Nr. 391 878No. 391 878
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Temperguß in einem Durchlaufgastemperofen.The invention relates to a method for the heat treatment of malleable cast iron in a continuous gas tempering furnace.
Es ist bekannt Tempergußstücke einer Glühbehandlung zu unterwerfen. Je nach Art und Durchführung der Glühbehandlung, wird sogenannter weißer oder schwarzer Temperguß hergestcllt.It is known to subject malleable castings to an annealing treatment. Depending on the type and execution of the annealing treatment, so-called white or black malleable cast iron is produced.
Aus der GB-PS 897 159 ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Temperguß bekanntgeworden, bei welchem in einer inerten oder neutralen Atmosphäre oder in einer Atmosphäre mit einem vorbestimmten Kohlenstoffpotential zur Verhinderung einer Entkohlung die Gußstücke bei Temperaturen zwischen 950 °C und 1100 °C geglüht werden, worauf für eine Entfernung des Kohlenstoffes aus der austenitischen Struktur eine langsame Abkühlung auf Temperaturen zwischen 800 °C und 900 °C erfolgt Für Herstellung von weißem Temperguß muß eine entkohlende Glühung vorgenommen werden, wobei die bekannten Verfahren eine derartige entkohlende Glühung in sowohl kontinuierlich als diskontinuierlich beschickbaren Öfen vorsehen. Im Zusammenhang mit der Glühbehandlung zur Herstellung von weißem Temperguß ist bekannt die Gußstücke auf Temperaturen zwischen 950° und 1070 °C zu erhitzen und auf dieser Temperatur zum Zweck des Zementitzerfalls und der erforderlichen Entkohlung längere Zeit zu halten. Im Anschluß an eine derartige, beispielsweise bei 1070 °C über eine Zeit bis zu 80 Stunden durchgeführte Glühbehandlung, kann eine rasche Abkühlung auf Raumtemperatur ohne nennenswerten Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften durch das bewirkte Gefüge erfolgen. Nach dem Aufheizen wird hiebei innerhalb der Haltedauer, bei welcher die Gußstücke auf Temperaturen von 1070 °C gehalten werden, im Falle von weißem Temperguß, neben dem Primärcarbidzerfall eine Entkohlung vorgenommen. Die Länge der Haltedauer richtet sich hiebei im wesentlichen nach der Wanddicke der Gußstücke und dem gewünschten Entkohlungsgrad. Üblicherweise werden bei Gußstücken mit maximaler Wanddicke von 6 mm Haltezeiten von etwa 40 Stunden und bei dickwandigeren Gußstücken Haltezeiten bis zu 80 Stunden eingehalten. Als Ausgangsmaterial wird hiebei von einer Richtanalyse von etwa 2,0 bis 3,5 % Kohlenstoff, 0,5 bis 1,7 % Silicium, 0,3 bis 1 % Mangan, Rest Eisen und Stahlbegleiter ausgegangen, wobei der Schwefelgehalt bis zu 0,30 % betragen kann. Der Schwefelgehalt hängt in erster Linie vom verwendeten Schmelzaggregat ab. Der Schwefelgehalt wird hiebei zumeist über den Energieträger eingebracht.From GB-PS 897 159 a method for heat treatment of malleable cast iron has become known, in which the castings are annealed at temperatures between 950 ° C and 1100 ° C in an inert or neutral atmosphere or in an atmosphere with a predetermined carbon potential to prevent decarburization Thereupon, for removal of the carbon from the austenitic structure, there is a slow cooling to temperatures between 800 ° C. and 900 ° C. For the production of white malleable cast iron, a decarburizing annealing must be carried out, the known methods of such a decarburizing annealing in both continuous and discontinuous Provide chargeable ovens. In connection with the annealing treatment for the production of white malleable cast iron, it is known to heat the castings to temperatures between 950 ° and 1070 ° C. and to keep them at this temperature for a longer period of time for the purpose of falling cement and the required decarburization. Following such an annealing treatment, for example carried out at 1070 ° C. over a period of up to 80 hours, rapid cooling to room temperature can take place without any appreciable influence on the mechanical properties due to the structure brought about. After heating, decarburization is carried out in addition to the primary carbide decomposition in the case of white malleable cast iron within the holding period at which the castings are kept at temperatures of 1070 ° C. The length of the holding period depends essentially on the wall thickness of the castings and the desired degree of decarburization. Usually, hold times of about 40 hours are observed for castings with a maximum wall thickness of 6 mm and hold times of up to 80 hours for thick-walled castings. A starting analysis of approximately 2.0 to 3.5% carbon, 0.5 to 1.7% silicon, 0.3 to 1% manganese, remainder iron and steel companion is assumed as the starting material, the sulfur content being up to 0. Can be 30%. The sulfur content depends primarily on the smelting unit used. The sulfur content is mostly introduced via the energy source.
