DE2162100C3 - Geformter Impfmittelkörper zum Impfen von Gußeisenschmelzen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, me Qualität von Gußeisen dadurch tu verbessern, daß man während des Gußvorganges ein Impfmittel zusetzt, das von der Schmelze gelöst wird und den Erstarrungsvorgang in Dünstigem Sinne beeinflußt (vgl. Gießerei-Lexikon, 4! Auflage, 1964/ 1965, S. 410). Das Gießen mit Hilfe dieses Impfmittels führt zu einer durchgehend grauen Erstarrung, während beim Gießen ohne Impfmittel, vor allem bei Ungünstigen Wandstärkenverhältnissen, Zementit-Bildung eintritt. Das bedeutet eine Verminderung der mechanischen Qualität des Gußstückes.

Gegenstand der Erfindung ist ein geformter Impfmittelkörper zum Impfen von Gußeisenschmelzen innerhalb des Gießsystems der Gießform mit einer Matrix aus einem Stoff mit niedrigem Schmelzpunkt Und in dieser dispergiertem körnigem Impfmittel, insbesondere Ferrosilicium, enthaltend ein niedrigschmelzendes Metall als Wirkstoff.

Früher hat man körniges Ferrosilicium für Impfzwecke durch Zerschlagen von gegossenen Platten (Gießtemperatui von 2000⁰C) gewonnen. Die Bruchstücke wurden nach Gewicht bzw. nach Größe sortiert und den Gießereien in dieser Form zur Verfügung gestellt. Man nimmt bei einem Bedarf von 30 g Impfmittel einen Brocken entsprechenden Gewichts, den man im Eingußsystem der Gießform auf den Siebkern auflegt.

Die Herstellung von gegossenen Blöcken in der erforderlichen Größe ist schwierig und umständlich, infolge der hohen Schmelztemperatur und der großen Oberflächenspannung des geschmolzenen Materials. Gleichzeitig tritt eine oberflächliche Oxidation dieser Impfkörper ein, welche die Lösungstension herabsetzt.

Auch der Vorschlag der französischen Patentschrift 2 048 677, als Mittel zur Desoxidation von 6g Stahl ein Pulvergemisch von Ferromangan, Aluminium oder Schwefel ohne jedes Bindemittel zu Körpern zu verpressen, ist für die Herstellung von Impfmitteln für Gußeisenschmelzen nicht brauchbar, da sich auf diese Weise keine gut lagerfähigen und ohne Gefahr des Zerbrechens hantierbaren Formkörper für die Zwecke der Erfindung herstellen lassen.

Es ist ferner bekannt, körniges Impfmittel in einem, einen Formkörper bildenden organischen Bindemittel zu verwenden (vgl. deutsche Auslegeschrift 1 508 174). Mit dieser Art der Zuteilung des Impfmittels wurden jedoch keine einwandfreien Ergebnisse erreicht, da keine gleichmäßige Auflösung eintritt.

Mat hat weiter versucht, nach Art der schweizerischen Patentschriften 457 738 und 465 781 gefo-mte Impfmittelkörper herzustellen, bei denen die Impfmittelkörner nicht durch ein organisches Bindemittel, sondern durch einen anorganischen Stoff, wie Formsand oder ausgehärtetes Wasserglas zusammengehalten werden, wobei das in dieser Msi-r·· dispergierte Impfmittel entweder als Verunreinigung oder als absichtliche Zusätze niedrigschmelzende Metalle, wie Aluminium oder Magnesium, als Wirkstoffe enthalten kann (vgl. Gießerei-Lexikon, Ausgabe 1970, S. 299 und 300 und »Gießereitechnik« 15, 1969, S. 19 bis 22).

Die vorstehend geschilderten Impfmittelkörper mit einer das körnigo Impfmittel enthaltenden Matrix aus Stoffen niedrigen Schmelzpunktes führen durch das Matrixmaterial Fremdstoffe in den Gießvorgang ein, was unter Umständen zu Komplikationen führen kann und außerdem eine Vorbereitung der Impfmitlelkörpcr mit Hilfe von Stoffen verlangt, die im Gußstück selbst unerwünscht sind. Auf jeden Fall wurde dabei die schnelle und glatte Auflösung des Impfstoffes innerhalb des Gießsystems gestört.

Man hat deshalb in solchen Fällen, in denen der Zusatz niedrigschmelzender Metalle zu dem gekörnten Ferrosilicium für nötig gehalten wurde, diese Frage so gelöst, daß man das eigentliche Impfmittel, also z. B. das gekörnte Ferrosilicium, zusammen mit dem niedrigschmelzenden Metall in einer Hülle aus diesem Material unterbrachte, sei es in einem Metalloder Tubenbeutel aus Aluminium nach der österreichischen Patentschrift 215 455, sei es in einem gegebenenfalls gelochten Behälter aus Aluminium od. dgl. nach der britischen Patentschrift 958 409.

