Die Umformung von metallischen Werkstoffen
erfolgt aufgrund einer langen technikgeschichtlichen Entwicklung
teilweise auf sogenannten Walzwerken, welche entweder mit Kaltumformung
oder mittels Warmumformung vorwiegend aus Brammen, Blöcken oder
Knüppeln
oft auch mehrstufig ein Endprodukt mit den vom Verbraucher geforderten
Konturen, Abmessungen und Toleranzen herstellen. Die Unterscheidung
von Kalt- und Warmumformung wird als eine durch die Rekristallisationstemperatur
des Walzgutes gegebene Schwelle angesehen.
Zu dieser Gruppe von Umformungsmaschinen
gehören
auch die zur Aufnahme von mindestens zwei Walzen vorgesehenen Gerüste, die
in der Fertigungslinie einer Drahtstraße hintereinander aufgestellt
sind , wobei ein kontinuierlicher Warmbetrieb vom Vormateriallager
bis zum Aufhaspeln ermöglicht
wird. So hat sich der Begriff einer „Kontistraße„ gebildet, wo im Endbereich
der Umformung mehr als 40 Meter Walzgeschwindigkeit üblich sind.
Mehr statistisch zusammengefaßt über die
zu verwalzenden diversen Querschnitte (Drahtdurchmesser) und die
verschiedenen rostenden und nichtrostenden Werkstoffqualitäten des
Walzgutes ist betriebswirtschaftlich davon auszugehen, daß typisch
für die
Kontinuität
der Walzenstraße
mindstens 1500 Tonnen Walzmaterial je Ader in Drahtform ohne Auswechslung
von Walzen hergestellt werden müssen.
Im Verlauf der Walzenstraße und abhängig vom
Umformgrad, Walztemperatur und Walzgeschwindigkeit finden sich dann
nach dem Stand der Technik durchaus technisch unterschiedlich arbeitende
Umformaggregate (Walzgerüste)
in der Linie, die auch ganz verschiedene Walzen-Werkstoffqualitäten benötigen. Dabei konkurrieren
beispielsweise Chrom-Hartstahlguß, Sphärogußarten mit verschiedener Morphologie
des freien Kohlenstoffs und höchst
legierte Ledeburite ständig
miteinander im Bereich der Vor- und Mittelstraße, während im Fertigtraßenteil
bisher gerade zu als Domäne
die gesinterten Hartmetalle als Walzenwerkstoff überwiegen. Diese sind gegenüber den
mehr konventionell schmelzmetallurgisch hergestellten Walzen – hierbei
ist auch der Schleuderguß zu
nennen – einerseits
allerdings wesentlich teurer in der Anschaffung und andererseits
zeigen sich Nachteile einer geringeren Zähigkeit. So gibt es Probleme
mit mit der Aufspannung von derartigen Walzen und auch Probleme
mit Thermoschock und Brüchen
sind bekannt.
Auch die metallische Basis des umzuformenden
Materials nimmt Einfluß auf
die Anforderung nach den Walzen-Werkstoffqualitäten, je nach dem es sich bei
dem Walzgut etwa um Stähle,
Nickel- oder Kobaltbasislegierungen, Wolfram, Molybdän, Titan
oder deren Legierungen handelt.
So gibt es betriebswirtschaftlich
eine Lücke
bei der wünschenswerten
Beschaffung von verhältnismäßig billigen
Walzen im Fertigstraßenbereich
mit ausreichenden Warmverschleißeigenschaften.
Zu diesem Warmverschleiß gehört auch
der Begriff von „Rauhigkeit„. Darunter
versteht man den an der Walzenoberfläche im Eingriff zum Walzgut
stattfindenden partiellen Verschleiß, der sich morphologisch aus
den stehenbleibenden Spitzen der Primär- und Sekundärkarbide
einerseits und der „ausgewaschenen„ Matrix
des Walzenwerkstoffes erklärt.
