Verfahren zur Herstellung gusseiserner Werkstücke mit gegenüber Gusseisen erhöhter Bruchsicherheit. Der Erfindung liegst die Aufgabe zu Grunde, gusseiserne Werkstücke mit gestei gerter Bruchsicherheit zu schaffen.
Das ge schieht bei gusseisernen Werkstücken entwe der dadurch, dass bei gleicher Zug- und Biege festigkeit, wie sie der gusseiserne Grundwerk stoff an sich besitzt, eine Erhöhung der Durchbiegung erzielt wird oder aber dadurch, dass. bei gleichbleibender Durchbiegung eine gegenüber dem gusseisernen Grundwerkstoff und gegenüber :der Biegefestigkeit wesentlich erhöhte Zugfestigkeit erreicht wird.
In beiden Fällen wird die .oben gekennzeichnete Bruch sicherheit der guss,eisernen Werkstücke, für welche ,de sogenannte Isoflegenzahl ein guter Massstab ist, grösser.
Alle bisher bekannten Verfahren, durch welche eine Zugfestigkeitssicherung des Buss- eisens erzielt wurde, haben aber fast aus schliesslich eine Erniedrigung der Durch- biebgung des Gusseisens als zwangläufig mit in Kauf zu nehmenden Nachteil zur Folge ge- habt, so dass keine oder keine nennenswerte Verbesserung, vielfach sogar eine Verminde rung der Bruchsicherheit dadurch bedingt war.
Auf dieser Tatsache beruht im. übrigen auch die Normung -der verschiedenen Guss- eisenklassen, gemäss welcher laut dem Norm blatt<B>1691</B> bei Guss;eisen mit zunehmender Festigkeit geringere Dehnungswerte zugelas sen sind.
Bewehrt man beispielsweise zum Zwecke der Erhöhung der Festigkeitseigenschaften Gusseisen mit gewöhnlichem Fluss-eisen oder Flussstahl, so tritt an der .Übergangszone der beiden zu verbindenden Metalle ein Zementit= netzwerk auf, wodurch diese Übergangszone stark versprö-det, so dass keine Verbesserung der Bumchsicherheit .derartiger mit :
gewöhn lichem F'lusseislen oder Flussstahl bewehrter gusseiserner -Werkstücke zustande kommt.
So hat man beispie7.sweise bereits vorge schlagen, in die Wandungen gusseiserner Ge fässe Einlagen in Form von dünnen Stahl- blechen oder auch beispielsweise in Form von durchlochten Blechen einzugiessen, um die Zugfestigkeit des Werkstoffes zu erhöhen. Auch hat man zur Vermeidung von Spannun gen und Hohlräumen beim Giessen von Ge genständen Kühlkörper aus Drähten und Blechscheiben in dem Formhohlraum ange ordnet.
Es ist fraglich, ob durch diese Mass nahmen tatsächlich eine Erhöhung der Zug festigkeit erreicht worden ist; bei Verwen dung von Bewehrungen aus gewöhnlichem Flusseisen oder Stahl erfolgt hierbei infolge der Bildung von Zementitnetzwerk in der Übergangszone stets eine Verminderung der Dehnung, so d'ass selbst bei Erhöhung der Zugfestigkeit die Bruchsicherheit derart be wehrter Busseiserner 'Werkstizeke nicht gestei gert wurde..
Weiterhin hat man bereits vorgeschlagen, in die Wandung von aus Siliziumeisen be stehenden korrosionsfesten Gefässen zwischen- wandartige Einlagen aus Siliziumguss einzu giessen, um im Innern der Wandungen dieser Werkstücke .durch Abschrecken ein gleich d-iehtes Gefüge hervorzurufen wie an den Oberflächen der Wandungen, und um dadurch die Widerstandsdauer .derartiger Werkstücke gegen Korrosion zu verlängern.
Da es sich bei diesen Einlagen aus Siliziumeisen um einen sehr spröden Werkstoff geringerer Festigkeit als Gusseisen (Grauiguss) handelt, kann selbstverständlich durch diese Mass nahme nicht :die Bruchsicherheit der so be wehrten Werkstücke erhöht werden.
