CH660027A5 - Verfahren und mittel zur herstellung eines gusseisens mit vermiculargraphit. - Google Patents

Description

660 027

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Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung eines Gusseisens mit Vermi-culargraphit, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsschmelze eine GGG-Schmelze verwendet wird, deren Mg-Schwefel-Verhältnis durch Zugabe eines schwefelhaltigen Stoffes derart verändert wird, dass sich ein Mg-S-Verhältnis im Bereich 2:1 bis 1:1 einstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwefel in gebundener Form z.B. als sulfidisches Erz oder Eisensulfid der GGG-Schmelze zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwefel in elementarer Form der GGG-Schmelze zugegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit dem Schwefel Impfmittel der Schmelze zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der S-Zusatz in den Giessstrahl bzw. in die Form eingebracht wird.

6. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Transportkessel bzw. eine Giesspfanne ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Mittel zur Herstellung eines Gusseisens mit Vermiculargraphit.

Gusseisen mit Vermiculargraphit (GGV) ist als Werkstoff zwischen Gusseisen mit Lamellengraphit (GGL) und Gusseisen mit Kugelgraphit (GGG) anzusiedeln. Wegen seiner besonderen mechanischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Zähigkeit und Elastizitätsmodul ist dieser Werkstoff dem Werkstoff GGL überlegen. Gegenüber dem Werkstoff GGG weist Gusseisen mit Vermiculargraphit eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf und zeichnet sich besonders durch bessere giesstechnische Eigenschaften aus.

Die Nachfrage nach dem Werkstoff GGV ist in den letzten Jahren stark angestiegen. Mit diesem Anstieg konnte jedoch die Beherrschung eines treffsicheren, reproduzierbaren Herstellungsverfahrens nicht Schritt halten, so dass in vielen Betrieben auf die Herstellung von GGV verzichtet wird. Man ist nicht gewillt, eine grosse Streuung in der Herstellung in Kauf zu nehmen.

Aus der DE-OS 24 58 033 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Ausgangsschmelze mit Magnesium vorbehandelt wird, bis der Schwefelgehalt auf 0,01% S sinkt und bei dem die Zeit zwischen der Mg-Behandlung und dem Zusatz von Seltenerdmetallen so bemessen ist, dass keine Kugelgraphitbildung stattfindet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Verfahren dahingehend zu verbessern, dass auf schnelle, treffsichere und reproduzierbare Art Gusseisen mit Vermiculargraphit herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruches gelöst. Vorteilhafte Weitergestaltungen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Das erfindungsgemässe Verfahren unterscheidet sich von den bisher angewendeten Verfahren insbesondere dadurch, dass die Herstellung nicht auf dem direkten Weg erfolgt, sondern vielmehr indirekt sozusagen in zwei Stufen. Zunächst wird eine Ausgangsschmelze hergestellt, nämlich eine GGG-Schmelze. Dieses Herstellungsverfahren wird von der Anmelderin mit einer perfekten Treffsicherheit beherrscht, nicht zuletzt weil der Pioniervorschlag für die Herstellung einer 5 GGG-Schmelze von der Anmelderin stammt. Diese GGG-Schmelze wird durch Entschwefeln, Desoxidieren und Magnesiumlegieren der Schmelze hergestellt. Erfolgt die Herstellung der GGG-Schmelze in einem von der Anmelderin entwickelten Konverter, so kann mit nahezu konstantem io Schwefel- und Sauerstoffgehalt gerechnet werden.

Darin ist ein besonderer Vorteil zu erblicken, weil bei der Herstellung eines erfindungsgemässen Gusseisens mit Vermiculargraphit auf diese Weise in der ersten Stufe des Herstellungsverfahrens bereits ein Streuungsbereich erheblich redu-15 ziert, bzw. ausgeschaltet wird, der auf die'Reproduzierbarkeit der Endschmelze einen wesentlichen Einfluss hat.

In der zweiten Verfahrensstufe wird dann zur GGG-Schmelze ein schwefelhaltiger Stoff zugegeben, so dass das Mg-S-Verhältnis auf einen gewünschten Wert eingestellt wird. 20 Diese Verhältniszahl sollte etwa im Bereich 2:1 bis 1:1 liegen.

Die Zugabe des schwefelhaltigen Stoffes kann in elementarer Form oder in gebundener Form erfolgen, z.B. als sulfidisches Erz oder als Eisensulfid. Durch die Zugabe von zusätzlichen Schwefelmengen wird die sphärolitische Form des 25 Graphites verändert.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispieles näher erläutert:

Als Ausgangsschmelze wurde eine GGG-Schmelze mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

30

3,5

Gew.-% C

2,5

Gew.-% Si

0,15

Gew.-% Mn

0,05

Gew.-% Cu

35 0,05

Gew.-% P

0,005 Gew.-% S

0,06 Gew.-% Mg Rest Eisen

Durch Zugabe von 0,2 Gew.-% FeS und einem Impfmittel, 40 vorzugsweise FeSi75 wurde ein Mg-S-Verhältnis von 1,27 in der Endschmelze eingestellt. Eine Gefüge-Analyse ergab,

dass 90% des Graphitanteiles eine Graphitausbildung III nach VDG Merkblatt P441 aufwies. Die restlichen 10% konnten den Gruppen V und VI zugeordnet werden.

45 Mit der Endschmelze wurden Gussstücke mit Modul ~ 0,3-2,5 cm abgegossen.

Der besondere Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, dass zunächst eine GGG-Schmelze hergestellt wird, deren Kenndaten genau vorliegen. Danach wird zusätz-50 lieh Schwefel beigemischt, wobei die Einstellung des vorbestimmten Verhältnisses von Mg:S keiner aufwendigen Probenanalyse bedarf, weil man schon auf genau bekannte Kennwerte der GGG-Schmelze aufbauen kann. Daraus resultiert die treffsichere und reproduzierbare Herstellung des 55 Gusseisens mit Vermiculargraphit.

Falls erforderlich, kann mit der Zugabe von schwefelhaltigen Stoffen gleichzeitig auch ein Impfmittel zugegeben werden. Das Impfmittel kann jedoch auch erst in den Giessstrahl oder sogar in die Form eingebracht werden.

60 Als Mittel für die Durchführung des Verfahrens eignet sich in besonderer Weise eine Giesspfanne oder auch ein Transportkessel.