CH159451A - Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Gusseisen. - Google Patents

Description

  verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus     Gusseisen.       Vorliegende Erfindung bezieht sich auf  die Herstellung von Gegenständen aus Guss  eisen, besonders aus     Sandguss    und hat zum  Zweck, die Schaffung eines neuen Erzeug  nisses aus Gusseisen von einer bestimmten  Zusammensetzung mit     Einschluss    einer Be  handlung zur Erreichung eines Produktes  von ungewöhnlich hohen physikalischen, bei  Gusseisen bis anhin nicht für möglich erach  teten Eigenschaften.  



  Die bisher durch Giessen von Eisen ge  wonnenen Produkte sind zum Beispiel graues  Gusseisen, halbiertes Roheisen und     weisses     Roheisen. Diese Sorten sind abhängig von  der Zusammensetzung des Eisens, dem       Schmelzprozess    und der Abkühlungsart.

   Die  wichtigsten dieser Eisensorten sind der     Grau-          guss    und das     Weissgusseisen.        Grauguss    ist ge  kennzeichnet durch das Vorhandensein von  in Form von     graphitischen    Schichten über  das ganze Gefüge eingestreutem Kohlenstoff,  während beim     Weissgusseisen    der Kohlenstoff  im gebundene, Zustand in der Form von       Eisenkarbid    vorhanden ist.         Weissgusseisen    ist ausserordentlich hart.

    und sehr brüchig, und wegen der Schwierig  keit seiner Bearbeitung durch die gewöhn  lichen Verfahren ist seine Verwendung als  Werkstoff sehr beschränkt.     Beträchtliche     Mengen von     Weissgusseisen    werden jedoch zur  Herstellung von schmiedbarem Eisen verwen  det, welches weich und streckbar     und    im Ver  gleich mit Stahl von relativ niederer Festig  keit ist.  



  Es ist allgemein bekannt, dass     Grauguss-          eisen,    obwohl in den Industrien in ausgedehn  tem Masse angewendet, eine relativ kleine  Zugfestigkeit hat, und dass es nicht möglich  ist, obgleich das     Graugussgefüge    von wesent  lich derselben Zusammensetzung wie Stahl ist,  die physikalischen Eigenschaften des Grau  gusseisens durch     wohlbekannte    Härte- und       Anlassverfahren,    welche für die Behandlung  von Stahl mit Erfolg angewendet werden,  merklich zu verbessern. Diese rührt haupt  sächlich vom Vorhandensein der     graphiti-          schen    Schichten her, welche in allen Fällen  geschwächte     Stellen    bilden.

   Es ist jedoch      möglich, die physikalischen Eigenschaften  des-     Graugusseisens    durch spezielle Verfahren  der     Behandlung    zu verbessern. So weit es der       Anmelderin        bekannt    ist, sind die einzigen  hierzu industriell und     besonders    in Verbin  dung     mit    der Herstellung von     Sandgusseisen     benutzten Verfahren das     tberhitzungs-          verfahren    und das     Formheizverfahren.    Beim       Überhitzungsverfahren    wird das geschmol  zene Eisen beträchtlich über die gewöhnlich  im Ofen angewandten Temperaturen erhitzt,

    zum Zweck, die Löslichkeit für Kohlenstoff  zu erhöhen und als Resultat dieser erhöhten       Löslichkeit    enthält das Endprodukt weniger  freien Kohlenstoff     in.    Form von     graphitischen          Schichten    als im gewöhnlichen     Grauguss-          eisen        vorhanden.    ist.

   Während das Über  hitzungsverfahren ein     verbessertes    Eisen er  gibt, hat dieses Behandlungsverfahren die       Nachteile,    dass das Erzeugnis immer noch       graphitische    Schichten in einem dasselbe  schwächenden Masse enthält,     und    dass die  höheren     Temperaturen    infolge der vermehr  ten Kosten für den Ofenunterhalt notwen  digerweise grössere Herstellungskosten mit  sich     bringen.     



  Das zweite Verfahren, nämlich das     Form-          heizverfahren    besteht im Heizen der Form  vor dem Eingiessen des geschmolzenen Eisens  und in der Anwendung eines Eisens von einer  Zusammensetzung, welche, wenn das Eisen  in ungeheizte Formen gegossen würde, Weiss  gusseisen ergeben     würde.    Die     Vorheizung    der  Formen sichert ein langsames Abkühlen, ver  hindert Bildung von     Weissgusseisen    und er  gibt ein Eisen, welches ein     perlartiges    Gefüge  mit freiem, über     dieses    Gefüge als     graphi-          tische    Schichten verteiltem Kohlenstoff be  sitzt.

   Dieses Verfahren ist dem oben erwähn  ten     Nachteil    bezüglich der Bildung von     gra-          phitischen    Schichten und ebenso jenem der  erhöhten Herstellungskosten und der Schwie  rigkeiten in der     Behandlung    der geheizten  Formen     unterworfen.            Gegenstand    der vorliegenden Erfindung  ist nun ein Verfahren zur     Herstellung    von       Gegenständen    aus     Gusseisen    durch Giessen    von Metall in eine Form, Abkühlen des erhal  tenen Gegenstandes, Erhitzen desselben auf  eine Temperatur über der kritischen Höhe.

         hierauffolgende,    rasche Abkühlung und  schliesslich Wiedererhitzung     dezz    Gegenstan  des auf eine Temperatur unter der     hritischeil     Höhe. Unter letzterem Ausdruck ist die Tem  peratur zu verstehen, über welcher die Zer  setzung des     gebundenen    Kohlenstoffes ein  setzt.  