Ein anderer bereits seit Jahren in der Technik bekannter Vorschlag zielt darauf ab, weiche Eisenbleche (also etwa. solche mit un ter 0,5 bis<B>0,6%</B> Kohenstoff) mit härteren Eisen- oder Stahlblechen (also beispielsweise solchen mit etwa 0,8% Kohlenstoff und dar über). bezw. auch mit Hartguss unter anderem auch unter Verwendung von dünnen Schich ten hochsilizierten Eisens miteinander zu verbinden, wobei diese dünne Trennschicht aus hachsiliziertem Eisen :der Abwanderung .des Kohlenstoffes, aus dem härteren Werkstoff in den weicheren vorbeugen soll.
Abgesehen davon, dass, es, sich hier um Verbundguss, d. h.
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also <SEP> um <SEP> die <SEP> Verwendung <SEP> zweier <SEP> verschiedener
<tb> Werkstoffe <SEP> miteinander <SEP> handelt, <SEP> kann <SEP> selbst verständlich <SEP> durch <SEP> ganz <SEP> dünne <SEP> Schichten <SEP> von
<tb> hochsiliziertem <SEP> Eisgin <SEP> eine <SEP> über <SEP> die <SEP> Kohlen stoffabwa-nderung <SEP> hina.us,gehende <SEP> Wirkung,
<tb> insbesondere <SEP> beispielsweise <SEP> eine <SEP> Erhöhung
<tb> der <SEP> Bruchsicherheit <SEP> der <SEP> Werkstücke <SEP> nicht <SEP> er reicht <SEP> werden.
<tb> Gemäss <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> gelingt <SEP> es <SEP> nun, <SEP> die
<tb> Bruchsicherheit <SEP> gusseiserner,
<SEP> durch <SEP> Umgiessen
<tb> fester <SEP> Einlagen <SEP> mit <SEP> flüssigem <SEP> Gusseisen <SEP> her gestellter <SEP> Werkstücke <SEP> gegenüber <SEP> der <SEP> Bruch sicherheit <SEP> von <SEP> Guss-eisen, <SEP> insbesondere <SEP> bei
<tb> stossweisen <SEP> Beanspruchungen, <SEP> dadurch <SEP> we sentlich <SEP> zu <SEP> erhöhen, <SEP> dass <SEP> die <SEP> (z. <SEP> B.
<SEP> Blech-,
<tb> Röhren-, <SEP> Streifen- <SEP> oder <SEP> Drahtform <SEP> besitzen den) <SEP> Einlagen <SEP> aus <SEP> einer <SEP> Eisenlegierung <SEP> mit
<tb> einem <SEP> unter <SEP> <B>0,6/'0</B> <SEP> liegenden <SEP> Gehalt <SEP> an <SEP> Koh lenstoff <SEP> und <SEP> mit <SEP> 1,5 <SEP> ?bis <SEP> 4,'o <SEP> Silizium <SEP> be stehen.
<tb> Die <SEP> Querschnittsbemessung <SEP> der <SEP> Einlagen
<tb> soll <SEP> dabei <SEP> im <SEP> Verhältnis <SEP> zur <SEP> Querschnitts bemessun# <SEP> des <SEP> Gussstückes <SEP> zweckmässig <SEP> so
<tb> gewählt <SEP> werden, <SEP> da.ss <SEP> die <SEP> Einlagen <SEP> imstande
<tb> sind, <SEP> einen <SEP> erheblichen <SEP> Anteil <SEP> der <SEP> an <SEP> das
<tb> Werkstück <SEP> gestellten <SEP> Beanspruchungen <SEP> auf zunehmen.
