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Verfahren zur Herstellung von druck- und verschleissfestem, ferritfreiem, perlitischem Gusseisen aus metallischen Dauerformen bei Wandstärken der Gussteile unter 25 mm
Ein druck-und verschleissfestes, ferritfreies, perlitisches Gusseisen aus metallischen Dauerformen bei Wandstärken der Gussteile über 25 mm herzustellen, ist bereits zur Genüge bekannt ;
jedoch werden die Schwierigkeiten der Herstellung eines solchen Gusseisens wesentlich grösser, sobald es sich um Gussstücke mit Wandstärken unter 25 mm aus metallischen Dauerformen, den sogenannten Kokillen, handelt, da sich dann in diesem Falle sofort weisse zementitische Randzonen einstellen, die ohne eine nachträgliche Glühung kaum bearbeitbar sind, und da daneben dank zahlreicher Nester von fein verteiltem eutektischem Graphit viel Ferrit im Gefüge entsteht, wodurch die Verschleissfestigkeit sehr herabgesetzt wird.
Beide nachteiligen Erscheinungen gleichzeitig zu verhüten, war deshalb schon lange der grosse Wunsch der Giessereitechnik, ohne dass dieses jedoch bisher im befriedigenden Umfange gelang.
Eine Möglichkeit, die weissen zementitischen Randzonen eines solchen Eisens zu verhüten, ist nach Schrifttumsangaben diejenige, zunächst einmal den Si-Gehalt des Ausgangseisens auf 2, S10 und mehr zu erhöhen, jedoch steigert man hiedurch gleichzeitig die Neigung des Eisens zu Ferritausscheidungen im Gefüge, die ebenso unerwünscht sind wie die zunehmende Wandstärkeempfindlichkeit eines solchen Eisens für zu grobe Graphitausscheidungen bei Gussstücken, die nur aussen gegen Kokille gegossen sind, in ihrem Inneren aber einen Sandkern besitzen, der die Innenflächen des Gussstückes wesentlich langsamer als die Aussenflächen erstarren lässt.
Ebenso wie letzteres bei zu hohen Si-Gehalten imEisen eintritt, besteht dieselbe Gefahr für zu grobe Graphitausscheidungen an Innenwänden und zu starken, davon begleiteten Ferritausscheidungen natürlich auch bei zu hohen C-Gehalten im Gusseisen, so dass es schliesslich zum Gegenstand eines neuen Verfahrens gemacht wurde, ein druck-und verschleissfestes, ferritfreies, perlitisches Kokillengusseisen mit einem Eisen von 3, 25 bis 3,55go C mit 1, S - 2, 2f1/0 Si herzustellen, bei dem die weissen zementitischen Randzonen dadurch beseitigt werden, dass einerseits eine mit dünner Sprühschlichte versehene Kokille auf eine ganz bestimmte Mindest-Erwärmungstemperatur von 280 C gebracht und anderseits gleichzeitig ein geimpftes Eisen verwendet wird,
dessen Impfung jedoch gerade nur so stark ist, um unter den vorgenannten Umständen weisse zementitische Randzonen zu verhüten, aber noch nicht so stark ist, dass sich wieder ein zu grober Graphit und Ferritausscheidungen einstellen. Nach zahlreichen Versuchen des Erfinders würde dies beispielsweise schon allein dann eintreten, wenn beim Impfen des Eisens statt eines hochprozentigen pulverisierten Ferrosiliziums das bekanntlich noch stärker wirkende Kalziumsilizium verwendet wird, es sei denn, auch dieses Mittel wird durch andere Zusatzstoffe in seiner Originalwirkung teilweise wieder abgeschwächt.
Ein ferritfreies, perlitisches Gusseisen in eisernen Kokillen herzustellen, ist weiterhin von der Erzeugung geschleuderter Zylinderlaufbüchsen sehr gut bekannt, jedoch werden in diesem Falle die Schleudergusskokillen, wenn weisse Randzonen verhütet werden sollen, auf eine wesentlich höhere Vorwärmungstemperatur gebracht, d. h. zum mindesten auf eine dunkle Rotglut weit oberhalb von 500 C, d. h. einer Temperatur, die weit oberhalb derjenigen liegt, die zum Bereiche der vorliegenden Erfindung gehört.
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Auch das Anspritzen von Kokillen mit einer die Wärmeabfuhr hemmenden Schlichte kann an und für sich schon zum bekannten Stande der Technik gerechnet werden ; jedoch wird im allgemeinen angenommen, dass man bei Verwendung einer solchen Schlichte auch schon ohne heisse Kokille und mit einem ungeimpften Eisen auskommen könnte, um gutes Kokillengusseisen mit den eingangs erwähnten Eigenschaften zu erzielen. Bei Gussstücken, die Wandstärken unter 25 mm haben, ist mit einer dünnen Sprühschlichte unter 1 mm Stärke allein gemäss der jahrelangen Versuche des Erfinders ein solcher betriebssi- cherer Erfolg jedoch kaum möglich und es bedarf schon hiefür der verschiedenen oben genannten Massnahmen gemeinsam, von denen man auch nicht eine weglassen darf, um zum gewünschten Ziele zu kommen.
Um auf den nach obigem Verfahren hergestellten Gussstücken eine besonders glatte Oberfläche zu erzielen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die 280 - 5000c heissen, mit einer Sprühschlichte versehenen Kokillen auch noch zusätzlich mit einer Acetylen-Gasflamme anzurussen. Die Meinung, dass im obigen Falle schon allein ein Anrussen der Kokillen genügt, um den genannten Zweck zu erreichen, ist jedoch auch hier keinesfalls richtig.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von druck- und verschleissfestem, ferritfreiem, perlitischem Gusseisen aus metallischen Dauerformen bei Wandstärken der Gussteile unter 25 mm, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eisen mit3, 25 - 3, 550/oC und 1, 8-2, 2% Si verwendet wird, das im flüssigen Zustand mit 0, 2-0, 5% Si mittels pulvrigem, 70-85,,/oigem Ferrosilizium geimpft und in 280 - 5000C heisse Kokillen gegossen wird, wobei die Kokillen mit einer dünnen Sprühschlichte versehen sind, deren Dicke unter 1 mm liegt.