DE102017210816A1 - Pre-alloy for influencing molten iron alloys, their use and method of manufacture - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorlegierung zur Einbringung in schmelzflüssige Eisenlegierungen sowie ein Verfahren zur deren Herstellung, wobei die Vorlegierung als eine Mischung von pulverförmigen Stoffen ausgebildet ist und ein Eisenpulver enthaltendes Trägermaterial sowie Kristallisationskeime umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass neben Kristallisationskeimen zumindest noch Kohlenstoff als Reduktionsmittel enthalten ist, und dass die Vorlegierung neben dem Trägermaterial und unvermeidbaren Verunreinigungen 1 bis 50 Gewichts-% an Kristallisationskeime und 0,1 bis 10 Gewichts-% Kohlenstoff umfasst.The present invention relates to a master alloy for incorporation in molten iron alloys and to a process for the production thereof, wherein the master alloy is formed as a mixture of powdery materials and comprises a carrier material containing iron powder and crystallization nuclei, characterized in that in addition to crystallization nuclei contain at least carbon as a reducing agent and that the master alloy, besides the support material and unavoidable impurities, comprises 1 to 50% by weight of nuclei and 0.1 to 10% by weight of carbon.
Description
Technisches Gebiet (Technical Field)Technical Field
Auf dem Gebiet der Behandlung von schmelzflüssigen Metallen wird die Gefügestruktur beeinflusst, um die Materialeigenschaften einzustellen.In the field of treatment of molten metals, the microstructure is influenced to adjust the material properties.
Technischer Hintergrund (Background Art)Technical Background (Background Art)
Im Stand der Technik ist bekannt, bei einer Schmelze durch Zugabe von Zuschlägen oder sogenannten Vorlegierungen mit entsprechenden Partikeln die Materialeigenschaften des aus der Schmelze erstarrenden Metalls zu beeinflussen.In the prior art it is known to influence the material properties of the metal solidifying from the melt in the case of a melt by adding additives or so-called master alloys with corresponding particles.
Beispielsweise ist aus der
Aus
Diesen Beispielen aus dem Stand der Technik ist gemein, dass sie jeweils ausschließlich Partikel zu Kornfeinung und ggf. ein spezielles Legierungselement zusetzen. Des Weiteren neigen die Partikel zu einer Agglomeration, was die Wirkung verschlechtert.These examples from the prior art have in common that they only add particles to grain refining and optionally a special alloying element. Furthermore, the particles tend to agglomerate, which worsens the effect.
Zusammenfassung der Erfindung (Summary of Invention)Summary of Invention
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Vorlegierung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, welches flexibel für Eisenlegierungen, insbesondere Stähle, eingesetzt werden kann und effektiv eine Beeinflussung der Eigenschaften des aus der Schmelze erstarrenden Materials erreichen kann. Weitere Aufgaben der Erfindung sind eine günstige Herstellbarkeit und einfache Handhabung zu ermöglichen.The invention is thus based on the object to provide a master alloy and a process for their preparation, which can be used flexibly for iron alloys, in particular steels, and can effectively achieve an influence on the properties of the material solidifying from the melt. Other objects of the invention are to allow for low manufacturability and ease of handling.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorlegierung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere wenn diese nach einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 hergestellt wurde.This object is achieved by a master alloy according to the features of claim 1, in particular if this was prepared by a method according to the features of claim 8.