<SEP> Dabei <SEP> spielt <SEP> es <SEP> eine <SEP> untergeordnete
<tb> Rolle, <SEP> ob <SEP> durch <SEP> die <SEP> Einlagen <SEP> eine <SEP> Abwan derung <SEP> des <SEP> Kohlenstoffes <SEP> in <SEP> mehr <SEP> oder <SEP> weni ger <SEP> grossem <SEP> Masse <SEP> verhindert <SEP> wird, <SEP> und <SEP> es
<tb> sind <SEP> auch <SEP> Fälle <SEP> denkbar, <SEP> in <SEP> denen <SEP> eine <SEP> stär kere <SEP> Abwanderung <SEP> von <SEP> Kohlenstoff <SEP> in <SEP> die
<tb> Einlagen <SEP> zustande <SEP> kommt.
<SEP> Wichtig <SEP> ist <SEP> in
<tb> allen <SEP> Fällen, <SEP> dass <SEP> der <SEP> abgewanderte <SEP> Kohlen stoff <SEP> in <SEP> den <SEP> Einlagen <SEP> auf <SEP> Grund <SEP> deren <SEP> hohem
<tb> Siliziumgeha.lt <SEP> nicht <SEP> in <SEP> Form <SEP> verspröden der <SEP> Karbideinlagerungen <SEP> (Zementitnetzwerk),
<tb> sondern <SEP> in <SEP> Form <SEP> von <SEP> elementaren <SEP> Kohlenstoff
<tb> (Graphit <SEP> oder <SEP> Temperkohle) <SEP> vorhanden <SEP> ist.
<tb> Durch <SEP> die <SEP> Verwendung <SEP> eines <SEP> im <SEP> Verhält nis <SEP> zum <SEP> Busseisernen <SEP> Grundwerkstoff <SEP> niedrig
<tb> Bekohlten <SEP> siliziumreichen <SEP> Werkstoffes <SEP> als
<tb> Einlage <SEP> gemäss <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> gelingt <SEP> es, <SEP> eine
<tb> zähe <SEP> graphitreiche <SEP> Übergangszone <SEP> zu <SEP> schaf fen <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Erfolg,
<SEP> dass <SEP> die <SEP> Bruchsicherheit
<tb> ,des <SEP> bewehrten <SEP> Gussstückes <SEP> insbesondere <SEP> bei
<tb> dynamischen <SEP> Beanspruchungen <SEP> ganz <SEP> wesent lich <SEP> erhöht <SEP> wird. Versuchsweise liegt der Siliziumgehalt .der Einlagen zwischen etwa 2 und 4 %, ent spricht also zum Beispiel der Zusammenset zung von Dynamo- bezw. Transformatoren werkstoff oder auch der Zusammensetzung eines siliziumreichen Federsta-bls.
Die erfindungsgemässen Einlagen lassen sich in allen den Fällen und bei allen den Gussstücken anwenden, wo besonders hohe Anfordierungen bezüglich der mechanischen Beanspruchung gestellt werden.
So ist es zum Beispiel möglich, durch Einlage ent sprechend gebogener Drähte oder Stäbe der siliziumreichen kohlenstoffarmen Eisenlegie rung, hochwertigen gegossenen Maschinen- teilen, wie beispielsweise Nocken- und Kur belwellen, eine erhöhte Bruchsicherheit zu verleihen.
Durch Einlagen korbförmiger oder zylinderförmiger Drahtgestelle aus kohlen- stoffarmen siliziumreichen Werkstoff in die Giessform isst man imstande, bruchsichere, aber selbst nach Eintritt von Gewaltbrü chen noch formbeständige Gusskörper, wie beispielsweise Sand- oder Sehleuderguss- ro:
hre, herzustellen.
Es ist selbstverständlich, dass zur erfolg reichen Durchführuxig der Erfindung für eine .gute Entrostung der Einlagen, zum Bei spiel durch Verwendung geeigneter ogyd- lö:sender Salze gesorgt werden muss bezw. eine oberflächige Oxydation verhindert wird.
Process for the production of cast iron workpieces with increased resistance to breakage compared to cast iron. The invention is based on the object to create cast iron workpieces with increased break resistance.
