DE1911024C3

DE1911024C3 - Verfahren zur Herstellung eines Gusseisens mit ueberwiegend Vermicular-Graphit

Info

Publication number: DE1911024C3
Application number: DE19691911024
Authority: DE
Inventors: Roland Dr-Ing Hummer; Erich Dipl-Ing Nechtelberger; Wolfgang Dr-Ing Thury
Original assignee: BREMANGER SMELTEVERK
Current assignee: Elkem ASA
Priority date: 1968-05-03
Filing date: 1969-03-04
Publication date: 1973-07-12
Also published as: DE1911024B2; FR2007780B1; CH527906A; AT290592B; GB1268706A; DE1911024A1; FR2007780A1; SE357002B

Description

Calciumcarbid desoxydicrten und entschwefelten Gußeisen mit einem Schwefelgehalt kleiner als 0,003 etwa 0,05% Seltenerdmetalle, beispielsweise in Form von Cermischmetall zu, dann kann ein Gußeisen mit Vermicular-Graphit erhalten bleiben, wenn sorgfältig umgeschmolzen wird, ohne daß zu viel Sauerstoff zutreten kann. Dieses Gußeisen mit Vermicular-Graphit ist daher umschmelzbeständig, d. h., es kann beim Umschmelzen ohne jede Nachbehandlung wieder erhalten werden.

Zu große Mengen an Seltenerdmetallen sollen nicht zugesetzt werden. Sie haben nachteilige Einflüsse auf das Grundgefüge, da sie die Perlit- und Zementitbildung fördern. Die Entstehung von Kugelgraphit an Stelle von Vermicular-Graphit braucht nicht befürchtet zu werden. Es sind zwar Veröffentlichungen bekannt, denen zufolge ein Gußeisen mit Kugelgraphit allein durch Zusatz von Seltenerdmetallen ohne Magnesium entstehen kann. Eigene Versuche haben aber gezeigt, daß das nur unter bestimmten Bedingungen der FaSi ist. Seltenerdmetalle dienen bei Gußeisen mit Kugelgraphit hauptsächlich dem Zweck, die nachteiligen

to Einflüsse sogenannter Störelemente zu kompensieren. Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.
Hierbei wurden nachstehende Materialien verwendet:

	4,09 ~100	7oSi	7oMn	7oP	7oS	7« Ze«)
OB-Roheisen	0,45 76,4	0,01	< 0,025	0,016	99,6
Grsphitgrieß
Inipf-FeSi*)
Cer-Mischmetall·)

*) 1007. Ze = 48,77, Ce, Rest andere Seltenerdrraetalle

^ä) stückig

') Körnung Qfi bis ? nun

*) auf Monazittasis

Beispiel 1

Schmelzofen:
90-kg-M.F.-Induktionsofen, sauer zugestellt

Einsatz:

97,54^β/_β Roii)Cw«R
2,46% FeSi

Behandlung:

Gemisch von 2% CaC₁ + 0,2% CaF₃ in vier Partien bei 1420°C eingerührt. 0,05% Cer-Mischmetall zugesetzt In Masselkokillen ausgegossen. Massel in Graphiitiegel eines 25-kg-M.F.-Induktionsofens umgeschmolzen. Auf 1420⁰C überhitzt. Mit 0,7% Impf-Fe-Si geimpft und gegossen.

Ergebnisse: Υ-2-Prcbe mit 25 mm Wanddicke

Zusammensetzung

7.C	7oSi	7oMn	7.P	V. S
3,64	2,81	0,02	0,013	0,003

Gefüge

Graphitform: 7.0% K, +L + M, 90% P
GrundgefSge: 9J% Ferrit, 5% Perlit
Mechanische Eigenschaften:

Zugfestigkeit 35,0 kp/mm^s,

Streckgrenze 27,4kp/mm^s,

Dehnung 4,8%·

Claims

Graphitlameilen, die zueinander größeren Abstand Patentansprüche: haben als man es von Lamellengraphii gewohnt ist. Lange Zeit empfand man das Auftreten dieser

1. Verfahren zur Herstellung eines Gußeisens Graphitsorte nur als störend, weil sie immer dann mit überwiegend VermikuSargraphit unter Zusatz 5 entstand, wenn bei der Erzeugung von Gußeisen mit von Seltenerdmetallen, dadurch gekenn- Kugelgraphit mit zu wenig Magnesium behandelt zeichnet, daß ein mit Calciumcarbid des- wurde oder wenn Elemente zugegen waren, die die oxydiertes und auf einen Schwefelgehalt von Ausbildung von Graphitkugeln stören. Erst seit kleiner als 0,003% entschwefeltes Gußeisen mit kurzem beginnt man zu erkennen, daß die gezielte 0,03 bis 0,10% Seltenerdmetallen versetzt, mit io Herstellung eines Gußeisens mit diesem Vcnnicular-Fe—Si geimpft und anschließend vergossen wird. Graphit Vorteile haben kann. Verschiedene gieß-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- technische Nachteile, wie sie Gußeisen mit Kugelzeichnet, daß die vorherige Desoxydation und graphit besitzt, fallen fast ganz weg. Die mechanischen Entschwefelung mit Calciumcarbid in Form von Festigkeitswerte liegen zwischen denen von Grauguß Grieß vorgenommen wird, dem zur Erhöhung 15 und Gußeisen mit Kugelgraphit. Dies zeigen auch die der Wirksamkeit 10% Flußspat zugegeben werden Beispiele.

