DE1291513B

DE1291513B - Verwendung von schwarzem Temperguss als Werkstoff zur Herstellung von Gegenstaenden,die eine hohe magnetische Permeabilitaet aufweisen muessen

Info

Publication number: DE1291513B
Application number: DEB75212A
Authority: DE
Inventors: Laudenslager Harry Brown; Hale Everett Woodworth
Original assignee: Blackstone Corp
Current assignee: Valeo Engine Cooling Inc
Priority date: 1963-01-29
Filing date: 1964-01-29
Publication date: 1969-03-27
Also published as: GB1034511A; US3189492A; JPS5231297B1; SE302373B

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Temperguß als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen, die eine hohe magnetische Permeabilität aufweisen müssen.
Es ist bekannt, daß Gußeisen nur eine sehr kleine Permeabilität hat.
Für Zwecke, bei denen eine hohe Permeabilität wichtig ist, verwendet man nicht Gußeisen, sondern Stähle, die die gewünschten permeablen Eigenschaften haben.
Es ist bereits ein sogenannter schwarzer Temperguß mit 1,8 bis 4 0/, Kohlenstoff, 0,4 bis 4 0/, Silizium, 0,03 bis 0,5 0/, Magnesium, bis 3,5 0/, Nickel, bis 2 0/() Kupfer und jeweils bis 0,020/0 Phosphor und Schwefel bekannt, der besondere Festigkeitseigenschaften hat.
Es ist weiter auch schon bekannt, daß Silizium auf die magnetischen Eigenschaften von Gußeisen einen Einfluß hat. Bekannter Temperguß, der lediglich Silizium und etwa 3 0/, Kohlenstoff enthält, ist jedoch Stählen hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften weit unterlegen, so daß seiner diesbezüglichen Verwendung nur eine geringe Bedeutung zukommt.
Die Erfindung bezweckt einen Tempergaß, der, was seine magnetischen Eigenschaften betrifft, in gleicher Weise wie Stahl verwendet werden kann.
Die Erfindung besteht in der Verwendung von schwarzem Temperguß, bestehend aus 1,75 bis 2,3 0/0, vorzugsweise 1,9 bis 2,150/, Kohlenstoff, 2 bis 40/" vorzugsweise 2,5 bis 3,5 0/0 Silizium-, bis 0,02 0/" vorzugsweise bis 0,008 0/, Schwefel, bis 0,05 0/, Phosphor, bis 0,4 0/" vorzugsweise bis 0,3 0/0 Mangan, 0,025 bis 0,05 0/, Magnesium, Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen, als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen, die eine hohe magnetische Permeabilität aufweisen müssen. Der Guß soll praktisch frei von Sauerstoff und Oxyden sein. Der Schwefel und der Phosphor müssen auf die oben angegebenen Bereiche reduziert werden. Diese Reinigung kann erreicht werden, indem das Magnesium in das geschmolzene Metall zusammen mit Stickstoffgas eingeleitet wird, so daß der Stickstoff das Bad umrührt, wenn das Magnesium in dasselbe eintritt, und dadurch die Reaktion des Sauerstoffs, der sich in dem Bad befindet, gefördert wird. Eine hinreichende Menge von Magnesium muß zugesetzt werden, so daß ein Magnesiumrückstand erhalten wird, wie er in den oben definierten Zusammensetzungen angegeben ist. An Hand eines Beispiels wird die Erfindung erläutert. Ein schwarzer Temperguß wurde hergestellt, der die folgende Zusammensetzung besaß: 2,10/, Kohlenstoff, 1,501,) Silizium, 0,260/0 Mangan, 0,045%Schwefel und 0,045 0/, Phosphor. Dieser Guß wurde aus dem Ofen bei einer Temperatur zwischen 1582 und 1588'C in eine 454 kg fassende Gießpfanne abgestochen. 4,54 kg 85 0/, Silizium enthaltendes Ferrosilizium wurden dem Metall in der Gießpfanne zugesetzt. Hierauf wurde Stickstoff in die Gießpfanne durch ein Rohr aus Kohlenstoff (irgendein anderes hitzebeständiges Rohr, wie z. B. aus Keramik, kann das Kohlenstoffrohr ersetzen) eingeleitet, um das Metall zu rühren. Ebenfalls wurden reine Magnesiumkugeln dem Stickstoff in einer Gesamtmenge von 2,27 kg beigemengt und durch das Injektionsrohr eingeführt. Das Metall wurde dann ohne weitere Behandlung in Gußformen gegossen. Die Gießlinge wurden in üblicher Weise angelassen, um schwarzen Temperguß zu erhalten. Die erste Stufe der Temperkohleabscheidung wurde durch eine Wärmebehandlung von 8 Stunden bei einer Temperatur von 921'C durchgeführt. Die Gießlinge wurden dann auf 771'C während etwa 2 Stunden und hierauf langsam von 771 auf 682'C mit einer Geschwindigkeit von 5,56'C pro Stunde abgekühlt. Sobald die Gießlinge genug abgekühlt waren, um bearbeitet zu werden, wurde ein Ring aus einem Gießling hergestellt, der um ein Gerät gebogen wurde, mit dem die magnetische Flußdichte gemessen werden konnte. Dieses Gerät wird in der »ASTM speeification Nr. 341-49-4-B«zum Testen von forromagnetischen Metallen verwendet.