In the case of cast iron workpieces, this happens either because an increase in deflection is achieved with the same tensile and flexural strength as the cast iron base material itself, or because, while the deflection remains the same, there is an increase in deflection compared to the cast iron base material and compared to: the flexural strength significantly increased tensile strength is achieved.
In both cases, the resistance to breakage of the cast iron workpieces, for which the so-called ISO number is a good standard, is greater.
All previously known methods by which a tensile strength assurance of the bus iron was achieved, however, almost exclusively resulted in a lowering of the deflection of the cast iron as an inevitable disadvantage, so that no or no significant improvement , in many cases even a reduction in the fracture resistance was caused by it.
It is based on this fact. In addition, the standardization of the various cast iron classes, according to which, according to standard sheet <B> 1691 </B>, lower elongation values are permitted for cast iron with increasing strength.
If, for example, cast iron is reinforced with ordinary mild iron or mild steel in order to increase the strength properties, a cementite network occurs at the transition zone between the two metals to be joined, making this transition zone very brittle, so that there is no improvement in security against falling. such with:
Ordinary river iron or mild steel reinforced cast iron workpieces is made.
It has already been proposed, for example, to cast inserts in the form of thin steel sheets or, for example, perforated sheets into the walls of cast iron vessels in order to increase the tensile strength of the material. In order to avoid tension and cavities when casting objects, heat sinks made of wires and sheet metal disks are arranged in the mold cavity.
It is questionable whether these measures actually increased the tensile strength; If reinforcement made of ordinary mild iron or steel is used, there is always a reduction in elongation due to the formation of a cementite network in the transition zone, so that even when the tensile strength is increased, the fracture resistance of such reinforced bus iron workshops is not increased ..
Furthermore, it has already been proposed to pour into the walls of corrosion-resistant vessels made of silicon iron intermediate-wall-like inserts made of silicon cast in order to produce a structure identical to that of the surfaces of the walls by quenching in order to extend the resistance of such workpieces to corrosion.
Since these silicon iron inserts are a very brittle material with a lower strength than cast iron (gray cast iron), this measure cannot of course: increase the resistance to breakage of the reinforced workpieces.
Another proposal, which has been known in the art for years, aims to replace soft iron sheets (e.g. those with less than 0.5 to <B> 0.6% </B> carbon) with harder iron or steel sheets (for example those with about 0.8% carbon and above). respectively also with chilled cast iron, including the use of thin layers of highly siliconized iron, with this thin separating layer made of silicate iron, which is intended to prevent the migration of carbon from the harder material into the softer one.
Apart from the fact that, it is composite casting, i. H.
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i.e. <SEP> to <SEP> the <SEP> use <SEP> of two <SEP> different
<tb> materials <SEP> deal with each other <SEP>, <SEP> can of course <SEP> through <SEP> completely <SEP> thin <SEP> layers <SEP> of
<tb> highly siliconized <SEP> Eisgin <SEP> a <SEP> over <SEP> the <SEP> carbon decrease <SEP> hina.us, going <SEP> effect,
<tb> especially <SEP> for example <SEP> a <SEP> increase
<tb> the <SEP> break resistance <SEP> of the <SEP> workpieces <SEP> not <SEP> achieved <SEP>.
<tb> According to <SEP> the <SEP> invention <SEP> <SEP> succeeds <SEP> now, <SEP> die
<tb> Break resistance <SEP> cast iron,
<SEP> by <SEP> encapsulation
<tb> solid <SEP> inserts <SEP> with <SEP> liquid <SEP> cast iron <SEP> manufactured <SEP> workpieces <SEP> compared to <SEP> the <SEP> break resistance <SEP> of <SEP> cast -iron, <SEP> especially <SEP> at
<tb> intermittent <SEP> loads, <SEP> thereby <SEP> we significantly increase <SEP> to <SEP>, <SEP> that <SEP> the <SEP> (e.g. <SEP> e.g.