Erfindungsgemäß ist eine Vorlegierung zur Einbringung in schmelzflüssige Eisenlegierungen, wobei die Vorlegierung als eine Mischung von pulverförmigen Stoffen ausgebildet ist und ein Eisenpulver enthaltendes Trägermaterial sowie Kristallisationskeime umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass neben Kristallisationskeimen zumindest noch Kohlenstoff als Reduktionsmittel enthalten ist, und dass die Vorlegierung neben dem Trägermaterial und unvermeidbaren Verunreinigungen 1 bis 50 Gewichts-% an Kristallisationskeime und 0,1 bis 10 Gewichts-% Kohlenstoff umfasst. Der Kohlenstoff liegt hierbei vorrangig in Reinform, zum Beispiel als Graphitpulver, vor. Ein Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,1 Gewichts-% ist hierbei erforderlich um sicherzustellen, dass durch evtl. in der Vorlegierung Verunreinigungen mit Sauerstoff sicher entfernt und kein zusätzlicher freier Sauerstoff in die schmelzflüssige Eisenlegierung eingebracht wird. Durch höhere Kohlenstoffgehalte wird zum einen eine Entfernung von Sauerstoff aus der schmelzflüssigen Eisenlegierung begünstigt und insbesondere bei hohen Kohlenstoffgehalten bis 10 Gewichts-% kann auch noch eine Feinanpassung des Kohlenstoffgehalts in der schmelzflüssigen Eisenlegierung vorgenommen werden. Das Eisenpulver kann als Reineisen vorliegen oder als Pulver einer eisenbasierten Legierung, wie Stahlpulver. Reineisen hat hierbei den Vorteil, dass die Zusammensetzung des Trägermaterials genauer definiert werden kann. Wohingegen Stahlpulver günstiger ist und, insbesondere bei Verwendung eines Stahlpulver mit einer gleichen oder ähnlichen Zusammensetzung, eine Veränderung der Zusammensetzung der schmelzflüssigen Eisenlegierung durch das Eisenpulver weitestgehend vermieden werden kann.According to the invention, a master alloy for introduction into molten iron alloys, wherein the master alloy is formed as a mixture of powdery materials and comprises a carrier material containing iron powder and crystallization nuclei, characterized in that in addition to crystallization nuclei carbon is at least still contained as a reducing agent, and that the master alloy next to Carrier material and unavoidable impurities comprises 1 to 50% by weight of crystallization nuclei and 0.1 to 10% by weight of carbon. The carbon is here primarily in pure form, for example as graphite powder before. A carbon content of at least 0.1% by weight is required in this case to ensure that possibly removed in the pre-alloy impurities with oxygen and no additional free oxygen is introduced into the molten iron alloy. By higher carbon contents on the one hand, a removal of oxygen from the molten iron alloy favors and especially at high carbon contents to 10% by weight can also be made a fine adjustment of the carbon content in the molten iron alloy. The iron powder may be in the form of pure iron or as a powder of an iron-based alloy, such as steel powder. Pure iron has the advantage that the composition of the support material can be defined more precisely. Whereas steel powder is more favorable and, especially when using a steel powder having a similar or similar composition, a change in the composition of the molten iron alloy by the iron powder can be largely avoided.
Ausführungsformen der Vorlegierung sind dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial neben Eisenpulver noch Pulver von Legierungselementen der Eisenlegierung enthält, wobei das Eisenpulver als Reineisenpulver oder Pulver einer eisenbasierten Legierung vorliegt. Durch die Zugabe von Legierungselementen in Pulverform kann die Zusammensetzung des Trägermaterials entweder an die der schmelzflüssigen Eisenlegierung angepasst werden, oder eine Anpassung beziehungsweise Änderung der Anteile der Legierungselemente in der schmelzflüssigen Eisenlegierung vorgenommen werden.Embodiments of the master alloy are characterized in that the carrier material in addition to iron powder still contains powder of alloying elements of the iron alloy, wherein the iron powder is present as a pure iron powder or powder of an iron-based alloy. By adding alloying elements in powder form, the composition of the carrier material can either be adapted to that of the molten iron alloy, or an adjustment or change in the proportions of the alloying elements in the molten iron alloy can be made.