Dieses Oberflächenbild
prägt sich
dann auf die Walzgutoberfläche
ein und führt
dort bei ungünstiger
Ausbildung zu Ausschuß durch
Nichteinhaltung von geforderten Toleranzen oder durch Infragestellung einer
ausreichenden Qualität
insbesondere für
das oft geforderte Nachziehen der Querschnitte unter Kaltverformung.
Dabei ergibt sich ein aus der Praxis
bekannt gewordenes Problem. Mit den im Text folgend beschriebenen
hoch sonderkarbidhaltigen Speziallegierungen, die ihren Ursprung
offenbar in der schon früher
im Grundgehalt abgeschlossenen Entwicklung der sogenannten Schnellarbeitsstähle allerdings
für Schneidanwendungen
haben, werden speziell im Mittelstraßenbereich unter Anwendung
von zylindrischen Walzen, so auch bei der Verwendung in den „ Dreischeiben
KOCKS-Gerüsten„, mit
Zulieferungen von verschiedenen Herstellern mindestens ausreichende
aber oft verbessernd hervorragende Standzeiten erreicht; dies gilt
aber überhaupt
nicht, wenn diese folgend beschriebenen Werkstoff mit tief in die
Walze eingeschnittenen Kalibern verwendet werden. Zu solchen Kalibern
gehören
speziell die in den Drahtwalzwerken eingesetzten Streckreduzierkaliber,
wohlbekannt als Folgen von „Oval„ und „Raute„. Diese
Kalibrierungen setzen sich auch in den Fertigstraßenbereich
fort.
Die gegenwärtig maximalen Legierungsergebnisse
für schmelzmetallurgisch
erzeugte Walzen auf Eisenbasis mit höchsten Sonderkarbidgehalten
nach Analysenergebnissen von praktisch eingesetztem Material und
unter Berücksichtigung
von international bekannten Lieferanten aufgerundet in Masseprozent
gibt die folgende Tabelle wieder:
Als technisch vorbekannt ist im Rahmen
der oben offenbarten Zusammensetzung eine im möglichen maximalen Gesamtlegierungsgehalt
technisch ungebraucht gebliebene und vor allem mit vier im Hundertstelanteil
(!) limitierten Elementkonzentrationen für Mangan, Chrom, Phosphor und
Schwefel gemäß
DE 2 214 198 A zu
nennen. Dazu ist die umfassende Hauptzusammensetzung unter Beachtung
von Unteransprüchen
so zu charakterisieren:
Auch kennt die Legierung nach
DE 2 214 198 A keinerlei
Hinweise auf die in der vorliegenden Patentschrift begründend gegebenen
Zusammenhänge
von tribologisch zu betrachtenden Deckschichteinflüssen zur Verbesserung
von Warmverschleiß durch
den Aufbau spezieller Oxyde wie Cr2O3, welche den Abtragsmechanismus
zwischen Matrix und Metallkarbiden verbessernd parallelisieren und
oxydationsempfindliche Hartstoffe wie Metallkarbide auch gegen Sauerstoff
angriff schützen.
Des weiteren können Legierungen gemäß
DE 2 214 198 A mit
dem dort angegebenen Chromgehalt nicht die verbesserten Warmverschleißeigenschaften
der vorliegenden Erfindung erreichen, wobei hier im Sinne hinreichender
technischer Genauigkeit Gewichts- und Masseprozent gleichwertig
behandelt werden.
Die metallurgische Beurteilung solcher
Werkstoffe erfolgt auch nach einer etwa einhundertjährigen Entwicklungsgeschichte
immer noch mit den Eigenschaften von Härte, Verschleiß und anwendungsbezogener Standzeit,
worauf dies ausschließlich
zu dem Karbidanteil, dessen Art, Form und Verteilung korreliert
wird.