Die beim Stand der Technik relativ langen Glühzeiten führen zu hohen Energiekosten. Weiters wird bei sehr langen Glühzeiten bei hohen Temperaturen auch eine Deformation der Gußstücke beobachtetThe relatively long glow times in the prior art lead to high energy costs. Furthermore, a deformation of the castings is observed in the case of very long glow times at high temperatures
Aus der US-PS 3 565 698 ist ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Temperguß bekanntgeworden, wobei für eine Verkürzung der Glühzeiten das Ausgangsmaterial einen Si-Anteil von wenigstens 2 Gew.-% aufweist und weiters beim Glühen Mischmetall in einer Menge von 0,1 bis 0,3 Gew.-% beigegeben wird, wodurch auf Grund der chemischen Zusammensetzung eine spezielle Wärmebehandlung erforderlich wird. Auf Grund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung des Ausgangsmaterials gemäß der US-PS 3 565 698 und vor allem durch die Zugabe von Mischmetall beim Glühen ergeben sich dabei gegenüber den oben genannten, bekannten Vorgangsweisen vollkommen unterschiedliche Wärmebehandlungen.From US Pat. No. 3,565,698, a process for the heat treatment of malleable cast iron has become known, the starting material having a Si content of at least 2% by weight in order to shorten the annealing times and, furthermore, mixed metal in an amount of 0.1 to when annealing 0.3 wt .-% is added, which requires a special heat treatment due to the chemical composition. Due to the different chemical composition of the starting material according to US Pat. No. 3,565,698 and especially due to the addition of mixed metal during annealing, completely different heat treatments result from the known procedures mentioned above.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher mit relativ kurzen Glühzeiten in Durchlaufgastemperöfen das Auslangen gefunden wird und die Gefahr von Deformationen herabgesetzt wird. Weiters zielt die Erfindung darauf ab, Gußstücke mit höherer Zähigkeit bei gleicher Festigkeit zu erzielen. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß die Gußstücke im Durchlaufgastemperofen entkohlend bei einer Temperatur von 1000 °C bis 1100 °C geglüht und bei dieser Temperatur bis zum vollständigen Zementitzerfall gehalten werden, sodann beschleunigt auf 730 °C bis 760 °C abgekühlt und ab dieser Temperatur mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 2 °C/h bis 5 °C/h auf eine Temperatur von 680 °C bis 710 °C abgekühlt und anschließend an Luft bis auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Dadurch, daß die Gußstücke im Durchlaufgastemperofen entkohlend bei einer Temperatur von 1000 °C bis 1100 °C geglüht werden und bei dieser Temperatur lediglich bis zum Zementitzerfall gehalten werden, kann eine wesentlich kürzere Glühzeit eingehalten werden, da der Zementitzerfall bei diesen hohen Temperaturen üblicher Weise in spätestens 10 Stunden vollständig erfolgte. Die Glühzeit kann daher, wie es einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht, auf 4 bis 10 Stunden Haltedauer auf Hochtemperatur, vorzugsweise 5 bis 6 Stunden beschränkt werden. Durch die Beschränkung der Hochtemperaturphase der Glühzeit, kann nicht nur Energie gespart werden, sondern es wird gleichzeitig die Gefahr einer Deformation der Gußstücke während der Glühung herabgesetzt Gleichzeitig wird auf Grund dieser verkürzten Glühzeit bei hohen Temperaturen eine höhere Zähigkeit bei gleicher Festigkeit der Gußstücke sichergestellt. Die Entkohlung folgt in allen Temperaturbereichen den dort jeweils geltenden physikalischen-chemischen Gesetzmäßigkeiten. Daher kann das Verfahren nach insgesamt 30 bis 32 Stunden trotz der relativ kurzen Glühphase bei Temperaturen zwischen 1000 °C und 1100 °C abgeschlossen werden. Die Verbesserung bezieht sich hiebei nicht nur auf die Verringerung an Ausschuß auf Grund von verringerter Deformation, sondern auch auf höhere Zähigkeit bei gleicher Festigkeit, wobei gleichzeitig der Vorteil einer verbesserten Bearbeitbarkeit bei einem nachfolgenden Zerspanen erreicht wird.The present invention now aims to provide a method of the type mentioned in the introduction, in which with relatively short annealing times in continuous gas tempering furnaces it is found that the risk of deformation is reduced. Furthermore, the invention aims to achieve castings with higher toughness with the same strength. To achieve this object, the process according to the invention essentially consists in decarburizing the castings in a continuous gas annealing furnace at a temperature of 1000 ° C. to 1100 ° C. and keeping them at this temperature until the cement heater falls completely, then accelerating to 730 ° C. to 760 ° C cooled and cooled from this temperature at a cooling rate of 2 ° C / h to 5 ° C / h to a temperature of 680 ° C to 710 ° C and then cooled in air to room temperature. The fact that the castings are decarburized in a continuous gas annealing furnace at a temperature of 1000 ° C to 1100 ° C and held at this temperature only until the cement heater falls, a much shorter annealing time can be maintained, since the cement heater fall at these high temperatures in the usual way completed at the latest 10 hours. The annealing time can therefore, as corresponds to a preferred embodiment of the method according to the invention, be limited to a holding time of 4 to 10 hours at high temperature, preferably 5 to 6 hours. By limiting the high-temperature phase of the glow time, not only can energy be saved, but at the same time the risk of deformation of the castings during annealing is reduced. At the same time, this shortened glow time at high temperatures ensures higher toughness with the same strength of the castings. Decarburization follows the physical and chemical laws applicable in all temperature ranges. Therefore, the process can be completed after a total of 30 to 32 hours despite the relatively short glow phase at temperatures between 1000 ° C and 1100 ° C. The improvement relates not only to the reduction in rejects due to reduced deformation, but also to higher toughness with the same strength, with the advantage of improved machinability in a subsequent machining being achieved at the same time.
Bevorzugt wird erfindungsgemäß so gearbeitet, daß die Glühtemperatur zwischen 1050 °C bis 1100 °C gewählt wird. Bei diesem Temperaturbereich wird mit besonders kurzen Glühzeiten bis zum Zementitzerfall das Auslangen gefunden. hi vorteilhafter Weise wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß die Abkühlgeschwindigkeit -2-According to the invention, preference is given to working in such a way that the annealing temperature is chosen between 1050 ° C. and 1100 ° C. In this temperature range, it is found that the glow times are particularly short until the cement heater falls. hi the method according to the invention is advantageously carried out in such a way that the cooling rate -2-