AT344765B - Verfahren zur gezielten herstellung von gusseisen mit kugelgrafit, insbesondere fuer dickwandige gussstuecke - Google Patents
Verfahren zur gezielten herstellung von gusseisen mit kugelgrafit, insbesondere fuer dickwandige gussstueckeInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielten Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit, frei von Graphitentartungen, insbesondere für dickwandige Gussstücke mit einer Wandstärke von mindestens 50 mm, vorzugsweise für die Herstellung von Motorenguss. Insbesondere bei Motorenguss, wie z. B.
Zylinderblöcken und-köpfen, ist es wesentlich, dass diese Gussstücke homogen sind und in allen Gussstückbereichen einwandfrei ausgebildete Graphitkugeln aufweisen, also frei von jeder Art von Graphitentartungen sind.
Es ist bekannt, dass bei Gusseisen mit Kugelgraphit schon oft bei Wandstärken ab 50 mm Graphitentartungen, wie z. B. explodierter Graphit, Quasi-Flake Graphit, lamellenähnlicher Graphit, Chunky Graphit und unregelmässig ausgebildete Graphitkugeln auftreten. Diese Graphitentartungen bewirken einen starken Abfall der mechanischen Eigenschaften. Besonders die Motorenhersteller benötigen Gussstücke, wie z. B. Zylinderblöcke oder Zylinderköpfe, mit guten Festigkeitseigenschaften und hoher Dehnung, wobei Gusseisen mit Kugelgraphit Verwendung findet. Diese Eigenschaften hängen jedoch weitgehend mit der Graphitausbildung zusammen.
Aus der Fachliteratur ist bekannt, dass mit zunehmender Wandstärke die Zahl der Graphitkugeln abnimmt und ihre Grösse zunimmt. Unregelmässige Graphitkugeln treten bei ungenügender Impfung, insbesondere Formimpfung, auf. Im Bereich der zuletzt erstarrten Restschmelze kommt es zur Ausbildung eines lamellenähnlichen Graphits, wobei ein hoher Gehalt an Spurenelementen im Einsatzmaterial diese Ausbildung begünstigt. Die Wirkung der Spurenelemente steigt mit abnehmender Abkühlungsgeschwindigkeit. Zu hoher Gehalt an Cer führt zur explodierten Graphitform. Quasi-Flake Graphit soll bei niedrigen Magnesiumgehalten entstehen. Die Entstehung von Chunky Graphit ist noch ungeklärt. Oft steht das Auftreten von Chunky Graphit mit zu reinem Einsatzmaterial und zu hohem Nickelgehalt in Verbindung.
Ein erhöhtes Kohlenstoffäquivalent über 4% und kalziumhältiges Impfferrosilizium begünstigen ebenfalls die Bildung von Chunky Graphit. Das Kohlenstoffäquivalent errechnet sich aus dem Kohlenstoffgehalt und einem Drittel des Siliziumgehaltes. Vanadium, Titan und Molybdän können an der Korngrenze zur Karbidbildung führen. Bei grösseren Zusätzen von Zinn kann es zu Versprödungen kommen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass unter Einhaltung der Schmelz- und Giessbedingungen für Gusseisen mit Kugelgraphit zur Vermeidung von Graphitentartungen sowohl bei niedrigem als auch bei hohem Kohlenstoffäquivalent Zinn in der Grössenordnung von 0, 005 bis 0, 5% zulegiert wird. Insbesondere liegt die Giesstemperatur unterhalb von 1350 C. Vorzugsweise liegt die Formimpfung unterhalb von 0,2%. Nach einem weiteren wesentlichen Erfindungsmerkmal werden zur Erhöhung der Abkühlgeschwindigkeit an die thermischen Zentren Kokillen angelegt.
Erfindungsgemäss wurde gefunden, dass zur sicheren Verhinderung von Graphitentartungen in dickwandigen Gussstücken mit einer maximalen Wandstärke von mehr als 50 mm folgende Massnahmen zur Zulegierung von Zinn einzeln und in beliebiger Kombination untereinander notwendig sind.