Eine solche Betrachtung ist aber
auch bei Walzen nur ein Teil der Beurteilung; fast völlig übersehen wird
dabei der tribomechanische Kontakt von Walzenlauffläche und
Umformgut, wobei sich sowohl die Reibungseigenschaften im Walzspalt
als auch der abrasive Verschleiß durchaus
unter der Kontrolle von Oxydationserscheinungen in der etwa nur
mit Sekundärkarbiden
beladenen Matrix abspielt. Liegen beispielsweise Wolfram, Molybdän, Vanadium,
Niob/Tantal, Bor, Titan in einer nur metallischen Bindung vor, die
durchaus zur festigenden Stabilisierung der Matrix durch Mischkristallbildung
erwünscht
ist, unterliegen diese Metalle teilweise einer oft schon bei 400
Grad Celsius auftretenden katastrophalen örtlichen Korrosion, wobei hier
das Vanadium – als
verschleißminderndes
Karbid sonst bestens im Gefüge
geeignet – eine
sehr schlechte Rolle spielt; Vandiumpentoxyd fängt schon bei 700 Grad Celsius
an zu fließen,
Molydänoxyde
neigen zu einer auffälligen
Aufnahme von Kristall-Hydratwassser
und Mohs-Härten
von lediglich 2,5 (also zwichen Gips und Kalkspat gelegen !) sind
für WO3
veröffentlicht.
Den schlechtesten Oxydationswiderstand hat bei den Metallkarbiden
dann Vanadiumkarbid als VC. Von Chromkarbid C23C6, bei Luftzutritt
als oxydationsunempfindlich geltend, wird berichtet, daß es sich
mit Wasserdampf, also unter dem Einfluß der üblichen Walzenkühlung, bei 750
bis 850 Grad C unter Kohlenwasserstoffbildung zersetzt. Molybdäoxyd in
der Verbindungsform von MoO3 weist einen Schmelzpunkt im Bereich
von 750 bis 790 Grad C auf, so daß dieser Phasenwechsel schon
beim Walzen von Stählen
zu beachten ist (Literatur (1)).
Die partielle Oxydation der metallischen
Walzenoberfläche
im Walzspalt kontrolliert so auch den Hartstoffverbund. Ist die
Legierungsmatrix anfällig
gegen Oxydation, werden die nah dem Verschleiß entgegen wirkenden Karbide
gelockert und so schichtweise wirkungslos.
Benötigt wird also eine Reaktion
der Legierungsmatrix, welche diese deckschichtartig vor zu weitgehender
Oxydation schützt
und, soweit diese abrasiv abgetragen wird, während der Walzenbeanspruchung
im Produktionsprozeß sich
kontinuierlich erneuert.
Dabei muß die sich bildende chemische
Verbindung, beispielsweise als Oxyd, selbst einen hohen Widerstand
gegen Warmverschleiß bilden.
Untersucht man die nach dem oben
angegebenen Schema nur mit den Maximalgehalten angegebenen handelsüblichen
Legierungen mit den tatsächlichen
Differenzen von Legierungselemeneten, die zur Deckschichtbildung
von tribomechanisch festen Oxyden fähig sind, innerhalb der auf
dem Markt üblichen
Walzen-Legierungsangebote nun im Einzelnen, so ist unter Voranstellung
des früher
nur vorwiegend als für
die „Warmfestigkeit„ der Matrix
zuständig
betrachteten Kobalts bisher dieser typische Bereich in Masseprozent
zu definieren:
KOBALT (Co) MINUS CHROM = MINUS 2,20 bis PLUS
4,00 (Nach obiger Maximalwerttabelle über verschiedene Legierungen
durchschnittlich PLUS 3,75).
Die benutzte Differenzbildung ist
zur Begutachtung von Ergebnissen mit schmelzmetallurgisch erzeugten
Ledeburiten unter höchsten
Legierungsanteilen von Sonderkarbidbildnern für kalibrierte Walzen im Gegensatz
zu Überlegungen
mit Verhältnisbildungen,
auch solchen mit Bezug auf Atomprozent, besser geeignet und bietet
die Festlegung von signifikanten Aussagen hinsichtlich des komplexen
Warmverschleißverhaltens
mittels gut abgegrenzter Legierungsangaben. Es besteht kein Zweifel
darüber,
daß der
Differenzwert nur eine praktische und keine materialwissenschaftliche
Bedeutung hat.