Weitere Ausführungsformen der Vorlegierung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisationskeime einen Versetzungsfaktor (disregistry factor) d von kleiner gleich 10% aufweisen, wobei der Versetzungsfaktor d bei zu erzeugenden Eisenlegierungen mit kubischen Elementarzellen gemäß der Gleichung I zu ermitteln ist,
Vorlegierung in weiteren Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisationskeime ausgewählt sind aus Oxiden, Nitriden, Boriden und/oder Karbiden, und dass die Kristallisationskeime eine Größe zwischen 0,5µm und 5µm, insbesondere zwischen 0,8µm und 5µm, aufweisen. In diesen Größenbereichen wirken die Partikel in der Schmelze als Kristallisationskeime, im bevorzugten Bereich von 0,8 bis 3µm kann die Wirkung als Keim am besten sichergestellt werden. Die Kristallisationskeime sind ausgewählt aus Oxiden, Nitriden, Boriden oder Karbiden von Metallen, die ausgewählt sein können aus Ce, La, Pr, Nd, Y, Ti, Al, Zr, Ca, Co, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, W, B, Nb, Mo oder Fe. Besonders interessant sind hieraus Titanoxide, Titanboride, Titannitride, Aluminuimoxide, Ceroxide, Wolframkarbide, Vanadiumkarbide, Cobaltkarbide, Zirkonnitride und Zirkonoxide aufgrund der thermochemischen Stabiltiät, guten Verfügbarkeit sowie aus Kostensicht.Master alloy in further embodiments are characterized in that the crystallization nuclei are selected from oxides, nitrides, borides and / or carbides, and that the crystallization nuclei have a size between 0.5 .mu.m and 5 .mu.m, in particular between 0.8 .mu.m and 5 .mu.m. In these size ranges, the particles in the melt act as nucleation nuclei, in the preferred range of 0.8 to 3 microns, the effect can be best ensured as a germ. The crystallization nuclei are selected from oxides, nitrides, borides or carbides of metals, which can be selected from Ce, La, Pr, Nd, Y, Ti, Al, Zr, Ca, Co, Ba, Sr, Mg, Si, Mn, Cr, V, W, B, Nb, Mo or Fe. Of particular interest here are titanium oxides, titanium borides, titanium nitrides, aluminum oxides, cerium oxides, tungsten carbides, vanadium carbides, cobalt carbides, zirconium nitrides and zirconium oxides based on the thermochemical stability, good availability and from a cost standpoint.
Weitere Ausführungsformen der Vorlegierung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlegierung zusätzlich Festigungspartikel umfasst, die ein Kornwachstum verhindern oder Versetzungen bilden, wobei die Festigungspartikel ausgewählt sind aus Oxiden, Nitriden, Boriden und/oder Karbiden und eine Größe kleiner als 1µm, insbesondere zwischen 10nm und 0,8µm, aufweisen. Die Festigungspartikel können aus den gleichen Materialien wie die Kristallisationskeime gewählt werden. Aufgrund der Größe der Festigungspartikel findet keine Keimbildung dar, sondern die Festigungspartikel behindern das Kornwachstum indem sie Versetzungen und Fehlstellen im Gefüge bilden. Hierdurch wird die Festigkeit des aus der schmelzflüssigen Eisenlegierung erstarrten Materials erhöht.Further embodiments of the master alloy are characterized in that the master alloy additionally comprises strengthening particles which prevent grain growth or form dislocations, wherein the strengthening particles are selected from oxides, nitrides, borides and / or carbides and a size smaller than 1 μm, in particular between 10 nm and 0 , 8μm, exhibit. The strengthening particles can be selected from the same materials as the nuclei. Due to the size of the solidification particles, no nucleation occurs, but the strengthening particles hinder the grain growth by forming dislocations and defects in the structure. As a result, the strength of the solidified from the molten iron alloy material is increased.
Vorlegierungen gemäß weiteren Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlegierung zusätzlich Fremdpartikel umfasst, welche die mechanischen Eigenschaften der Eisenlegierung beeinflussen, wobei die Fremdpartikel ausgewählt sind aus Oxiden, Nitriden, Boriden und/oder Karbiden und eine Größe zwischen 2µm und 200µm, insbesondere zwischen 50µm und 180µm, aufweisen. Auch die Fremdpartikel können aus den gleichen Materialien wie die Kristallisationskeime sein beziehungsweise aus den oben genannten Kombinationen gewählt werden. Aufgrund ihrer Größe werden die Fremdpartikel zwischen den wachsenden Körner eingelagert und erhöhen die Verschleißbeständigkeit des aus der schmelzflüssigen Eisenlegierung erstarrten Materials.Master alloys according to further embodiments are characterized in that the master alloy additionally comprises foreign particles which influence the mechanical properties of the iron alloy, wherein the foreign particles are selected from oxides, nitrides, borides and / or carbides and a size between 2μm and 200μm, especially between 50μm and 180μm, exhibit. The foreign particles can also be selected from the same materials as the crystallization nuclei or selected from the abovementioned combinations. Due to their size, the foreign particles are interposed between the growing grains and increase the wear resistance of the solidified from the molten iron alloy material.
