DE2029443B2

DE2029443B2 - Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung des erstarrungsverhaltens von schweren, dickwandigen gusstuecken aus eisen-kohlenstoff-legierungen

Info

Publication number: DE2029443B2
Application number: DE19702029443
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr Ing 4030 Ratin gen Just Jürgen Dipl Ing 4300 Essen Schneiders Wilfried Dipl Ing 4650 Gelsenkirchen Motz
Original assignee: Rheinstahl Hüttenwerke AG, 4300 Essen
Priority date: 1970-06-15
Filing date: 1970-06-15
Publication date: 1973-06-14
Also published as: DE2029443C3; DE2029443A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Erstarrungsvorgangs von schweren, dickwandigen Gußstücken aus Eisen-

Kohlenstoff-Legierungen in wenigstens zum Teil aus unmagnetischen Stoffen bestehenden Formen durch Einwirkung räumlich fortschreitender elektromagnetischer Felder von wechselnder Richtung.

Ein derartiges Verfahren wird nach der deutschen

Patentschrift 307 225 angewandt, um den Stahl in der Gießform zu entgasen und um eine gute Durchmischung zu erzielen, was zu einer Qualitätssteigerung des Blockes führen soll. Die Schmelze nimmt dabei deü Ort des Rotors eines Drehstromläufermotors ein und wird dementsprechend durch das laufende Magnetfeld mitgenommen.

Eine Richtungsumkehr des fortschreitenden magnetischen Feldes wird durch Umschalten des Statorstromes bewirkt. Dieses Verfahren eignet sich zur Beeinflussung des Kristallisationsvorganges kleiner Schmelzen auf elektromagnetischem Wege. Die Anwendung magnetischer Felder bei der Herstellung kleiner Gußstücke ist des weiteren bekannt aus der deutschen Patentschrift 90 563, wonach beim Gießen ein Magnetstrom durch das Gußstück geführt wird. Nach den österreichischen Patentschriften 11 831 und 185 039 werden Gußstücke durch Magnetfelder beeinflußt, wobei nach der erstgenannten Schrift zuerst mit Wechselstrom und bei Abkühlen mit Gleichstrom gearbeitet werden soll und nach der zweitgenannten die Schmelze durch ein stoßartig in Intervallen einwirkendes Kraftfeld Bewegungsimpulse erhalten soll. Die mit stationären oder statischen Magnetfeldern arbeitenden Verfahren zur elektromagnetischen Beeinfassung der Erstarrung sind kaum wirksam und eignen sich nicht für die Behandlung schwerer dickwandiger Gußstücke.

Die deutsche Patentschrift 311295, die schweizerische Patentschrift 250 424, das deutsche Gebrauchsmuster 6 930 213, die österreichischen Patentschriften 186 789, 188 453, 189751, 196077, 200 296 und die USA.-Patentschrift 2 963 758 betreffen die Beeinflussung von stranggegossenen Erzeugnissen, bei denen zumindest in einer Dimension ein geringer Abstand der Oberfläche vom schmelzflüssigen Teil des Gußstückes vorliegt und bei denen die Behandlung mit elektromagnetischen Feldern auch außerhalb der Kokille nach dem Abzug erfolgen kann. Dabei werden nach iLt USA.-Patentschrift auch dicke Blöcke, und zwar mit einem Drehfeld behandelt. Die britische Patentschrift 722 305 betrifft ein austenitisches Kokillenmaterial und die USA.-Patentschrift 1 059 083 die Trennung einer dispergierten Phase, die in einer elektrisch leitenden Phase eingebettet ist, mit Hilfe elektromagnetischer Kräfte. Nach der bereits zitierten österreichischen Patentschrift 186 789 wird für das herkömmliche Gießverfahren auch die Anwendung eines in Längsrichtung

des Blockes verlaufenden Feldes vorgeschlagen. Die Schwierigkeit bezüglich des Eindringen! des Magnetfeldes durch die Kokille und durch die bereits erstarrte Schicht in dem Block soll durch Anwendung von bedeutend stärkeren Magnetfeldern als beim kontinuierlichen Gießen in als aufwendig bezeichneter Weise überwunden werden.

