CH656147A5 - Verfahren zur herstellung eines gusseisens mit vermiculargraphit. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ein Vorhandensein von Mg birgt aber die Gefahr in sich,
Gusseisens mit Vermiculargraphit. 30 dass die Bildung von Kugelgraphit gefördert wird. Eine zu-
Gusseisen mit Vermiculargraphit (GGV) ist als relativ sätzliche Menge Mg aus Sicherheitsgründen würde sich hier neuartiger Werkstoff zwischen Gusseisen mit Lamellengra- negativ auswirken. Andererseits darf die Mg-Menge nicht zu phit (GGL) und Gusseisen mit Kugelgraphit (GGG) anzusie- klein bemessen sein, da sich sonst die Graugussschmelze nicht dein. Wegen seiner mechanischen Eigenschaften wie Zugfe- wunschgemäss verändert.
stigkeit, Zähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Elastizitätsmodul 35 Das erfindungsgemässe Verfahren kann auf den schäd-
kann der Werkstoff GGV für z.B. Dieselmotorzylinderköpfe, liehen Zusatz von Ti verzichten.
Stahlwerkskokillen und Turboladergehäuse als besonders ge- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels eignet betrachtet werden, im wesentlichen überall, wo die näher erläutert.
Teile einem nicht schockartigen Temperaturwechsel unter- Eine Ausgangsschmelze mit der Zusammensetzung worfen sind. In dieser Beziehung ist GGV dem Werkstoff "»o 3,5 3,9; 2,0 < %Si< 3; 0,1 ^%Mn ^0,6; GGL überlegen. Gegenüber dem Werkstoff GGG weist GGV 0,02 =% %S wird in einem Reinmangesium-Konverter, der aus sich nicht nur durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit und gute den DE-PS 1815 214 und 22 16 796 bekannt ist, bei einer
Dehnung, sondern ebenfalls durch bessere giesstechnischen Temperatur von 1450-1520 C behandelt, und ergibt eine Eigenschaften aus, insbesondere ist der Abklingeffekt weniger Endanalyse: 3,4 <%C< 4,0; 1,9 <%Si< 3%;
ausgeprägt, wodurch eine Vergiesszeit von 10 bis 20 Min. er- « 0,010 <%Mg < 0,025%; 0,005 <%S < 0,015.
reicht werden kann. Auch die verringerte Lunkerneigung und Eine hohe Arbeitsgenauigkeit ist erforderlich. So muss die bessere Bearbeitbarkeit sprechen für GGV. das Gewicht des zu behandelnden Gusseisens, dessen S-Ge-
Der Werkstoff GGV ist herstellbar, indem eine Behand- halt, und das Gewicht der Reinmagnesiumzugabe ziemlich lung der Grundschmelze durch Magnesium (Mg) oder durch genau vorliegen. Auch soll die Temperatur im Konverter in-
Calciumcarbid (CaC2) mit einem nachfolgenden Zusatz von so nerhalb einer Toleranz von mindestens ± 20 °C liegen. Auch
Titan (Ti) oder von Cer-Mischmetall durchgeführt wird. Eine sollte das Mg-Ausbringen der Konverterpfanne konstant
CaC2-Entschwefelung geht z.B. aus der DE-PS 1 911 024 und sein.
eine Titan-Zugabe aus der DE-OS 15 33 279 hervor. Das unmittelbar vor Giessbeginn einzustellende Ge-
Aus der DE-OS 24 58 033 ist ein einschlägiges Verfahren wichtsverhältnis von Mg:S liegt bei etwa 1,8:1. Es wird aber bekannt, demgemäss eine Ausgangsschmelze mit Mg vorbe- S5 von der Bestimmungsgenauigkeit des verwendeten Spektro-handelt wird, bis der Schwefelgehalt bis auf 0,01 % S sinkt meters und den verwendeten Eichproben sowie von der Cer-und wobei die Zeit zwischen der Mg-Behandlung und dem Mischmetallzugabe bestimmt. Das entsprechend gültige GeZusatz von Seltenerdmetallen so bemessen ist, dass keine Ku- wichtsverhältnis von Mg:S muss deshalb von der betreffenden gelgraphitbildung stattfindet. Nicht erläutert ist, wie diese Giesserei selbst ermittelt und in regelmässigen Abständen Zeit zu bestimmen sei. Diese Schrift lehrt ebenfalls, dass eine 60 überprüft werden.
gewünschte Vermiculargraphitbildung durch reines Mg nicht Eine Cer-Zugabe in Form von Mischmetall (Cer-Gehalt-
hervorgerufen werden kann. = 50%) sollte bei 100-200 g per 1000 kg Vermiculargraphit-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obenge- eisen liegen, wenn eine gute Qualität erreicht werden soll. Die nannten Nachteile zu vermeiden und ausgehend vom Stand Gewählte Cer-Zugabe muss für die folgenden Chargen gleich der Technik ein Verfahren samt Vorrichtung vorzuschlagen, 65 gross sein, da durch die Cer-Zugabe das Mg:S-Gewichtsver-mit denen auf schnelle, wirtschaftliche und treffsichere Art ein hältnis beeinflusst wird.
