DE2140022A1 - Verfahren zum herstellen von gussstuecken aus gusseisen mit kompaktem graphit - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von Gußstücken aus Gußeisen mit kompaktem Graphit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gußstücken aus Gußeisen, in welchem der Graphit zur Verbesserung der Werkstoffeigenschaften in kompakter Form zur Ausscheidung gebracht wird.
• Ein bekannter Weg besteht darin, durch Zugabe von Magnesium den gelösten Kohlenstoff als sphärolithischen Graphit ausscheiden zu lassen. Da die Wirkung des Magnesiums auf die Ausscheidung des Graphits in sphärolithischer Form durch Spuren bestimmter Elemente wie Titan, Blei, Antimon, Arsen usw. beeinträchtigt und ggf. ganz unterbunden werden kann, hat sich die Arbeitsweise eingebürgert, der Schmelze neben Magnesium noch geringere Mengen Cer zuzusetzen. Auf diese Weise soll der Einfluß der schädlichen Spurenelemente ausgeschaltet werden.
• Ein anderes Verfahren zur Beeinflussung der Graphitausscheidung wird beim Temperguß angewendet. Hier wird die chemische Zusammensetzung der Schmelze so gewählt> daß sie mit weißem Gefüge erstarrt. Durch eine aufwendige Glühung, die zwischen 30 und 120 Stunden dauert, wird das weiß erstarrte Gefüge zerlegt und der gelöste Kohlenstoff als knötchen-förmiger Graphit ausgeschieden. Eine Verkürzung der Glühzeit auf etwa 8 Stunden kann durch Zugabe von Magnesium erreicht werden.
• Während die Herstellung des Gußeisens mit Kugelgraphit (Sphärolithen) wegen der notwendigen Menge an Vorlegierungen bzw. Magnesium relativ aufwendig ist, bedingt die Tempergußherstellung trotz Magnesiumzugabe längere Glühzeiten.
• Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gußstücke mit kompaktem Graphit auf einfachere und billigere Weise als die bisher bekannten Möglichkeiten herzustellen.
• Es wurde gefunden, daß dies möglich ist, wenn man der Gußeisenschmelze Cer-Mischmetall in Höhe von mindestens 0,02 % zugibt, die Eratarrungsgeschwindigkeit so steuert, daß ein metastabiles Gefüge vorliegt und die Gußstücke anschließend glüht.
• Je nach Wahl der Erstarrungsgeschwindigkeit kann man dafür sorgen, daß sich bei der nachfolgenden Glühung der Kohlenstoff als Kugelgraphit oder in Form von Temperkohle ausscheidet. Bei hohen Erstarrungsgeschwindigkeiten, es wird dann ein völlig metastatisches (karbidisches) Grundgefüge erhalten, wird bei der nachfolgenden Glühung der Kohlenstoff in Form von Temperkohle ausgeschieden. Wird die Erstarrungsgeschwindigkeit verringert, treten Mikroanteile von stabilem Gußeisen auf, die bereits Kohlenstoff in Kompaktform enthalten, bei nachfolgender Glühung wird der gesamte Kohlenstoff in kompakter Form ausgeschieden.
• Das Grundgefüge kann feritisch oder perlitisch usw. eingestellt werden. Es ist sinnvoll, nach der Zugabe des Cer-Mischmetalls mit geringer Impfzugabe zu arbeiten, um einer Mikroporosität entgegenzuarbeiten und der Warmrißneigung zu begegnen.
• Um den Verbrauch an Cer-Mischmetall zu verringern, kann der Schmelze vor oder gleichzeitig mit der Zugabe des Cer-Mischmetalls Aluminium in der Größenordnung von 0,025 ffi zugeführt werden. Zweckmäßig wird die Schmelze in metallenen Dauerformen abgegossen, um die gewünschte schnelle Erstarrung zur Ausbildung des metastabilen Grundgefüges zu erreichen. Eine Steuerung der Erstarrungsgeschwindigkeit ist dabei durch Anwendung von Schlichten oder vorgewärmter Formen möglich.
• Ein Anwendungsbeispiel sei an der Herstellung von Druckrohren in Schleudergußkokillen erläutert: Eine Gußeisenschmelze mit der Zusammensetzung 3,7 % C, 1,8 % Si, 0,1% Mn, 0,07 ffi P, 0,01 % S wird nach Zugabe von 0,05 % Cer-Mischmetall mit einem Cer-Gehalt von 50 ffi mit 0,4 % Fe Si (75) geimpft und anschließend in metallene Schleudergußkokillen vergossen. Dabei kann man beobachten, daß die von der Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit her bekannten Reaktionen nicht auftreten und auch Reaktionsprodukte nicht zu finden sind Das 0 Gußstück erstarrt völlig weiß und wird bei 920 0 geglüht, wobei sich die Zeit nach der Wanddicke des Gußstückesrichtet, aber nicht länger als von Gußeisen mit Kugelgraphit ist.
• Die technologischen Werte sind: Wanddicke 15 mm 5 mm 2 2 Zugfestigkeit 50 kp/mm 50 kp/mm Streckgrenze 35 kp/mm2 35 kp/mm2 Dehnung 20 % 15 % 2 2 Härte 170 kp/mm 170 kp/mm Der Zugfestigkeits/Härte-Quotient ist 0,295, die gleiche Größe wie bei Gußeisen mit Kugelgraphit. Die Kerbschlagzähigkeit (DVM-Probe) liegt bei 1,2 ç 1,5 mkp/cm2.
• Die metallographische Untersuchung zeigt, daß der Graphit in den geglühten Gußstücken an der äußeren Wandpartie kugelig, die Oberfläche der Graphitkugel aber nicht glatt, sondern zerfranst ist, Bild 1. Zur Wandmitte hin verschwindet die zerfranste Oberfläche, sie ist jetzt glatt, Bild 2, um dann zur Außenwand hin wieder die Form nach Bild 1 anzunehmen. Das Ausgangsgefüge, ungeglüht, zeigt Bild 3, der bereits ausgeschiedene Graphit ist gut erkennbar.

Claims (6)

PATENTANS PRÜCHE

1. Verfahren zum Herstellen von Gußstücken aus Gußeisen mit kompaktem Graphit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß a) der Gußeisenschmelze mindestens 0,02 ffi Cer-Mischmetall zugegeben werden, b) durch Steuerung der Erstarrungsgeschwindigkeit eine metastabile Erstarrung der Schmelze bewirkt wird, und c) die Gußstücke anschließend geglüht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Erstarrungsgeschwindigkeit der Schmelze so gesteuert wird, daß das metastabile Gefüge noch Mikroanteile von stabilem Gußeisen enthält.

D. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Gußstücke in metallenen Dauerformen gegossen werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß nach der Zugabe des Cer-Mikschmetalles eine an sich bekannte Imprung der Schmelze erfolgt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schmelze Aluminium in der Höhe von 0,025 bis 0,040 ß zugegeben wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h die Zugabe einer Vorlegierung, welche das Cer-Mischmetall, das Impfungsmittel und Aluminium enthält.