In »Transactions of the Metallurgical Soc. of AIME«, Oktober 1961, S. 993 bis 1001, wurde über den günstigen Einfluß eines Drehfeldes beim Gießen von kleinen Blöcken in Kokillen mit 100 und 110 mm Innendurchmesser berichtet. Es konnte eine wesentliche Kornverfeinerung, insbesondere bei zur Grobkornbildung neigenden austenitischen Stählen, erreicht werden. Es ist auch schon angeregt worden, ebene elektromagnetische Induktoren, iie ein Wanderfeld erzeugen, beim Gießen von Turbinenschaufeln einzusetzen (A. L. Verte, Elektromagnitnaja raslivka i obrabotka sigkogo metalla, Verlag Metallurgia, Moskau 1967, deutsche Übersetzung. Gc-Seilschaft zur Förderung der Eisenhüttentechnik GmbH, Düsseldorf, »Die elektromagnetische Technik beim Gießen und bei der Behandlung flüssiger Metalle«). Nach Bild 49 dieser Veröffentlichung und dem zugehörigen Text soll der Induktor das am dünneren Ende schneller abgekühlte Metall abtransportieren und es mit dem noch wärmeren Metall mischen, wobei flüssiges Metall durch die Verminderung der Speiser eingespart werden soll und auch die Schwindungsporosität und Blasen verminderl werden sollen. Durch die gleiche Veröffentlichung, Bild 50 und zugehöriger Text, ist ein Vorschlag bekannt, die Kristallisation großer Gußslücke zu beeinflussen. Dabei soll flüssiges Metall zwischen dem Gußkörper und einem Behälter zirkulieren, der mit dem Gußstück durch die Kanäle zweier Induktionspumpen verbunden ist. Diese Einrichtung ist jedoch unvorteilhaft. Die dünnen Pumpkanäle ermöglichen eine Beeinflussung des Gußstückes nur für kurze Zeit nach Erstarrungsbeginn, da das Metall dann sehr schnell in den engen Kanälen erstarrt. Die durch die Behandlung zu beseitigenden Gießfehler dagegen treten erst in einem späteren Stadium der Erstarrung auf, in dem die Vorrichtung nicht mehr aktionsfähig ist. Des weiteren ist das Abnehmen des Induktorblockes und die Trennung vom Gußstück sowie die Entfernung des erstarrten Metalls aus den Induktorkanälen sehr aufwendig. An gleicher Stelle wird noch der Hinweis gegeben, bei unmittelbarem Anbringen von Induktoren am Gußstück solle man die dickeren Stellen des Gußstückes wählen, da der Induktor dort länger auf den Kristallisationsvorgang einwirken könne.

Die bekannten Einrichtungen zur elektromagnetischen Beeinflussung der Erstarrung Hüssiger Metalle sind außer für Strangguß nur für relativ kleine Stahlgußteile angewendet worden und eignen sich wegen der meist verwendeten hohen Frequenzen von 50 Hertz wegen der geringen Eindringtiefe der elektromagnetischen Wellen in Stahl nicht für die Behandlung von schweren, dickwandigen Gußstücken aus Eisen-Kohlenstoff-Legierungen.

Bei der Erstarrung derartiger Gußstücke unterscheidet man im allgemeinen drei Kristallisationszonen, und zwar in unmittelbarer Nähe der Form- wand einen schmalen Bereich feiner, regellos orientiener, globulitischer Kristalle, einen sich daran anschließenden Bereich stengeiförmiger Kristalle mit bevorzugter Wachstumsrichtung vom Rand zur Mitte hin, die mit zunehmender Entfernung von der Wand größer und dendritisch verästelt werden, und schließlich im Kern die ausgedehnteste Zone von globulitischen oder dendritischen Kristallen mit ungeordneter Orientierung. Dabei treten vor allem i:m Übergangsbereich zwischen der gerichtet erstarrten Randzone und dem ungeordnet erstarrten Kern Anreicherungen z. B. von Phosphor und Schwefel in Verbindung mit Fehlstellen auf, die auf nicht mehr speisbare interdendritische Hohlräume und Gaskanäle zurückzuführen sind. Die Übergangszone zeigt dementsprechend bei mechanisch-technologischen Prüfungen einen deutlichen Abfall in den Verformungseigenschaften. Außerdem können die hier vorliegenden Fehlstellen bei der spanenden Verformung angeschnitten werden und eine Nachbehandlung erforderlich machen oder zum Ausfall des Stückes führen. Bei großen Schmiedeblöcken sind nicht nur die Steigerungserscheinungen, sondern auch die als Fußsand bekannte Abscheidung nichtmetallischer Einschlüsse im Fußteil des Blockes ein wesentlicher Ausschußfaktor.