  Dieses Verfahren zeichnet sich     nun    ge  mäss der Erfindung dadurch aus, dass das an  gewandte Metall folgende Zusammensetzung  aufweist: Kohlenstoff 1,9 bis 2,3 %, Mangan  0,2. bis<B>0,65%,</B> Silizium 1,5 bis 2,2%, Phos  phor     weniger    als 0,12 % und Schwefel weni  ger als 0,12 %, und dass man den Gegenstand  vor Beginn der raschen Abkühlung und nach  der ersten Erhitzung von der Temperatur,  auf welche er erhitzt wurde, auf eine etwa  über der kritischen Höhe liegende Tempera  tur abkühlen lässt, worauf eine weitere Zer  setzung des gebundenen Kohlenstoffes durch  die rasche Abkühlung aufgehalten wird, so  dass man ein Gefüge mit freiem     Kohlenstoff     und mit     gebundenem    Kohlenstoff erhält.  



  Ein erfindungsgemäss hergestellter Eisen  gegenstand von folgender Zusammensetzung  hat sehr vorteilhafte Resultate ergeben:    Kohlenstoff 2,08 % ,  Mangan 0,21%,  Silizium 1,85%,  Phosphor 0,05 % und  Schwefel 0,06 % .    Geschmolzenes Eisen nach oben beschrie  bener Zusammensetzung wird, um Gegen  stände von vorbestimmter Form     und    Grösse  zu erhalten, vorzugsweise in     Sandformen    ge  gossen;

   .der so erhaltene Guss ist dann in der  Hauptsache     Weissgusseisen.    Nach dem Ab  kühlen des Gusses wird er über die kriti  sche Höhe, zum Beispiel bis auf über<B>730'</B> C,  erhitzt und nachher den beschriebenen, ver  schiedenen Operationen unterworfen, die je       nach.    der     gewünschten    Gefügezusammen  setzung noch     variiert    werden können- Der  Zweck     dieser        Behandlung    ist, ein Gefüge mit      freiem Kohlenstoff und mit gebundenem  Kohlenstoff zu erhalten.

   Die Zeitdauer der  Hitzebehandlung hängt im allgemeinen von  der Grösse der     Q.uerschnittsfläche    der     Guss-          @t.ücke    ab.  



  Die     Gussstücke    werden, nachdem sie auf       eine    Temperatur wieder erhitzt wurden, wel  che unter der kritischen Höhe liegt, vorteil  haft luftgekühlt, um ein hauptsächlich perl  artiges Gefüge zu erhalten, in welchem freie       Kohlenstoffteilchen    eingebettet sind.  



  Bei dem sich aus dem oben beschriebenen  Verfahren ergebenden Produkt. (das heisst bei  einem Eisen von zirka.     21o'    Kohlenstoff  gehalt), kann sich der Kohlenstoffgehalt auf  annähernd 1 % gebundenen Kohlenstoff und  annähernd 1 % freien, über das ganze Gefüge  verstreuten Kohlenstoff verteilen. Ein sol  ches Produkt besitzt gute, physikalische  Eigenschaften und haben Versuche eine Zug  festigkeit von 6328 kg pro cm' ergeben. Die  Härte des Produktes ist leicht regelbar.  



  Die Verhältnisse der     Kohlenstoffvertei-          lung    in der Form von freiem und von ge  bundenem Kohlenstoff können je nach der  Zusammensetzung der Schmelze variieren.  Die Zusammensetzung, sowie die Hitze  behandlung können im Rahmen der Erfin  dung differieren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Gegen ständen aus Gusseisen durch Giessen von Me tall in eine Form, Abkühlen des erhaltenen Gegenstandes, Erhitzen desselben auf eine Temperatur über der kritischen Höhe, hier auffolgende, rasche Abkühlung und schliess liehe Wiedererhitzung des Gegenstandes auf eine Temperatur unter der kritischen Höhe, dadurch gekennzeichnet, dass das angewandte Metall folgende Zusammensetzung aufweist:

   Kohlenstoff 1,9 bis, 2,3%, Mangan 0,2 bis 0,65%, Silizium 1,5 bis 2,2%, 'Phosphor weniger als 0,12% und Schwefel weniger als 0,12%, und dass man den Gegenstand vor Beginn der raschen Abkühlung und nach der ersten Erhitzung von der Temperatur, auf welche er erhitzt wurde, auf eine etwas über der kritischen Höhe liegende Temperatur ab kühlen lässt, worauf eine weitere Zersetzung des gebundenen Kohlenstoffes durch die rasche Abkühlung aufgehalten wird, so dass man ein Gefüge mit freiem und mit gebun denem Kohlenstoff erhält.