Ausführungsformen der Vorlegierung sind dadurch gekennzeichnet, dass der Vorlegierung ein Fließregulierungsmittel zugesetzt ist, und dass das Fließregulierungsmittel in einer Menge von 0,7 bis 2 Gewichts-% zugesetzt ist. Das Fließregulierungsmittel wird den pulverförmigen Stoffen zugesetzt und dient dazu die Rieseleigenschaften der Pulvermischung zu gewährleisten, um die Weiterverarbeitung, z.B. die Befüllung eines Fülldrahts, zu vereinfachen oder zu ermöglichen. Ein Beispiel für ein derartiges Fließregulierungsmittel ist „AEROSIL® R 9200“, wobei auch andere Fließregulierungsmittel eingesetzt werden können, um die Transportierbarkeit, Dosierbarkeit und dergleichen der Pulvermischung zu verbessern.Embodiments of the master alloy are characterized in that a flow control agent is added to the master alloy and that the flow control agent is added in an amount of 0.7 to 2% by weight. The flow control agent is added to the powdery substances and serves to ensure the flow properties of the powder mixture in order to avoid further processing, e.g. the filling of a filler wire to simplify or allow. An example of such a flow control agent is "AEROSIL® R 9200", although other flow control agents can be used to improve the transportability, meterability and the like of the powder mixture.
Erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorlegierung sind gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
- - Mischen der pulverförmigen Stoffe in einem hochenergiemischen Mischvorgang,
- - Konsolidieren der Mischung, und
- - Temperieren und Walzen der konsolidierten Mischung zu einem Vorlegierungsband.
- Mixing the pulverulent substances in a high-energy mixing process,
- - Consolidate the mix, and
- - Tempering and rolling the consolidated mixture to a master alloy strip.
In einem ersten Schritt werden die pulverförmigen Stoffe des Trägermaterials, der Kristallisationskeime sowie des Kohlenstoffs miteinander vermischt, um eine homogene Verteilung zu erreichen. Die Mischung erfolgt in einem hochenergetischen Mischvorgang, bei dem ein hoher mechanischer Energieeintrag in die Pulvermischung eingebracht wird. Hochenergetische Mischer weisen beispielsweise Mischgeschwindigkeiten von mehr als 4m/s auf, meist zwischen 4m/s und 30m/s, was einer geräteabhängigen Drehzahlbereich von 300 bis 4000 Umdrehungen pro Minute entspricht. Durch diesen hochenergetischen Mischvorgang werden die Kristallisationskeime fein verteilt und legen sich gleichmäßig um die Oberflächen der pulverförmigen Stoffe des Trägermaterials. Ein Agglomerieren der Kristallisationskeime wird dadurch vermieden und eine gleichmäßige Verteilung erreicht, was die Wirkung als Kristallisationskeime in der schmelzflüssigen Eisenlegierung deutlich verbessert. Ein weiterer Vorteil liegt in einer eventuell kürzeren Mischzeit. Der hochenergetische Mischvorgang kann beispielsweise in einem Mischer mit einer Drehzahl zwischen 300 bis 4000 Umdrehungen pro Minute erfolgen.In a first step, the powdery substances of the support material, the crystallization nuclei and the carbon are mixed together to achieve a homogeneous distribution. The mixture is carried out in a high-energy mixing process, in which a high mechanical energy input is introduced into the powder mixture. High-energy mixers have, for example, mixing speeds of more than 4m / s, usually between 4m / s and 30m / s, which is one device-dependent speed range of 300 to 4000 revolutions per minute. By this high-energy mixing process, the seeds are finely distributed and lie evenly around the surfaces of the powdery substances of the carrier material. An agglomeration of the nuclei is thereby avoided and achieved a uniform distribution, which significantly improves the effect as nuclei in the molten iron alloy. Another advantage is a possibly shorter mixing time. The high-energy mixing process can be carried out, for example, in a mixer at a speed between 300 and 4000 revolutions per minute.
In nächsten Schritt wird die Mischung der pulverförmigen Stoffe konsolidiert, das heißt verfestigt, um die Vorlegierung von der losen Pulverform in eine handhabbare relative formstabile Form zu bringen.In the next step, the mixture of powdered materials is consolidated, that is, solidified, to bring the master alloy from the loose powder form into a handleable, relatively dimensionally stable form.