Das Verhalten von Kobalt gegenüber Aluminium
ist in dieser Übersicht
nicht zu berücksichtigen,
weil hierüber
gesonderte technische Erkenntnisse seit langem vorliegen, die besagen,
daß man
mit dem Einsatz von Aluminium in allerdings schneidenden Werkzeugen
aus ledeburitischen Stählen
einen verhältnismäßig geringen
Anteil von dem teuren Legierungsmetall Kobalt einsparen kann. Die
metallurgische Klärung
dieser – wohl
gesicherten – Erkenntnis
steht noch aus: Dessen ungeachtet sind solche aluminiuhaltigen Schnellarbeitsstähle aber
bereits patentrechtlich bearbeitet worden und stehen im Ausland
in praktischer Verwendung. Die dort genannten Aluminiumgehalte um
ein Masseprozent haben aber nichts zu tun mit der üblichen
Desoxydation von ledeburitischen Stahlschmelzen mit Aluminiummetall;
diese Praxis ist technisch üblich
und kann nach der oben vermerkten Tabelle durchaus den als obere
Grenze ermittelten Wert von 0,05 Masseprozent erreichen.
Der Einsatz von Aluminium für Walzenwerkstoffe
ledeburitischwer Art mit hohen Sonderkarbidanteilen ist allerdings
bei Recherchen zu dieser patentrechtlichen Vorlage nicht ersichtlich
geworden. Aluminium gehört aber
mit der Bildung von Oxyden wie Al2O3 zu den möglichen Deckschichtbildnern
auch bei ledeburitischen Walzenwerkstoffen, das wird hier als vorbekannt
angesehen. Aluminium nimmt so auch sicher Einfluß auf die natürliche Mischoxydbildung
im System Chrom – Silizium – Mangan – Sauerstoff.
Die Beteiligung von dem üblicherweise über die
Desoxydation anwesenden Aluminium an dem hier vorgestellten besonderen
Deckschichtaufbau kann niemand ausschließen; es wird aber vermieden,
diesen Einfluß patentrechtlich
für Walzenwerkstoffe
geltend zu machen. Der Gebrauch von Aluminium für die Desoxydation gehört zum lange
vorbekannten Stand der Technik.
Silizium mit den offenbar durch die
Desoxydationsbehandlung mit Kalzium-Silizium (Ca-Si) eingeschleppten
Gehalten bis zu 1,2 Masseprozent und Mangan mit Maximalgehalten
um 0,70 Masseprozent, das auch zur Kontrolle des Schwefelhaushaltes
benötigt
wird, bieten jeweils mit ihren verhälnismäßig geringen Gehalten in den
ledeburitischen Walzenlegierungen mit hohen Sonderkarbidanteilen
keine signifikanten Möglichkeiten
zur Erzeugung von warmverschleißfesten
Matrix-Deckschichten. Diese Elemente tragen teilweise nur zur Bildung
von Mischoxyden bei.
Anders verhält sich dabei mindestens Chrom.
Chrom in Überdosierung
senkt die Standzeit bei schneidenden ledeburitischen Werkzeugen
(2), erhöht
aber nach der vorliegenden Patentschrift die Standzeit von Walzen
mit eingearbeiteten Kalibern. Insofern läßt sich der positive Einfluß von erhöhten Chromzugaben
nicht aus vorbekannten metallurgischen Kenntnissen ableiten, selbst
wenn man – patentrechtlich
eigentlich unzulässig – den Stand
der Technik über
Legierungen für
schneidenden Einsatz bei der Beurteilung von Walzenwerkstoffen berücksichtigen
wollte.
Unter der allgemein üblichen
Wasserkühlung
der Walzen im Umformungsprozeß wird
nun entweder durch im Wasser gelöste
Luft mit dem darin befindlichen Sauerstoff oder auch durch direkt
in den Walzspalt mit eingeschleppte Luft wie auch aus dem Sauerstoffanteil
des Wassers unter der sehr hohen spezifischen Belastung der Walzenwerkstoff
zunehmend oxydiert. Die herausgelösten Oxydationsprodukte, komplex
hervorgegangen sowohl aus dem Zerfall der Hartstoffe als auch aus
der Matrixoxydation über
die rein metallische Phase, sind weniger fest als die Hartstoffe
und verlassen die walzaktive Position als Abfall. Dabei ist zeitlich der
Abbau der metallischen Matrix gegenüber dem abrasiven und oxydativen
Abtrag der Hartstoffe als „schneller„ zu charakterisieren.