Gusseisen mit Vermiculargraphit herstellbar ist. Zeigt die Schliffprobenanalyse, dass der GGV-Anteil im
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Gefüge noch zu klein ist, so muss eine entsprechende Zeit bis
zum Beginn des Giessens zugewartet werden. Es wird ein Anteil von etwa 10 bis 90% Vermiculargraphit angestrebt.
Bei einwandfreien Herstellbedingungen (Zurückhalten der Behandlungsschläcke im Konverter, seine Transport- und
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Giesspfanne, kein Kontakt mit dem Luftsauerstoff, Schutz gegen zu schnelles abkühlen) wurden bei betriebseigenen Versuchen Vergiesszeiten von über 10 Min. bis zu 20 Min. erreicht.
C
Claims (5)
1,2-2,0 erreicht wird. günstiger ist als bei einer Zuhilfenahme von Mg-Vorlegie-
1. Verfahren zur Herstellung eines Gusseisens mit Vermi- teilhafte Weiterbildungen gehen aus den abhängigen Ansprü-culargraphit in einem Konverter, dadurch gekennzeichnet, chen hervor.
dass eine Ausgangsschmelze in Abhängigkeit ihres Schwefel- Es wurde nämlich, entgegen dem Befund der obengenann-
gehaltes durch eine Reinmagnesiumbehandlung entschwefelt 5 ten DE-OS 24 58 033, dass die Herstellung vom Werkstoff und gleichzeitig mit Magnesium behandelt wird, so dass auf GGV mittels Reinmagnesium möglich ist. Das hat auch noch die Endanalyse bezogen ein Gewichtsverhältnis Mg zu S von den Vorteil, dass eine derartige Entschwefelung kostenmässig
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, rangen.
dass der zu behandelnden Schmelze seltene Erden zugegeben 10 Mg hat gegenüber CaC2 den Vorteil, dass die Dauer des werden. Entschwefelungsvorgangs auf etwa!/5 verkürzt werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch ge- Dieser Vorteil kann natürlich nur zur Geltung kommen, kennzeichnet, dass der zu behandelnden Schmelze Titan in wenn die Zeit für eine Analyseprobe auf Mg-Restgehalt eben-Form von Fe-Ti zugegeben wird. falls sehr kurz ist. Erfahrungsgemäss benötigt das Herstellen,
4. Verfahren nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, is Schleifen, Polieren und Beurteilen einer solchen Schliffprobe dass der zu behandelnden Schmelze als Zusatz eine Kombina- höchstens 2 Min.
tion von Cer-MM + AI + Zr + CaSi zugegeben wird zur Ausserdem haben diejenigen einen grossen Vorteil, die be-
Aufweitung des engen Mg-Streubandes. reits in ihrem Betrieb einen Reinmagnesiumkonverter zur
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit haben. Es ist dass der Mg-Gehalt der Schmelze derart gesteuert wird, dass 20 dann möglich, kurzfristig und für kürzere Zeit auf die Herstel-bei hohem Mg-Gehalt zur Senkung des Mg-Wertes hoch- lung vom Werkstoff GGV umzustellen, was nur einer Geschwefelhaltiges Eisen und bei tiefem Mg-Gehalt zur Erhö- wichtsänderang vom zugemischten Mg bedürfte. Ein separa-hung des Mg-Wertes eine Ni-Mg-Legierung zugegeben wird, tes Gefäss mit einer Einbringvorrichtung von z.B. CaC2 erüb-so dass der Magnesiumgehalt der Schmelze auf0,010-0,025% rigt sich. Das ist insbesondere deshalb interessant, da die eingestellt wird. 25 Nachfrage von GGV verglichen mit GGG noch nicht gross ist. Des weiteren ist von einer Ti-Zugabe abzuraten, u.a. da die gebildeten Titancarbide schwer löslich sind.
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