DE213950C

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Publication number: DE213950C
Application number: DENDAT213950D
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KAISERLICHES

In dem Hauptpatent ist ein Verfahren beschrieben, den Kohlenstoffgehalt von Gußeisen dadurch herabzusetzen, daß man auf das geschmolzene Gußeisen geschmolzenes Natriumhydroxyd einwirken läßt.

Es wurde nun gefunden, daß es auch möglich ist, die Entkohlung des Gußeisens noch nach dem Gießen der Gußstücke vorzunehmen, wodurch gleichzeitig der Vorteil erreicht wird, daß die Gußstücke nachträglich nicht mehr zum Ausgleich der inneren Spannungen geglüht werden müssen, wie dies bekanntlich bei Stahlgußstücken unbedingt erforderlich ist. Es wurde außerdem gefunden, daß man bei Bedarf das fertige Gußstück auch vollständig entkohlen kann. Zur Durchführung des neuen Verfahrens bringt man die fertigen Gußstücke mit einem angenommen durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 3,5 Prozent in eine Retorte oder einen Muffelofen, in welchem sich geschmolzenes Natriumhydroxyd oder das Hydroxyd eines anderen Alkalimetalles, wie z. B Kaliumhydroxyd, in solcher Menge befindet, daß die Gußstücke von dem geschmolzenen Hydroxyd vollständig bedeckt sind. Die Temperatur des Ofens wird dann auf 1100 bis 1150⁰ C. gesteigert, und die Entkohlung geht bei dieser Temperatur sehr rasch vor sich. An der Retorte oder der Muffel des Ofens ist ein Sicherheitsventil angebracht, welches einen Druck von etwa 2 Atmosphären aushält. Übersteigt der Gasdruck in der Retorte diesen Druck, so wird das Ventil geöffnet, und die Gase strömen durch eine Kühlschlange in einen Behälter, der mit Ammoniak gefüllt ist und in dem sich das frei gewordene Natrium löst. Die nicht vom Ammoniak aufgenommenen Gase werden zur Heizung in den Ofen zurückgeführt. Die Erhaltung eines Überdruckes von etwa .2 Atmosphären ist wichtig, da hierdurch die Reaktion gefördert wird.

Will man z. B. die Entkohlung der Gußstücke von 3,5 Prozent auf etwa 1,5 Prozent Kohlenstoff durchführen, so muß man bei der oben angegebenen Temperatur etwa 2 Stunden erhitzen. Nach Ablauf dieser Zeit wird ein an der Retorte oder Muffel angebrachtes Ventil geöffnet und das überschüssige Natriumhydroxyd ablaufen gelassen. Hierauf läßt man die Retorte langsam erkalten und nimmt die Gußstücke heraus. Zum vollständigen Entkohlen von Gußstücken bis zu 20 mm Wandstärke braucht man etwa 6 Stunden. Das auf diese Weise entkohlte Eisen hat einen kristallinischen, glänzenden· Bruch, wie aus Tiegeln gegossener Flußstahl. Durch Abänderungen der Zeitdauer und der angewandten Temperatur kann die Entkohlung auch so geregelt werden, daß das fertige Erzeugnis nach dem Ausglühen feinem Stahlguß mit gleichen Qualitätsziffern gleicht.

Durch das neue Verfahren werden im /" wesentlichen gegenüber den bekannten Temper ., und sonstigen Entkohlungsverfahren die folgenden Vorteile erreicht:

i. Es können Gußstücke in den verwickeltsten

Claims

und feinsten Formen tadellos gegossen werden, was ja bekanntlich beim Gußeisen keine Schwierigkeiten bereitet, während Tiegelgüsse aus Flußstahl oder Stahlguß aus Siemens-Martin-Öfen u. dgl. wegen der auftretenden Spannungen und Lunker nur in einfacheren Formen gegossen werden können. Die erreichte Qualität ist trotzdem dieselbe wie bei Stahlgüssen.
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2. Um ein Gußstück mit .3,5 Prozent Kohlenstoff auf einen Qualitätsstahl mit 0,8 Prozent Kohlenstoff zu bringen, bedarf es nur einer Gesamtdauer von etwa 10 Stunden. Dagegen brauchen die jetzt angewandten Temperverfahren mindestes 7 Tage.
3. Die Gußstücke werden nicht deformiert, wie beim Tempern, bei welchem sie mit Desoxydationsmitteln in Kästen dicht verpackt sein müssen, weil sie sich beim Erhitzen nach allen Seiten frei ausdehnen können. Es wird hierdurch ein nochmaliges Erhitzen auf Rotglut und das Nachrichten erspart. Hierdurch können z. B. Motorzylinder mit den feinsten Rippen nach dem vorliegenden Verfahren in Stahlgußqualität hergestellt werden, während man bisher diese Artikel bekanntlich nur aus Gußeisen erzeugen konnte, weil sich diese Zylinder aus Stahl überhaupt nicht gießen ließen und die beim Tempern auftretenden Deformationen nicht ausgeglichen werden konnten.
4. Das beschriebene Entkohlungsverfahren ist auch billiger wie irgendein anderes bekanntes Verfahren, weil es durch seinen raschen Verlauf nur wenig Heizmaterial erfordert, und weil auch keine großen und verwickelten Anlagen erforderlich sind. Die Kosten für das angewandte Natriumhydroxyd werden hierbei vollständig durch das gewonnene Natriumhydroxyd sowie das Natriumcarbonat gedeckt.

Das Verfahren verläuft in der Weise, daß beim Untertauchen des Gußeisens in das rotglühende Natriumhydroxyd eine Verbindung des in der Eisenfläche enthaltenden Kohlenstoffes mit dem Natriumhydroxyd zu Natriumcarbonat eintritt, wobei Natrium frei wird. Sobald die äußere Hülle entkohlt ist, was schon bei etwa 750 ° C. erfolgt, steht die Entkohlung fast still, bis die Temperatur auf 1050 bis 1100⁰ gestiegen ist.¹ In diesem Augen

blick fängt das unter der kohlenstoffarmen Eisenhülle liegende noch stark kohlenhaltige Eisen an, breiig zu werden, und es wandert Kohle nach außen, die sich aber nicht mit dem kohlenstoffarmen Eisen, sondern mit dem 55 Natriumhydroxyd verbindet. Die Entkohlung schreitet in dieser Weise fort und die außen liegende, immer dicker werdende kohlenstoffarme Eisenhülle, deren Schmelztemperatur etwa 400⁰ höher liegt als die des kohlen- 60 haltigen Eisens, schützt das Gußstück vor dem Schmelzen und somit vor Deformation. Wenn man z. B. einen 30 mm dicken Rundstab nach 2 Stunden herausnimmt und durchbricht, so zeigt sich außen ein etwa 4 mm dicker 65 reiner kristallinischer Eisenbruch, und der Kohlenstoffgehalt nimmt von da nach dem Kerne zu. Wird der Stab aber langsam von 1000⁰ an abgekühlt, so verteilt sich die Kohle wieder vollständig und gleichmäßig über alle 70 Teile desselben.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß Gußeisen mit gebundener Kohle leichter zu entkohlen ist als graphithaltiges Eisen.

In der beschriebenen Weise können auch Gußstücke von großen Abmessungen, wie Zylinder und Maschinengestelle, so weit entkohlt werden, daß sie außen eine etwa 3 bis 5 mm dicke, weiche und zähe Eisenhaut besitzen. Hierdurch wird der in die Augen springende Vorteil erreicht, daß die Stücke viel wiederstandsfähiger gegen Bruch sind und für Schrauben, Muttern und andere Befestigungsteile eine viel geeignetere Angriffsfläche bieten wie sprödes Gußeisen.

Ρλτεντ-Αν spküche:

1. Verfahren zur Herabminderung des Kohlenstoffgehaltes von Gußstücken aus Gußeisen unter Benutzung des Verfahrens nach Patent 205210, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gußstücke in geschlossenen Retorten oder Muffelofen der Einwirkung geschmolzenen Alkalihydroxydes aussetzt.

2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren bei 1100 bis 1150⁰ C. ausgeführt wird.