Gegenüber von zylindrischen „Flachwalzen„, wo die
Breitung des umzuformenden Werkstoffes überwiegt, ist die Beanspruchung
in eingeschnittenen Kalibern örtlich
komplizierter, weil radial betrachtet die Walze mit dem umzuformenden
Material durch kontinuierlich ändernde
Relativgeschwindigkeiten belastet wird, woraus letztendlich die
gewünschte
Streckung im Kaliber entsteht. Dies aber bei sehr hohen spezifischen
Walzenbelastungen auch an den Kaliberseiten.
Will man nun derartige Walzen aus
schmelzmetallurgisch erzeugten und hoch sonderkarbidhaltig angereicherten
Ledeburiten herstellen, können
diese bei der Verwendung mit eingebrachten Kalibern nur dann zu
einer technisch für
die Wirtschaftlichkeit befriedigenden Standzeit konzipiert werden,
wenn man legierungsseitig für
einen verbesserten Oxydationsschutz sorgt, der sich primär auf die
thermische OBERFLÄCHEN-Stabilisierung
der Matrix bezieht. Dieser Oxydationsschutz soll selbst das Ergebnis
einer Oxydation sein. Auf dieser Grundlage ergibt sich die patentkennzeichnende
Bezeichnung über
eine „Gesteuerte
Oxydation„.
Es reicht dabei nicht aus, die der Matrix zuzuordnende Warmfestigkeit
allein auszunutzen, dies insbesondere durch die bei Walzen bisher
bekanntgewordenen Kobaltzusätze
bis 10 Masseprozent. Es muß dafür gesorgt
werden, daß sich
ein den Warmverschleiß vermindernder
Oberflächenbelag
bildet, der sich nach dem partiellen Abtrag auch immer wieder aus
der Legierung selbst hervorgehend erneuert. Es ist zu bedenken,
daß die
nicht zu Karbiden abgebundenen Restmengen beispielsweise von Niob/Tantal,
Vanadium, Wolfram und Molybdän,
die sich metallisch in Mischkristallen der Matrix ansammeln, gegenüber der
betriebsbedingten Oxydation, und das besonders in der Wärme unter
der Einwirkung von mechanischen Spannungen, sehr leicht im Temperaturbereich
von mindestens 400 Grad C ansteigend zu leicht mobilisierbaren Oxyden
umwandeln. Das wurde bereits im oben angegebenen Teil der Beschreibung
genau behandelt.
Aufgabe der Erfindung ist es ein
Verfahren zu entwickeln, mit dem Walzen mit minimierten Warmverschleiß herzustellen
sind. Gelöst
wird die Ausgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Walzen
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Es ist also das technische Problem
dahingehend zu lösen,
daß der
verwendete Walzenwerkstoff selbst in ständiger Erneuerung aus der ihm
eigenen Legierungszusammensetzung eine verhältnismäßig stabile Deckschicht insbesondere
für die
Matrix bildet. Oberflächenveredelnde
bzw. oberflächenschützende Maßnahmen,
die mit speziellen Hilfsmitteln nur einmal vor dem Gebrauch der
Wale aufgebracht werden, ergeben hinsichtlich der erwünschten
Standzeitverlängerung
keine durchgreifende Wirkung, da diese nach dem Anfangsabtrag nicht
mehr vorhanden und wirksam sind, außerdem verlieren diese ihre
Wirksamkeit bei jedem auf Dreh- oder Schleifmaschinen durchgeführten „Nachsetzen„ der Kaliber
oder bei Kaliberänderungen überhaupt.
Einige solche Verfahren sind ohnehin als „zu dünn„ anzusehen so beispielsweise
auch das Bad- oder Ionitrieren sowie lasergestützte Aufschmelzungen.