Anschließend wird die konsolidierte Mischung der pulverförmigen Stoffe temperiert und gewalzt, um ein Vorlegierungsband zu erzeugen. Die Temperierung ist erforderlich um Reste von Sauerstoff aus der Mischung der pulverförmigen Stoffe zu entfernen. Durch das Walzen wird die Verbindung der Vorlegierung komprimiert und fester, was den Transport, die Lagerung und Handhabung der Vorlegierung verbessert. Der Hauptvorteil des Walzens besteht darin, dass durch die Umformung eine Verformung der einzelnen Pulver, insbesondere des Trägermaterials mit den, über dessen Oberfläche, verteilten Kristallisationskeime, erfolgt. Hierdurch wird die Oberfläche des zum Beispiel Eisenpulver von einer kugelartigen in eine gestreckte, flache Form geändert, was eine Vergrößerung der Oberfläche mit sich bringt. Durch die Oberflächenvergrößerung werden die homogen über die Oberfläche des Eisenpulvers verteilten Kristallisationskeime noch weiter verteilt und vereinzelt, was zu einer weiteren Verbesserung der beim Mischvorgang angegeben Wirkung durch die Verteilung führt.Thereafter, the consolidated mixture of the powdery materials is tempered and rolled to produce a master alloy ribbon. The temperature control is required to remove residues of oxygen from the mixture of powdery substances. By rolling, the compound of the master alloy is compressed and strengthened, which improves the transportation, storage and handling of the master alloy. The main advantage of rolling is that deformation results in a deformation of the individual powders, in particular of the carrier material, with the crystallization nuclei distributed over their surface. As a result, the surface of, for example, iron powder is changed from a spherical to a flat, elongated shape, resulting in an enlargement of the surface. As a result of the increase in surface area, the nuclei of crystallization distributed homogeneously over the surface of the iron powder are further distributed and separated, which leads to a further improvement in the distribution effect indicated during the mixing process.
Ausführungsformen erfindungsgemäßer Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass das Konsolidieren durch mindestens einer der Methoden Pulverstrangpressen, Pulverschmieden, Brikettieren, Fülldrahtherstellung oder Pressen und Sintern erfolgt. Durch diese Methoden wird die Mischung der pulverförmigen Stoffe verfestigt, um eine bessere Handhabung sowie Weiterverarbeitung zu ermöglichen.Embodiments of inventive method are characterized in that the consolidation by at least one of the methods powder extrusion, powder forging, briquetting, Füllwrahtherstellung or pressing and sintering takes place. By these methods, the mixture of powdery substances is solidified to allow better handling and further processing.
Verfahren gemäß weiteren Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass das Temperieren im Bereich von 400°C bis 800°C vorgenommen wird. Temperaturen von mindestens 400°C sind notwendig, um die Reduktionsreaktion gemäß Baur-Glaessner-Diagramm zu ermöglichen, damit übermäßiger Sauerstoff aus der Vorlegierung entfernt und dadurch eine entsprechende Verunreinigung der schmelzflüssigen Eisenlegierung vermieden wird. Bei Temperaturen über 800°C besteht die Gefahr, dass die Kristallisationskeime beginnen sich wieder zu agglomerieren und somit die Verteilung wieder verschlechtert wird.Processes according to further embodiments are characterized in that the tempering in the range of 400 ° C to 800 ° C is made. Temperatures of at least 400 ° C are necessary to allow the reduction reaction according to the Baur-Glaessner diagram, so that excess oxygen is removed from the master alloy and thus a corresponding contamination of the molten iron alloy is avoided. At temperatures above 800 ° C there is a risk that the crystallization nuclei begin to agglomerate again and thus the distribution is deteriorated again.