Die Tempergußstücke, die aus den oben definierten Zusammensetzungen bestehen und durch eine Wärmebehandlung für schwarzen Temperguß, wie sie beispielsweise oben beschrieben wurde, vergütet wurden, besitzen eine Permeabilität, die an die von Stahl SAE 1008 (maximal 0,10 C; 0,25 bis 0,50 Mii; maximal 0,040 P; maximal 0,050 S) heranreicht. Vergleichsversuche mit bekannten Tempergußeisen und schwarzem Temperguß nach dieser Erfindung sowie mit Stahl SAE 1008 wurden durchgeführt. Die Werte sind in der Figur aufgetragen. Diese Vergleichsversuche zeigen, daß der erfindungsgemäß zu verwendende schwarze Temperguß eine Permeabilität von z. B. 2200 G/Oe besitzt, die der von üblichem Temperguß mit z. B. 1750 G/Oe überlegen ist.

In der Figur werden für die nachfolgend aufgeführten Materialien folgende Bezeichnungen verwendet:

Kurve 1 Material 1 C si M, s Mg

A Temperguß nach dieser Erfindung ...... 2,14 2,62 0,28 0,003 0,048

* Temperguß nach dieser Erfindung ...... 2,29 2,55 0,28 0,005 0,046

* herkömmlicher Weichguß Sorte B

(Conventional Grade B Malleable) ... 2,45 1,10 0,40 0,115 keines

* herkömmlicher Weichguß Sorte B

(Conventional Grade B Malleable) .... 2,50 1,20 0,42 0,135 keines

* Stahl SAE 1008 (SAE 1008 steel) ........ max. - 0,25 max. keines

0,10 bis 0,050

* herkömmlicher Weichgaß Sorte A 0,50

(Conventional Grade A Malleable) ... 2,18 1,52 0,30 0,063 keines

Der nach dieser Erfindung zu verwendende schwarze Temperguß hat sich als ausreichend für die Herstellung von Wechselstromerzeugern für Personenfahrzeuge, Lastkraftwagen u. dgl. erwiesen. Hierfür war Gußeisen bisher nicht geeignet.

Es ist wichtig, daß der Temperguß nach dem Anlassen nicht kalt bearbeitet wird. Wenn eine Kaltbearbeitung des Werkstücks nach der Wärmebehandlung erfolgt, muß es wiederum angelassen werden, so daß die gesamte Kornstruktur, die sich durch die Bearbeitung verändert hat, wiederhergestellt wird und der Kohlenstoff zu Temperkohle während der Wärmebehandlung nach dem Gießen umgewandelt wird.

Claims

Patentanspruch: Verwendung von schwarzem Temperguß, bestehend aus 1,75 bis 2,3 0/" vorzugsweise 1,9 bis 2,15 0/, Kohlenstoff, 2 bis 4 0/" vorzugsweise 2,5 bis 3,5 0/0 Silizium, bis 0,02 0/0, vorzugsweise bis 0,008 0/, Schwefel, bis 0,05 0/, Phosphor, bis 0,4 0/" vorzugsweise bis 0,30/, Mangan, 0,025 bis 0,05% Magnesium, Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen, als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen, die eine hohe magnetische Permeabilität aufweisen müssen.