Versuche, das Erstarrungsverhalten durch Impfen der Schmelze günstig zu beeinflussen, haben nur bis zu Wandstärken der Gußstücke von etwa 250 mm Erfolg gebracht. Bei größeren Wandstärken verläuft die Kristallisation derart langsam, daß wegen der zeitlichen Begrenzung der Impfwirkung der Behandlungseffekt vor hinreichendem Fortschreiten der Kristallisation abgeklungen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik wird die Aufgabe der Erfindung darin gesehen, bei schweren, dickwandigen Gußstücken aus Eisen-KohlenstotF-Legierungen den normalen Erstarrungsverlauf dahingehend zu beeinflussen, daß die Übergangszone unterdrückt und eine möglichst feinkörnige, gleichachsige Kristallausbildung erzielt wird und daß die nichtmetallischen Einschlüsse gleichmäßig über das Gußstück verteilt sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung gelöst durch die Kombination folgender, zum Teil an sich bekannter Merkmale:

a) daß die Gußstücke mit einem oder mehreren linear fortschreitenden elektromagnetischen Wanderfeldern mit einer Frequenz zwischen 0.5 und 10 Hertz, mit einer Wellenlänge von über 0,8 m behandelt werden, daß

b) die Richtung des Wanderns des oder der Wanderfelder periodisch geändert wird und daß

c) die Behandlung der Gußstücke mit den Wanderfeldern nach Erstarrung einer Randschicht beginnt und vor dem Ende der Erstarrung abgeschlossen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch die Frequenz zwischen 0,5 und 10 Hz und die Wellenlänge von über 0,8 m Eindringtiefen der elektromagnetischen Wellen über 10 bis 100 cm und eine genügend große Rührgeschwindigkeit und somit eine Beeinflussung der dickwandigen Gußstücke zu einem solch späten Zeitpunkt des Erstarrungsverlaufes, bei dem es zum Auftreten der oben beschriebenen Fehlstellen kommt. Dadurch, daß in diesem Bereich noch eine kräftige Strömung aufgezwungen werden kann, findet ein verstärkter Materialtransport statt, der ein Vielfaches des Diffusions- und Naturkonvektionstranspories ausmacht. Hierdurch werden die

Temperatur und Konzentrationsgradienten innerhalb mischen und Anschweißungen bei metallischen Forder Restschmelze abgebaut. Das macht das Auftre- men führen. Zur Verhinderung derartiger Schaden ten der konstitutionellen Unterkühlung und als deren schlägt die Erfindung vor, daß die Behandlung des Folge die Ausbildung einer fehlerhaften Übergangs- Gußstückes mit dem oder den elektromagnetischen zone unwahrscheinlicher. Durch die verstärkte Be- 5 Wanderfeldern erst dann beginnt, wenn die erstarrte wegung werden vorschießende Dendriten umgeknickt Randschicht eine Dicke von mindestens 10 bis 20 mm und abgebrochen. Besonders die abgebrochenen erreicht hat.