Ausführungsformen weiterer erfindungsgemäßer Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass das Temperieren und Walzen in getrennten Schritten oder als Warmwalzen in einem gemeinsamen Schritt vorgenommen wird. Warmwalzen, wobei die Vorlegierung im temperierten Zustand gewalzt wird, bietet Vorteile hinsichtlich der Prozesszeiten sowie Walzkräfte und Umformbarkeit des entstehenden Vorlegierungsbands. Allerdings kann aufgrund der hohen Temperatur im Zusammenhang mit der mechanischen Umformung die Neigung einer Agglomeration der Kristallisationskeime steigen. Bevorzugt wird daher die Temperierung und das Walzen, insbesondere Kaltwalzen, in separaten Prozessschritten durchgeführt. Da hier durch entsprechende Temperaturführung sowie der Umformung bei niedrigen Temperaturen der Neigung zur Agglomeration entgegen gewirkt werden kann.Embodiments of further inventive methods are characterized in that the tempering and rolling is carried out in separate steps or as hot rolling in a common step. Hot rolling, where the master alloy is rolled in the tempered state, offers advantages in terms of process times as well as rolling forces and formability of the resulting master alloy strip. However, due to the high temperature associated with mechanical deformation, the tendency for agglomeration of the nuclei may increase. Preference is therefore given to tempering and rolling, in particular cold rolling, carried out in separate process steps. Since the tendency to agglomeration can be counteracted here by appropriate temperature control and the forming at low temperatures.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass das Vorlegierungsband beim Walzen insgesamt mit einem Umformgrad von mindestens 90% umgeformt wird. Je höher der Umformgrad, desto mehr werden die pulverförmigen Stoffe des Trägermaterials verformt und somit deren Oberfläche vergrößert. Aufgrund der homogenen Verteilung der Kristallisationskeime über die Oberfläche der pulverförmigen Stoffe wird hierdurch die Verteilung im Vorlegierungsband weiter verbessert, weshalb eine effektiver Umformgrad von 90% bevorzugt wird.Further embodiments of the method are characterized in that the master alloy strip is formed during rolling altogether with a degree of deformation of at least 90%. The higher the degree of deformation, the more the powdery substances of the carrier material are deformed and thus their surface area is increased. Due to the homogeneous distribution of the crystallization nuclei over the surface of the pulverulent substances, this further improves the distribution in the master alloy strip, which is why an effective degree of deformation of 90% is preferred.
Ausführungsformen des Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass das Vorlegierungsband in Streifen getrennt wird, wobei die Streifen eine mindestens Breite aufweisen, die der Dicke des Vorlegierungsbands entspricht, oder zu Platinen für Gussformen beschnitten wird, oder in rieselfähiges Schüttgut mit einer Kantenlänge von 10mm bis 60mm aufgetrennt wird. Das erzeugt Vorlegierungsband kann als solches verwendet werden. Abhängig vom Verwendungszweck sowie der verwendeten Anlagen und Fertigungsprozesse kann allerdings eine andere Form vorteilhaft sein.Embodiments of the method are characterized in that the master alloy strip is separated into strips, the strips having at least a width corresponding to the thickness of the master alloy strip, or being cut into sinkers for casting molds, or separated into free-flowing bulk material with an edge length of 10 mm to 60 mm becomes. The generated master alloy ribbon can be used as such. Depending on the purpose and the equipment and manufacturing processes used, however, another form may be advantageous.
So kann für eine kontinuierliche Zugabe zur schmelzflüssigen Eisenlegierung beispielsweise das Vorlegierungsband in Streifen geteilt werden, wobei die Breite der Streifen von der Menge an schmelzflüssiger Eisenlegierung und/oder Menge der zuzugebenden Vorlegierung abhängig ist. Weist der Streifen eine Breite im Bereich der Dicke des Vorlegierungsbands auf, stellt er einen Draht dar und kann entsprechend verwendet werden. Schmäler als die Dicke des Vorlegierungsbands sollten die Streifen nicht werden, da für derartige Abmessungen eine dünneres Vorlegierungsband mit entsprechend größerer Breite aufgrund des höheren Umformgrades vorzuziehen wäre.For example, for continuous addition to the molten iron alloy, the master alloy strip may be divided into strips, the width of the strips depending on the amount of molten iron alloy and / or amount of master alloy to be added. If the strip has a width in the range of the thickness of the master alloy strip, it represents a wire and can be used accordingly. The strips should not become narrower than the thickness of the master alloy strip, since for such dimensions a thinner master alloy strip with correspondingly greater width would be preferable because of the higher degree of deformation.
Ebenso ist ein beschnitt des Vorlegierungsband in Platinen möglich, die vor allem für diskontinuierliche Gießverfahren für beispielsweise die chargenweise Zugabe oder das Einlegen in Gussformen geeignet sind.Likewise, a pruning of the master alloy strip in blanks is possible, which are particularly suitable for discontinuous casting processes, for example for the batchwise addition or insertion into molds.
Alternativ kann das Vorlegierungsband auch in Stücke mit einer Kantenlänge von 10mm bis 60mm aufgetrennt werden, wodurch ein rieselfähiges Schüttgut bereitgestellt werden kann. Das rieselfähige Schüttgut kann fein dosiert werden und sowohl in kontinuierlichen als auch in chargenweisen Gießverfahren problemlos eingesetzt werden. Der angegebene Bereich für die Kantenlänge bezieht sich hierbei auf den Wert pro Kante und nicht auf den Umfang.Alternatively, the master alloy strip can also be separated into pieces with an edge length of 10 mm to 60 mm, whereby a free-flowing bulk material can be provided. The free-flowing bulk material can be finely dosed and used without problems both in continuous and batchwise casting processes. The specified range for the edge length refers to the value per edge and not to the circumference.