Die Deckschichtbildung mit „gesteuerter
Oxydation„ soll
weiterhin mit billigen Legierungsmetallen erreicht werden können.
Zur Lösung der technischen Aufgabe
bieten sich die oxydierbaren Legierungselemente Chrom, Silizium
und Mangan in einzelnen oder gemischten Zugaben an, weil sich dabei
tribomechanisch und thermisch hoch belastbare Deckschichten bilden.
Bei Chrom gilt das allerdings nur, wenn durch die Kohlenstoffgehalte
in den ledeburitischen Walzenwerkstoffen dieses Legierungselement
nicht vollständig
als Karbid abgebunden ist oder anders ausgedrückt, sich metallisch gebundenes
Chrom in genügendem
Anteil in der Matrix befindet. Dabei kann auf die gleichzeitige
Zugabe von Kobalt für
die bekannte Warmhärtesteigerung
der Matrix nicht verzichtet werden.
Die oben skizzierte technische Aufgabe
wird nun so gelöst,
daß für schmelzmetallurgisch
hergstellte und hoch sonderkarbidhaltige Walzenwerkstoffe ledeburitischer
Art die Legierungsbestandteil-Verhältnisse von Kobalt zu Chrom
legierungstypisch und erfindungsgemäß festgesetzt werden und so
Walzenwerkstoffe erzeugt werden, die bedingt durch spezifische Deckschichtausbildung
den erhöhten
tribomechanischen Bedingungen von Walzen mit eingearbeiteten Kalibern
im Sinne einer betriebswirtschaftlich günstigen Standzeiterhöhung entsprechen.
Dabei gilt für den Kobaltzusatz ein Mindestwert
von 11,5 (Elf, fünf)
Masseprozent, wobei das Chrom allerdings im Mischkristall der Legierungsmatrix
vorwiegend metallisch vorliegt und nicht als Karbid abgebunden werden
soll.
Die Ergebnisse von praktisch gelaufenen
Betriebsversuchen zeigen, daß beispielsweise
allein schon durch die Einstellung der Legierungsbestandteil-Differenz
von Kobalt zu Chrom nach dem oben beschriebenen Verfahren in ähnlich aufgebauten
ledeburitischen Walzenwerkstoffen das Betriebsergebnis, beurteilt
nach der erzielten Walztonnage bei ähnlichem Walzenprogramm, sich
mindestens bis zu einer zehnfachen Standzeit erhöhen läßt, wenn man nach der oben
beschriebenen Bedingung die Kobalt- zu Chrom-Differenz zwischen + 4,02 und + 5,20
bei einem Gesamtkobaltgehalt von größer gleich 11,5 Masseprozent
einstellt.
Die Betriebsergebnisse wurden im
ersten Gerüst
einer HV-Staffel im technisch ungestörten Gesamtproduktionsprozeß erzielt.
Dabei wurden die bisher üblichen
Hartmetallwalzen gegen die schmelzmetallurgisch hergestellten Ledeburitwalzen
ausgetauscht und mit mehreren Kampagnen des nach Patentanspruch
3 offenbarten Walzenwerkstoffs nun sofort die Größenordnung der mit Hartmetallwalzen
erzielbaren Produktionsleistung von über 1500 Tonnen erreicht. Derartige
Leistungen waren bisher bei schmelzmetallurgisch erzeugten Walzenwerkstoffen
für Walzen
mit Streckkalibern nicht bekannt. Ein günstiger und nach den obigen Angaben
verfahrensgerecht eingebrachter Chromgehalt liegt dann bei 6,5 Masseprozent.