Dendriten dürften in der Kernzone keimwirksam sein Die Beeinflussung der Kristallisation soll nur so

und bewirken ein feines Gefüge. Beide Einflüsse be- lange fortgeführt werden, wie bei unbeeinflußtem wirken eine gleichmäßige Verteilung der nichtmetal- io Gefüge die fehleranfällige Übergangszone auftreten lischen Einschlüsse. Insbesondere wird deren An- würde. Bei Überschreiten dieser Zone soll die spezisammlung im Blockfuß großer Schmiedeblöcke ver- fische Rührkraft allmählich auf Null zurückgeregelt mieden. werden. Eine elektroinduktive Beeinflussung auch

Die bisher besprochenen Maßnahmen unter a) in den Bereich der gleichachsigen Kristallisation sollten erwartungsgemäß ausreichen, um die den- 15 hinein würde folgende Nachteile mit sich bringen, dritische Erstarrung und die Ausbildung einer Über- Statt der sonst hier globulitisch ablaufenden Krigangszone zu vermeiden. Versuche der Anmelderin stallisation würde die glattwandige langsam in eine haben jedoch ergeben, daß trotz einer gewissen Ver- rauhwandige Erstarrung übergehen und zu den Nachbesserung diese Fehler immer noch, wenn auch in teilen führen, die in der vorherliegenden Erstarverringertem Umfang, auftraten. Es hat sich nun ge- 20 rungszone durch die Behandlung vermieden worden zeigt, daß bei der erfindungsgemäßen periodischen sind. Die Restschmelze würde sich derartig mit den Änderung der Richtung des Wanderfeldes nach b), Elementen anreichern, die die Liquidustemperaturen durch die zusätzlich eine gewisse Turbulenz erreicht absenken, daß besonders bei großen Gußstücken un- und die Einstellung stationärer Bedingungen verhin- tragbare Konzentrationsunterschiede zwischen Randdert wird, in allen Fällen befriedigend fehlerfreie as und Kernzone auftreten würden. Durch das lang-Gußstücke erzeugt werden konnten. same Zurückregeln der spezifischen Rührkraft wird

Dadurch, daß die Behandlung mit den Wanderfei- ein scharfer Übergang zwischen beeinflußter und dem nach c) nach Erstarrung einer Randschicht be- unbeeinflußter Primärgefügeausbildung mit entginnt, wird verhindert, daß die Form durch die strö- sprechend unterschiedlichen Eigenschaften vermiemende Eisen-Kohlenstoff-Legierung beschädigt wird, 30 den. Möglichst gleichmäßige Eigenschaften über den was zu Schaden in der Oberfläche der Gußstücke füh- Gesamtquerschnitt des Gußstückes können dadurch ren kann. Sie soll vor dem Ende der Erstarrung ab- erreicht werden, daß die Behandlungszeit mit den geschlossen werden, um eine zu starke Anreicherung elektromagnetischen Wanderfeldern maximal 50" 0 der seigernden Elemente in der Mitte des Gußstückes der Gesamterstarrungszeit des Gußstückes beträgt. zu vermeiden. 35 Zur Beeinflussung des Erstarrungsverhaltens von

Eine sichere Beeinflussung des Erstarrungsver- schweren Schmiedeblöcken hat sich eine Vorrichtung haltens der Gußstücke bei geringem apparativem als vorteilhaft erwiesen, die aus einer Eisenkokille Aufwand ist dadurch erreichbar, daß die elektro- und einem ein elektromagnetisches Wanderfcld ermagnetischen Wanderfelder an der fortschreitenden zeugenden Induktor besteht, wobei der Induktor be-Erstarrungsfront eine spezifische Rührkraft von 5 bis 4° züglich der Wanderrichtung des Feldes parallel zur 600 Newton je qm, vorzugsweise zwischen 20 und Kokillenachse und bevorzugt überwiegend im unteren 150 Newton je qm. erzeugen. Diese Rührkraft kann Bereich der Kokille angeordnet ist und der dom Innach der folgenden bekannten Formel berechnet duktor gegenüberliegende Bereich der Kokiiic uns werden ^ nicht ferromagnetischem Material, der übrige Be-