1. Die Verwendung von Stahlschrott mit einem leicht erhöhten Gehalt an Spurenelementen als
Einsatzmaterial.
2. Die chemische Zusammensetzung der Schmelze, insbesondere der Kohlenstoff- und Siliziumgehalt kann im Bereich des Kohlenstoffäquivalentes von 3, 8 bis 4, 5% liegen, wenn Elemente zulegiert werden, die die Kohlenstofflöslichkeit im Austenit erhöhen, ohne jedoch Karbidbildner zu sein, oder eine Störwirkung auf die Kugelausbildung zu besitzen.
3. Die Giesstemperatur darf maximal 1350 C betragen.
4. Die Formimpfung darf maximal 0, 2% betragen.
5. An Stellen, wo thermische Zentren anfallen, d. s. Stellen, wo das Gusseisen die maximale
Wandstärke erreicht, ist das Anlegen von Kokillen zur Erhöhung der Abkühlgeschwindigkeit von
Vorteil.
6. Die Abstimmung der oben angeführten Punkte erfolgt unter Berücksichtigung der geforderten thermischen Eigenschaften, wobei Zinn entsprechend dem Kohlenstoffäquivalenten in einer Menge von 0, 005% bei niedrigem Kohlenstoffäquivalent, bis 0, 5% bei hohem Kohlenstoffäquivalent zulegiert wird.
Die Erfindung gestattet eine homogene Ausführung bzw. Werkstoffverteilung dickwandiger Gusskörper, wobei die Festigkeitseigenschaften durch Entartungen der Graphitausbildung nicht gestört werden. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig bei thermisch hoch beanspruchten Bauteilen, wie z. B.
Motorblöcken, Zylinderköpfen, da durch die erfindungsgemässen Massnahmen die Lebensdauer des
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lohnkostenintensiven Motors gesteigert wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, dass die Ausschussquote wesentlich gesenkt werden kann und zufällige Imperfektionen in der Materialgüte des Einsatzmaterials bzw. der Zuschlagstoffe sich nicht in der Graphitausbildung bemerkbar machen. Dieses letztere Merkmal tritt insbesondere dann auf, wenn die ersten fünf umseitig genannten Punkte beachtet werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur gezielten Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit, frei von Graphitentartungen, insbesondere für dickwandige Gussstücke mit einer Wandstärke von mindestens 50 mm, vorzugsweise für
EMI2.1
gekennzeichnet, dass unter Einhaltung derSchmelz-und Giessbedingungen für Gusseisen mit Kugelgraphit zur Vermeidung von Graphitentartungen sowohl bei niedrigem als auch bei hohem Kohlenstoffäquivalent Zinn in der Grössenordnung von 0, 005 bis 0, 5% zulegiert wird.
Claims (1)
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesstemperatur unterhalb von 1350 C liegt.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formimpfung unterhalb von 0, 2% liegt.4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass zur Erhöhung der Abkühlgeschwindigkeit an die thermischen Zentren Kokillen angelegt werden.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Einsatzmaterial zur Erzeugung der Gusseisenschmelze Stahlschrott mit einem leicht erhöhten Gehalt an Spurenelementen verwendet wird. EMI2.2 des niedrigen Kohlenstoffäquivalentes, insbesondere von 3, 8%, in einer Menge von mindestens 0, 005% zulegiert wird.7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zinn im Bereich des hohen Kohlenstoffäquivalentes, insbesondere von 4, 5%, in einer Menge bis zu maximal 0, 5% zulegiert wird.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ATA611975A ATA611975A (de) | 1977-12-15 |
| AT344765B true AT344765B (de) | 1978-08-10 |
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ID=3583050
Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2468903A1 (de) * | 2010-12-27 | 2012-06-27 | Frenos Iruña, S.A.L. | Herstellungsverfahren von kugelförmigen Gussstücken |
-
1975
- 1975-08-07 AT AT611975A patent/AT344765B/de not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATA611975A (de) | 1977-12-15 |
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