand,
wobei die zweite Mischung nur geeignet ist, eine
leichtflüssige Schlacke zu bilden und durch den Chlorammoniumzusatz auch die
Oxydation der zu schweiſsenden Stücke in Folge der sich bildenden Dämpfe dieses
Salzes zu hindern. Daſs das Pulver Nr. 1 auch geeignet ist, kohlend und daher
verbessernd auf den Stahl einzuwirken, erhellt aus dem Gehalte an Pech, welches auf
dem glühenden Stahle abbrennt, während der Borax eine deckende, leicht flüssige
Schlacke bildet.
Unter einander nahe verwandt sind ferner die Pulver Nr. 3, 4 und
C:
Nr. 3
Nr. 4
Nr. C
40 Kalisalpeter
25 Braunstein
5 Natronsalpeter
58 Klauenpulver
15 Chlorammonium
15 Chlorammonium
10 kohlensaures Natron
25 Blutlaugensalz
50 Klauenpulver
55 Klauenpulver
Die oxydirend wirkenden Substanzen, Kalisalpeter,
Braunstein, Natronsalpeter, scheinen hier deshalb zugesetzt, um durch theilweise
Verbrennung des Klauenpulvers die Einwirkung dieser im Ueberschusse vorhandenen
organischen Substanz auf den Stahl zu erhöhen. Die kohlende Wirkung dieser drei
Pulver ist durch das Klauenpulver bezieh. Blutlaugensalz auſser Frage.
Die Härtemasse A (50 Th. Fischthran,
40 Th. Colophonium, 10 Th. Terpentinharz) muſs wie alle Härtefette eine langsamere
Abkühlung und eine desoxydirende Einwirkung hervorbringen. Welchen Einfluſs der
Kalisalpeter und das Chlorammonium im Härtewasser B und
D üben und ob derselbe auf eine Erhöhung der
Wärmeleitungsfähigkeit des Wassers in Folge dieser Zusätze zurückgeführt werden
kann, muſs fraglich bleiben.
Als Schweißpulver wird von Paul Herzog, Fabriksdirektor in Peterswaldau (Reg.-Bez.
Breslau), im Praktischen Maschinenconstructeur, 1886 S.
203 ein Gemenge von Borax, Salmiak, blausaurem Kali und rostfreien Eisenfeilspänen
empfohlen. (Vgl. auch Härteofen 1886 261 * 293.)
Zur Anfertigung des Pulvers nimmt man: 500g Borax, 70g
Salmiak, 70g blausaures Kali, 35g Eisenfeilspäne (rostfrei), stöſst dieses in
einem zugedeckten Mörser zu Pulver und bringt es in einen Tiegel von Eisenblech.
Darauf versetzt man die Mischung mit Wasser, so daſs ein dicker Brei entsteht und
kocht diesen über
einem leichten Holzfeuer unter stetem Umrühren so ein, daſs nur die Flamme an den
Tiegel schlägt. Bei richtiger Handhabung bildet sich dabei eine Masse, welche dem
Bimssteine ähnlich ist, nur grün und grau gefärbt; diese läſst man erkalten, worauf
man sie zu Pulver stöſst, welches dann zum Gebrauche fertig ist.
Bei der Schweiſsung von Stahlstäben mit Stahl- oder Eisenstäben
ist der Vorgang folgender: Man staucht die Stäbe an den zu verschweiſsenden Enden an
und schrotet sie zur Klaue auf. Nachdem beide zu verbindende Theile in einander
gesteckt sind, bringt man sie im Holzkohlenfeuer zu schwacher Weiſsglut und streut
das obige Pulver mit Hilfe eines eisernen Löffels auf, läſst es anschmelzen und
schlägt in passendem Rundgesenk nach nochmaligem Aufstreuen von Pulver mit schwachen
Schlägen die Schweiſsstelle zusammen. Man soll durch dieses Mittel und Verfahren
ebenso wohl Zwirnspindeln, als Kolbenstangen gut zu schweiſsen vermögen.
Als Härtemittel schlägt J. L. Bleichsteiner in der Deutschen Uhrmacher-Zeitung ein Gemenge von 3 Th. blausaurem Kali, 1 Th.
Borax, 1 Th. Salpeter und ⅓ Th. Bleizucker vor. Der rothwarm gemachte Stahl wird mit
diesem Gemenge bestreut, neuerlich rothwarm gemacht und in Regenwasser gehärtet.
Stahlverbesserungsmittel von Adam Schaefer in Philadelphia (Nordamerikanisches
Patent Nr. 341173) besteht aus einem Gemenge von Colophonium, Leinöl,. Glycerin und
gepulverter Holzkohle. Dieses im erwärmten Zustande innig gemischte Gemenge bleibt
nach dem Erkalten flüssig. Es wird in der Weise benutzt, daſs man den gut rothwarm
gemachten Stahl in das obige Gemenge taucht, denselben damit gut überzieht und
neuerlich erhitzt und wie gewöhnlich härtet. Verbrannter Guſsstahl soll angeblich
durch dieses Mittel „regenerirt“, weicher Bessemerstahl soll dadurch härtbar werden und der Bruch an Feinheit gewinnen; auch
soll schmiedbarer Eisenguſs eine bessere Härte annehmen als durch Einsetzen.