,, _ ί μ - VY ^{45 reich aus} feTomagnetischem Gußeisen besteht. Die

/ - μ₀ n_oe . mehrteilige Kokille wird durch Bandagen zusammen

gehalten. Das auf diese Weise gebildete Fenster au*

Dabei ist /' die spezifische Rührkraft (in nicht ferromagnetischem Material ermöglicht da= Newton/qm) in der Schmelze in einem Abstand y Eindringen des elektromagnetischen WanderfeHes. (in m) von der Spulenoberfläche, wenn die magneti- 50 Als solches Material kommen ζ B austeniti-ehe sehe Feldstärke an der SpulenoberflächeH₀ (in A/m) Stähle, Gußeisenwerkstoffe oder Kupferlegierung beträgt und τ die Polteilung des Induktors (in m) ist. sowie Massen oder Steine aus Graphit oder Keramik H₀ ist die Induktionskonstante = An- 10-⁷H/m. Die in Frage. Durch die Anordnung des Induktors /um Polteilung r der Rührspule ist gleich der halben WeI- Blockfuß hin wird in diesem Bereich eine verstärkt lenlänge der fortschreitenden elektromagnetischen 55 Strömung herbeigeführt, die nichtmetallische F.in-Welle. Versuche der Anmelderin haben gezeigt, daß Schlüsse gemeinsam mit dendritischen Kristallen vom es vorteilhaft ist, beim Vorrücken der Erstarrungs- Fuß des Blockes, der besonders störanfällig be/>>front durch allmähliche Steigerung der Stromstärke lieh der Anhäufung nichtmetallischer Einschlüsse ist. im Induktor einen Abfall der spezifischen Rührkraft wegtransportiert.

an der Erstarrungsfront auf unter 5 bzw. 20 Newton 60 Für die Behandlung von Formgußstücken empje qm zu vermeiden. fiehlt die Erfindung eine Vorrichtung aus einer kera-

Im einzelnen kann die Erfindung wie folgt vorteil- mischen Form, die von aus Einzelteilen zusammcn- haft ausgestaltet sein: gesetzten Formkästen umgeben ist. und aus einem

Eine zu frühzeitige starke Bewegung der flussigen ein elektromagnetisches Wanderfeld erzeugenden In- Eisen-Kohlenstoff-Legierung kann dazu führen, daß 6₅ duktor. Dabei bestehen nur die im Bereich des clek- die bereits erstarrte Randschale des Gußstückes tromagnetischen Wanderfeldes befindlichen Teile der wieder aufschmilzt. Dies kann zu Schäden in der Formkästen aus nicht ferromagnetischem Material. Haut des Gußstuckes und zu Durchbrachen bei kera- die übrigen sind aus Gußeisen Das ermöglicht bei

Geringhaltung der Aufwendungen für die Formkästen einen guten Wirkungsgrad des Induktors.

Zur Erleichterung des Anpassens der elektromagnetischen Rührvorrichtung an die Form der Gußslücke besteht der Induktor mit Eisenjoch aus mehreren, gegeneinander beweglichen Teilen. Dabei kann ein guter magnetischer Schluß zwischen den Einzelteilen der Spulen dadurch erreicht werden, daß die Eisenjoche der einzelnen, gegeneinander beweglichen Teile zahnförmig ineinandergreifen und um eine die Zähne durchsetzende Achse klappbar sind. Eine noch bessere Beweglichkeit, allerdings unter Inkaufnahme von größeren magnetischen Verlusten, erreicht man, wenn man die Einzelteile der Induktoren ohne verbindenden Eisenkern am Gußstück anordnet.

Im folgenden soll an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben werden. Es zeigt im einzelnen

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Behandlung von Schmiedeblöcken in seitlicher Ansicht, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 eine Ansicht von oben, teilweise im Schnitt, der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 das Verfahren zur Beeinflussung des Erstarrungsvorganges bei einem Hammerbären,

F i g. 4 eine Rührspule aus zwei gegeneinander beweglichen Teilen,

Fig. 5 eine senkrechte Ansicht zu Fig. 4,

F i g. 6 und 7 die Anpassung von Rührspulen mit beweglichen Einzelteilen einer anderen Ausführungsform an ein im Querschnitt rechteckiges und an ein im Querschnitt kreisförmiges Gußstück,

F i g. 8 die Behandlung eines großen Laufrings,

F i g. 9 einen teilweisen, senkrechten Schnitt nach AB entsprechend Fig. 8,

Fig. 10 die Behandlung eines Kurbelwellenhubes, teilweise im Schnitt,

Fig. 11 eine zu Fig. 10 senkrechte Ansicht.