Vorausgesetzt werden muß also eine
exakte Berechnung des für
die Generierung von Primär-
und Sekundärkarbiden
notwendigen Kohlenstoffgehaltes nach dem zum Stand der Technik vorbekannten
praktischen bzw. stöchiometrischen
Formeln. Dieser Berechnung legt man alle sonderkarbidbildenden chemischen
Elemente zugrunde, ausgenommen bleibt dabei der Chromgehalt. Dadurch
wird sichergestellt, daß der
Chromanteil nicht vollständig
zu Karbiden abgebunden wird und so für die Deckschichtbildung im
Metall-Mischkristall vorwiegend
erhalten bleibt. Beim Chargieren setzt man dann auch zuerst die
MC- und M2C-Karbide
bildenden Metalle mit dem entsprechenden Kohlenstoff ein, so beispielsweise
Wolfram, Molybdän,
Vanadium und Niob/Tantal; soweit benutzt auch Titan und Bor. Dabei
können
auch die bekannten Vorlegierungen eingesetzt werden. Die dabei erfolgende
oder nachgeschaltete Entgasungstechnik entspricht dem Stand der
Technik; auch ist es möglich,
die ledeburitische Legierung ebenfalls mit der Kalziumtechnik, vorwiegend
mit Kalzium-Silizium, zu behandeln. Die Gießtechnik ist freibleibend einschließlich von
Fein- oder Schleuderguß sowie
von Anwendungen mit Vakuum und/oder Schutzgastechnik.
Wird zum Aufbau der Schmelze mit
bereits chromlegierten Schrott beispielsweise von ledeburitischen Legierungen
herkommend chargiert, ist mittels Voranalyse zunächst über alle karbidbildenden Legierungsbestandteile
der – hierbei
mit Chrom – notwendige
Kohlenstoff zu berechnen und so genau einzustellen, wonach von Kohlenstoff
freies Chrom elementar oder als Vorlegierung im Bereich der oben
offenbarten Formel zuletzt und zusätzlich eingesetzt wird. Der
bereits mit Kohlenstoff in Berührung
gekommene Anteil von Chrom im Schrott, also als Chromkarbid vorliegend,
sollte im Einsatz möglichst
minimiert vorliegen; er bleibt aber dann grundsätzlich als nicht patentbegründendes
Merkmal als Zufälligkeit
erhalten. Der Kohlenstoff für
die martensitische Härtung
der Matrix resultiert vorwiegend aus der Diffusion im Festkörper, abhängig von
der Höhe
der Härtungstemperatur
und der zugehörigen
Haltezeit.
Für
optimale Ergebnisse im Hinblick auf die vorhergehend beschriebene
Verfahrenstechnik erhaltenen Standzeiten von Walzen mit eingearbeiteten
Kalibern haben sich diese Gruppen von ledeburitischen Basislegierungen
mit folgenden Mindestgehalten in Masseprozent bewährt:
- a) 8,5 % Wolfram//7,5 % Vanadium//2,5 % Molybdän//1,3 %
Niob/Tantal//0,02 % Titan// 6,50 % Chrom//Rest Eisen und der für die karbidbildenden
Metalle errechnete Kohlenstoffgehalt.
- b) 19,5 % Wolfram//3,5 % Molybdän//10,5 % Vanadium//3,5 % Niob/Tantal//0,02
% Titan// 7 % Chrom//Rest Eisen und der für die karbidbildenden Metalle
errechnete Kohlenstoffgehalt.
Beide Legierungen können bis
zu 0,014 Masseprozent Bor enthalten (siehe Patentansprüche 3, 4
und 5). Bewährt
hat sich, das Chrom mit kohlenstoff-freien Eisenbasis-Vorlegierungen
im testen oder flüssigen
Zustand, möglich
auch über
die Injektionstechnik, mit solchen der Zusammensetzung Chrom – Silizium – Mangan – Aluminium – Titan – Bor nach
der Kohlenstoff-Chargierung zuzuführen.
Die fertig bearbeiteten und für den vorgesehenen
Einsatz bestimmten Walzen mit eingearbeiteten Kalibern sollen bei
der vorhergehenden Wärmebehandlung
eine Härtetemperatur
von 1150 Grad C nicht überschreiten
und die Ablieferungssekundärhärte nach
mehrmaligem Anlassen maximal 58 HRC betragen.
Literatur
- 1) Gmelins's
Handbuch der anorganischen Chemie, Molybdän. Verlag Chemie G.m.b.h. Berlin
1935, S. 97
- 2) Elsen, E., Elsen T. und M. Markworth. Zs. Metall (1965) S.
334/345