Verwendung finden erfindungsgemäße Vorlegierungen dadurch, dass die Vorlegierung in eine Gießkelle, eine Verteilerrinne, eine Gießpfanne, eine Gießkokille oder einen Gießstrahl eingebracht wird oder direkt in eine Gussform eingelegt wird. Abhängig vom angewendeten Gießprozess kann die Vorlegierung in die chargenweise zugeführte Menge von schmelzflüssiger Eisenlegierung zugegeben werden, wie bei Gießkelle, Gießpfanne oder Gussform, oder in den kontinuierlichen Fluss von schmelzflüssiger Eisenlegierung eingebracht werden, wie eine Verteilerrinne, einer Gießkokille oder einem Gießstrahl.Pre-alloys according to the invention are used in that the master alloy is introduced into a pouring ladle, a distributor trough, a ladle, a casting mold or a pouring stream or is inserted directly into a casting mold. Depending on the casting process used, the master alloy may be added to the batched amount of molten ferrous alloy, such as a ladle, ladle or mold, or introduced into the continuous flow of molten ferrous alloy, such as a tundish, casting mold or pouring stream.
Weitere Verwendung findet eine erfindungsgemäße Vorlegierung als Schweißzusatzwerkstoff, insbesondere für heißrissgefährdete Stahlmarken. Hier wird die Vorlegierung als Schweißzusatzwerkstoff in den, aufgrund des Schweißprozess eingebrachte Energie als schmelzflüssige Eisenlegierung vorliegenden, Bauteilwerkstoff eingebracht, um die Gefügebildung entsprechend positiv zu beeinflussen und die Schwächung durch ungünstige Gefügestrukturen zu verringern.Further use is given to a master alloy according to the invention as welding filler material, in particular for hot-crack endangered steel grades. Here, the master alloy is introduced as a welding filler in the, introduced due to the welding process energy as a molten iron alloy, component material to influence the structure formation accordingly positive and to reduce the weakening by unfavorable microstructures.
Neben den genannten Beispielen können erfindungsgemäße Vorrichtungen auch in anderen Gebieten verwendet werden, in denen Vorlegierungen oder metallische Zusatzwerkstoffe eingesetzt werden.In addition to the examples mentioned, devices according to the invention can also be used in other fields in which master alloys or metallic filler metals are used.
Figurenlistelist of figures
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
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1 eine Mikroskop-Aufnahme eines Trägermaterials, -
2a eine Mikroskop-Aufnahme eines Trägermaterials mit Kristallisationskeime gemischt nach dem Stand der Technik, -
2b ein Schliffbild eines Vorlegierungsbandes aus einer Mischung nach dem Stand der Technik gemäß2a , -
3a eine Mikroskop-Aufnahme eines Trägermaterials mit Kristallisationskeime gemischt gemäß der Erfindung und -
3b ein Schliffbild eines Vorlegierungsband aus einer erfindungsgemäßen Mischung gemäß3a .
-
1 a microscope picture of a carrier material, -
2a a microscope image of a carrier material with crystallization nuclei mixed according to the prior art, -
2 B a micrograph of a Vorlegierungsbandes of a mixture according to the prior art according to2a . -
3a a microscope image of a carrier material with crystallization nuclei mixed according to the invention and -
3b a micrograph of a master alloy strip from a mixture according to the invention according to3a ,
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen (Best Mode for Carrying out the Invention)Description of the Preferred Embodiments (Best Mode for Carrying Out the Invention)
In
Wird eine Mischung gemäß dem Stand der Technik, wie in
Analog zu
Die verschiedenen Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar und nicht nur auf die beschriebenen oder dargestellten Beispiele von Ausführungsformen beschränkt.The various features of the invention can be combined with one another as desired and are not limited to the described or illustrated examples of embodiments.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- CN 101135023 A [0003]CN 101135023 A [0003]
- US 2013/0305880 A1 [0004]US 2013/0305880 A1 [0004]
- RU 2024641 C1 [0004]RU 2024641 C1 [0004]
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