Nach Fig. 1 wird ein Verfahren zur Beeinflussung der Erstarrung von Gußstücken aus Eisenlegierungen in wenigstens zum Teil aus unmagnetischen Stoffen bestehenden Formen durch Einwirken räumlich fortschreitender elektromagnetischer Felder von wechselnder Richtung ausgeführt. Dabei wird das schwere dickwandige Gußstück 1 nach Erstarren einer Randschicht 2 mit einem linear fortschreitenden elektromagnetischen Wanderfeld behandelt, das von einem Induktor 3 erzeugt wird und eine Frequenz von 0,5 Hz hat. Die Polteilung der Spule 3 beträgt 2 m, dementsprechend die Wellenlänge der elektromagnetischen Welle 4 m. Der Induktor 3 arbeitet mit zwei Stromkreisen 31 (Leitungen voll ausgezeichnet) bzw. 32 (Leitungen strichliert), in denen je ein Satz von vier Spulen 33, 34, 35, 36 bzw. zwei Spulen 37, 38 zusammengeschaltet ist. Die beiden bei 31 bzw. 32 eingespeisten Wechselströme haben eine Phasenverschiebung von rund 90° gegeneinander. Die Richtung des Wanderns des elektromagnetischen Wanderfeldes ist parallel zur Blockachse 4. Die Richtung des Wanderns des Feldes wird periodisch alle 2 Minuten geändert. Der der Rührspule 3 gegenüberliegende Bereich der Kokille 5 ist aus austenitischem Stahl 6 (in Fig. 2 strichliert gezeichnet), der übrige Bereich 7 aus ferromagnetischem Gußeisen.

Fig. 3 zeigt die Behandlung eines liegend gegossenen oberen Hammerbären 8, 9 in einer keramischen Form 10, dabei wird der Induktor 11, der am Schaft 8 des Hammerbären anliegt, mit geringerer Leistung beaufschlagt als der Induktor 12, der am größervolumigen Kopf 9 des Hammeibären anliegt. Aul diese Weise erreicht man eine gleichmäßige spezifische Rührkraft im gesamten Gußstück.

Der Induktor nach den F i g. 4 und 5 besteht aus zwei gegeneinander beweglichen Teilen 13, 14 deren

ίο Eisenjoche zahnförmig ineinandergreifen (15, 16) und die um eine die Zähne durchsetzende Achse 17 klappbar sind. Die Rührspulen nach F i g. 6 und 7 sind mehrteilig ohne verbindenden Eisenkern und darum besonders gut an verschiedene Gußstückformen anpaßbar, so an die im Querschnitt rechteckige Form 118 oder die im Querschnitt runde Form 19.

Nach Fig. 8 wird ein großes sperriges Gußstück, hier ein Laufring, mit zwei Induktoren 21, 22 behandelt. Deren Wanderfelder sind jeweils so geschaltet, daß sie gleichsinnig verlaufen, d. h., daß sie das Metall des Laufrings beide entweder im oder entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn fördern. Es ist von den Abmessungen der Induktoren und der Gußstücke abhängig, ob zur ausreichenden Beeinflussung der Erstarrung ein oder mehrere Induktoren eingesetzt werden müssen.

Die Fig. 10 und 11 zeigen die Behandlung eines Kurbelhubes 23 in zwei Ansichten. Die Betriebs- und Untersuchungsergebnisse bei der Behandlung der Kurbelhübe sollen im folgenden angegeben werden.