können. ' Außerdem ist das Dämpfungsvermögen von GuS-

^Λ Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch eisen mit Vermicular-Graphit ähnlicher dem von

gekennzeichnet, daß die Seltenerdmetalle in Form Grauguß als dem von Gußeisen mit Kugelgraphit

von Cer-Mischmetall zugesetzt werden. 30 Die Wärmeleitfähigkeit liegt ebenfalls zwischen diesen

beiden Gußeisensorten.
Aus der britischen Patentschrift 1069058 (Inter-

national Nickel Ltd.) ist die Herstellung von Gußeisen

mit Vermicular-Graphit durch gleichzeitige Zugabe

35 kleiner Msngen von Magnesium, Titan und Selten-

erdmetalien bekannt. Man geht dabei bewußt !»ο vor

Die Erfindung betrifft die Erzeugung eines Guß- wie bei der Herstellung von Gußeisen mit Kugcleisens mit einer überwiegend besonderen Graphitform, graohit, gibt jedoch ungenügend große Mengen sn dem sogenannten Vermicular- oder Wurmgraphit. Magnesium und Seltenerdmetallen und obendrein Der Begriff »Vermicular-Graphitt wird hier in gleichem 30 als Störelement Titan zu.

Sinn gebraucht wie von C.K.D.noho, Modern Das erfindiingsgemäße Verfahren zur Herstellung

Castings 40 (juli 1961), S. 65 bis 71. eines Gußeisens mit überwiegend Venniculargraphii

Unter Grauguß versteht man ein Gußeisen -it unter Zusatz von SeltenerdmetaUen, dadurch gekennregellos verteiltem, lamellarem Graphit oder B. λ- zeichnet, daß ein mit Calciumcarbid desoxydiertes graphit. Grauguß hat manche Vorteile. Er ist vor 35 und aJif eipjn Schwefelgehali von kleiner ab 0,003% allem gut gießbar, da er ein gutes Fließvermögen entschwebtes Gußeisen mit 0,03 bis 0,10% Seltenbesitzt und kaum zur Bildung von Schwindungs- erdmetallen versetzt, mit Fe—Si geimpft und anhohlräumen neigt Nachteilig ist die geringe Zähigkeit, schließend vergossen wird. Vorzugsweise werden etwa was seine Ursache in der unregelmäßigen, zum Tsil 0,05 Gewichtsprozent Seltenerdmetalle zugesetzt
verzweigten Form des Iamellaren Graphits hat 40 Das Calciumsulfid verschlackt sehr leicht, so daß Wesentlich bessere mechanische Eigenschaften, be- der Schwefel tatsächlich aus dem Eisen entfernt wird, sonders bessere Zähigkeit, besitzt ein Gußeisen mit Man kann zu Schwefelgehrlten kleiner «1s 0,002% Kugelgraphit Allerdings sind die Gießeigenschaften gelangen. Diese Art der Entschwefelung ist in der schlechter als bei Grauguß. Das Fließvermögen ist österreichischen Patentschrift 263 833 beschrieben, geringer und die Neigung zur Bildung von Schwin- 45 Auch F. Kraemer, J. Motz und K. Röhrig dungshohlräumen macht eine besondere Gießtechnik beschreiben in der Zeitschrift »Gießerei« 55 (1968), 7, erforderlich. Außerdem hat Gußeisen mit Kugel- S. 145 bis 149 ein bewährtes technisches Verfahren zu .graphit ein schlechteres Dämpfungsvermögen .ils einer weitgehenden Entschwefelung von Gußeisen nut Grauguß. Bekanntlich gelingt es durch Zugabe Calcümcarbid. Demgegenüber verbleiben bei der beispielsweise von Magnesium, aus Gußeisen, das 50 Entschwefelung mit anderen Mitteln, beispielsweise frei von bestimmten Störelementen ist, Guße-'sen mit mit Magnesium, die Sulfide zu einem beträchtlichen Kugelgraphit zu erzeugen. Teil im biseu. Beim Aostehen der Schmelze oder beim

Es ist seit langem bekannt, daß es außer lamellarem Umschmelzen des Gußeisens kann der Sulfidschwefel Graphit und Kugelgraphit auch andere Ausbildungs- durch Reaktion von Sauerstoff in Freiheit gesetzt formen des Graphits im G.ißeisen gibt. Richtreihen 55 werden und eine Rückaufschwefelung des Gußeisern nach ASTM sowie nach Empfehlungen des Vereins ist die Folge. Der gleiche Nachteil kann sich durch Deutscher Gießercfachleu'e erlauben eine Charakteri- Reaktion der Sulfide mit der Ofenzustellung einstellen, sierung der Graphitform. Die Entschwefelung mit Magnesium ist außerdem

Man hat beobachtet, daß bei fehlerhafter Erzeugung nachteilig, wenn man Gußeisen mit Vermicular-Gravon Gußeisen mit Kugelgraphit unter anderem eine 60 phit erzeugen will, weil Magnesium die Kugelgraphit-Graphitsorte auftreten kann, die C. K. D ο η ο h ο bildung fördert. Man wäre dann gezwungen, zusätzlich als »Vermicular-Graphii« oder »Wurm-Graphit« be- ein Störelement zuzufügen, das diese Wirkung des zeichnet. In den Richtlinien des Vereins Deutsche Magnesiums aufhebt. Diesen Weg lehrt die erwähnte Gießereifachleule wird diese Ausbildungsform als britische Patentschrift 1 069 058, derzufolge für die P-Graphit bezeichnet, während ihr D ο η ο h ο in 65 Erzeugung von Gußeisen mit Vermicuiar-Graphit genannter Veröffentlichung '<<· Ziffer IH zuordnet. d^;j drei Elemente Magnesium, Titan und Seltenerden Dieser Ve micular-Graphit besteht aus abgerundeten, gemeinsam erforderlich sind,
gedrungerfen und meistens unverzweigten, sehr kurzen Setzt man hingegen erfindungsgemäß einem mit