<SEP> sheet metal,
<tb> Tubes, <SEP> strips <SEP> or <SEP> wire form <SEP> have the) <SEP> inserts <SEP> made of <SEP> an <SEP> iron alloy <SEP>
<tb> a <SEP> below <SEP> <B> 0.6 / '0 </B> <SEP> <SEP> content <SEP> of <SEP> carbon <SEP> and <SEP> with < SEP> 1.5 <SEP>? To <SEP> 4, 'o <SEP> silicon <SEP> exist.
<tb> The <SEP> cross-section <SEP> dimensioning of the <SEP> inserts
<tb> should <SEP> thereby <SEP> in the <SEP> ratio <SEP> to the <SEP> cross-section dimensioning # <SEP> of the <SEP> casting <SEP> appropriately <SEP> like this
<tb> are selected <SEP>, <SEP> da.ss <SEP> the <SEP> inserts <SEP> are capable
<tb> are, <SEP> a <SEP> considerable <SEP> portion <SEP> of <SEP> to <SEP> that
<tb> Workpiece <SEP> to accept <SEP> stresses <SEP>.
<SEP> Here <SEP> plays <SEP> it <SEP> a <SEP> subordinate
<tb> Role, <SEP> whether <SEP> through <SEP> the <SEP> deposits <SEP> a <SEP> migration <SEP> of the <SEP> carbon <SEP> in <SEP> more <SEP> or <SEP> less <SEP> larger <SEP> mass <SEP> prevents <SEP>, <SEP> and <SEP> it
<tb> <SEP> <SEP> cases <SEP> are also conceivable, <SEP> in <SEP> in which <SEP> a <SEP> stronger <SEP> migration <SEP> of <SEP> carbon <SEP> in <SEP> the
<tb> deposits <SEP> comes about <SEP> comes.
<SEP> Important <SEP> is <SEP> in
<tb> all <SEP> cases, <SEP> that <SEP> the <SEP> migrated <SEP> carbon <SEP> in <SEP> the <SEP> inserts <SEP> on <SEP> reason <SEP> their <SEP> high
<tb> contains silicon <SEP> not <SEP> in <SEP> form <SEP> embrittles the <SEP> carbide deposits <SEP> (cementite network),
<tb> but <SEP> in <SEP> form <SEP> of <SEP> elementary <SEP> carbon
<tb> (graphite <SEP> or <SEP> tempered carbon) <SEP> is present <SEP> is.
<tb> Through <SEP> the <SEP> use <SEP> of a <SEP> in the <SEP> ratio <SEP> to the <SEP> bus iron <SEP> base material <SEP> low
<tb> Carbonized <SEP> silicon-rich <SEP> material <SEP> as
<tb> Insert <SEP> according to <SEP> the <SEP> invention <SEP> <SEP> succeeds in <SEP> one
<tb> tough <SEP> graphite-rich <SEP> transition zone <SEP> to <SEP> create <SEP> with <SEP> the <SEP> success,
<SEP> that <SEP> the <SEP> break resistance
<tb>, of the <SEP> reinforced <SEP> casting <SEP> in particular <SEP>
<tb> dynamic <SEP> stresses <SEP> completely <SEP> significantly <SEP> increased <SEP>. On a trial basis, the silicon content of the inserts is between about 2 and 4%, which corresponds, for example, to the composition of the dynamo or Transformers material or the composition of a silicon-rich spring rod.
The inserts according to the invention can be used in all cases and with all of the castings where particularly high demands are made with regard to mechanical stress.
For example, by inserting appropriately bent wires or rods of the silicon-rich, low-carbon iron alloy, high-quality cast machine parts such as camshafts and crankshafts can be made more resistant to breakage.
By inserting basket-shaped or cylindrical wire frames made of low-carbon, silicon-rich material into the mold, you can eat castings that are unbreakable, but still dimensionally stable even after violent fractures, such as sand or slippery cast iron:
hear to manufacture.
It goes without saying that in order to successfully carry out the invention for .good rust removal from the deposits, for example by using suitable ogydlö: sender salts must be provided or. a superficial oxidation is prevented.