Es wurde mit einem zweiphasigen Induktor mit

288 VA Leistung Kurbelhübe mit einem Gießgewicht von 26 t behandelt. Die Hübe waren dabei in Kastensätzen geformt, deren im Wirkungsbereich des Induktors 11 liegende Seite 24 und Stirnwände 25 aus austenitischem Stahl bestanden, um das Eindringen des elektromagnetischen Wanderfeldes durch die Kastenwände in das Gußstück 23 zu erleichtern. Die Fortbewegungsrichtung des elektromagnetischen Wanderfeldes wurde alle zwei Minuten geändert, die Rührleistung des Induktors von dem Beginn des Rührens von 5 kVA bis auf 110 kVA in Schritten gesteigert. Zum Aufbau einer genügend starken Randschale, die nicht etwa durch die verstärkte Bewegung der Restschmelze nach dem Beginn des Rührens wieder aufgelöst werden konnte, wurde mit der Behandlung erst 45 Minuten nach Gußende begonnen. Durch die Erhöhung der Rührleistung mit dem Fortschreiten der Erstarrung wurde eine annähernd konstante bzw. sogar eine geringe Steigerung der spezifischen Rührkraft vor allem im Bereich der zu entfernenden Schattenstreifen an der fortschreitenden Erstarrungsfront erreicht. Nach 7 Stunden Erstarrungszeit, bei einer Gesamterstarrungszeit von rund 24 Stunden, wurde die Induktorleistung innerhalb einer Stunde schrittweise bis auf Null zurückgereaelt. Dadurch wurde der Aufbau von Seigerungs- "und Konzentrationsunterschieden im Kern des Gußstücks vermieden. Baumannabdrücke und Primär^efügeätzungen an Platten, die zwischen dem Speiser 26 und dem eigentlichen Gußstück 23 entnommen wurden, zeigten erhebliche Verbesserungen gegenüber Proben, die aus unbehandelten gleichartigen Stücken stammten. Sie hatten feinkörnigeres Primär-

gefüge, kaum erkennbare Seigerungszonen und nur sehr vereinzelte Schattenstreifen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beeinflussung des Erstarrungsvorgangs von schweren, dickwandigen Gußstücken aus Eisen-Kohlenstoff-Legierungen in wenigstens zum Teil aus unmagnetischen Stoffen bestehenden Formen durch Einwirkung räumlich fortschreitender, elektromagnetischer Felder von wechselnder Richtung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, zum Teil an sich bekannter Merkmale:

a) daß die Gußstücke mit einem oder mehreren linear fortschreitenden elektromagnetischen Wanderfeldern mit einer Frequenz zwischen 0,5 und 10 Hertz, mit einer Wellenlänge von über 0,8 m behandelt werden, daß

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Gußstückes (1) mit den elektromagnetischen Wanderfeldern erst dann beginnt, wenn sich mindestens eine 10 bis 20 mm starke, erstarrte Randschicht (2) gebildet hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke nach dem Überschreiten der fehleranfälligen Teile des Gußstückes durch die Erstarrungsfront allmählich auf Null zurückgeregelt wird, wobei die Gesamtbehandlungszeit mit den elektromagnetischen Wanderfeldern maximal 50°Ό der Gesamterstarrungszeit des Gußstückes beträgt.

4. Vorrichtung zur Beeinflussung des Erstarrungsverhaltens von schweren Schmiedeblöcken nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aus einer Eisenkokille mit einem ein elektromagnetisches Wanderfeld erzeugenden Induktor, dadurch gekennzeichnet, daß der induktor (3) bezüglich der Wanderrichtung des Feldes parallel zur Blockachse (4) vorzugsweise überwiegend im unteren Teil der Kokille (5) angeordnet ist und der dem Induktor (3) gegenüberliegende Bereich der Kokille (5) aus nicht ferromagnetischem Material (6), der übrige Bereich (7) aus ferromagnetischem Gußeisen besteht.

5. Vorrichtung zur Beeinflussung des Erstarrungsverhaltens von schweren Formgußslücken nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aus einer keramischen Form, die von aus Einzelteilen zusammengesetzten Formkästen umgeben ist, und aus einem ein elektromagnetisches Wanderfeld erzeugenden Induktor, dadurch gekennzeichnet, daß nur die im Bereich des elektromagnetischen Wanderfeldes befindlichen Teile der Formkästen aus nicht ferromagnetischem Material bestehen.

6. Induktor mit Eisenjoch zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche T bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der induktor aus mehreren gegeneinander beweglichen Teilen (13, 14) besieht.

7. Induktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenjoche der einzelnen gegeneinander beweglichen Teile (13, 14) zahnförmig (15, 16) ineinandergreifen und um eine die Zähne durchsetzende Achse (17) klappbar sind.