Diese Methode, die sich also von der Verwendung eines einheitlichen Körpers mit einer das gekörnte Ferrosilicium enthaltenden Matrize abwandte, erforderte offenbar erhebliche Arbeiten durch Vorbereitung des Behälters, sein Füllen, Verschließen usw. Auch ist das Lagern und Einbringen der so gefüllten, mehr ode*· weniger empfindlichen Hilfsbehälter natürlich bedeutend umständlicher als das Umgehen mit völlig einheitlichen Körpern, die nach Bedarf in der jeweils gebrauchten Größe auf den Siebkern gesetzt werden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diesen Mangeln abzuhelfen und unter Verwendung der an sich bewährten geformten einstückigen Impfmtttelkörper ein bequem und sicher zu lagerndes und leicht zu handhabendes Hilfsmittel zum Impfen von Gußeisenschmelzen durch Einbringen von Impfmittelkörnern zur Beeinflussung des Erstarrungsvorganges bei der Herstellung von Lamellen- und Kugel-Graphit-Gußeisen zu schaffen, welches keine die Auflösung des Impfstoffes behindernde Bestandteile enthält und weder bei der Vorbereitung und Dosierung, noch beim Verbrauch in der Gießform dem Gießer

irgendwelche Schwierigkeiten oder Unsicherheiten bereitet und sich im Gebrauch beim Gießvorgang einwandfrei auflöst

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem geformten Impfmittelkörper zum Impfen von Gußeisenschmelzen innerhalb des Gießsystems der Gießform mit einer Matrix aus einem Stoff mit niedrigem Schmelzpunkt und in dieser dispergiertem körnigem Impfmittel, insbesondere Ferrosilicium, enthaltend ein niedrigschmelzendes Metall als Wirkstoff, erfin- to dungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß das niedrigschmelzende Metall selbst im umgeschmolzenen Zustand die Matrix bildet.

Durch das Fehlea aller Fremdbestandteile im Impfmittelkörper wird die zufriedenstellende Auflösung des Impfstoffes innerhalb des Gießsystems der Gießform beim Gießen gewährleistet, was eine sehr bedeutende fortschrittliche Erleichterung der Gießtechnik bringt.

Die Herstellung der Impfmittclkörper erfolgt in *o der Weise, daß das Impfmittel, beispielsweise Ferrosilicium, mit einer Kornfraktion von 0 ^is 4 mm, mit dem leichten, niedrigschmelzenden Metall, wie Aluminium, umgössen werden. Dabei wcröen Oxidhäutc auf den Körnern durch die reduzierende Wirkung des geschmolzenen Aluminiums entfernt. Es entsteht ein Regulus, der in seinem Innern die vorgesehene Menge von Impfmitteln enthält und au^f seiner Oberfläche eine entsprechende Bezeichnung tragen kann.

Im Gießereibetrieb werden diese Reguli im Eingußsystem auf den Siebkern aufgelegt und mit dem geschmolzenen Eisen übergössen. Das Aluminium löst sich hierbei in kürzester Zeit auf und schwimmt hoch. Die freigelegten Impfmittelkörner mit ihrer reaktionsfähigen Oberfläche werden von dem Eisen schnell und vollständig aufgelöst, so daß die beabsichtigte Impfwirkung maximal erreicht wird.

Eine zweite Art zur Herstellung dieser kombinierten Impfmittel sieht vor, Aluminiumpulver mit dem gekörnten Impfmittel zu vermischen und in einem Tiegel bis auf den Schmelzpunkt des Aluminiums zu erhitzen.

Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit, der Tmpfmittclkombination eine Plattcnform zu geben, die sich der Größe der Siebkcrnc anpaßt, so daß man auch passende Impfmittelplattcn entsprechend der Größe der Siebkerne zur Verfügung hat. Diese Impfmittelplattcn können mit den Sicbkcrncn für den Versand und für das Einsetzen zu einer Einheit dadurch verbunden werden, daß man sie auf den sn Siebkern aufsintert.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf eine Kombination von Tmpfmittclkörncrn mit geschmolzenem Aluminium, sondern sieht auch vor, an Stelle des Aluminiums andere leichtschmel/cnde Metalle zu verwenden. Als Beispiel für solche Metalle seien Zinn und Zink f-cnannt. Wie sich von selbst versteht.

sind auch andere bekannte und für Gußeisenschmelzen geeignete körnige Impfmittel an Stelle von Ferrosilicium in der gleichen Weise zu dosieren und für den Impfmiltelkörper zu verwenden, z. B. KaI-ziumsilizid mit einer Umhüllung von leichtschmelzendcn Metallen, z. B. Zink.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielcn erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 einen Impfmittelkörper nach der Erfindung im Querschnitt und

F i g. 2 einen auf einen gelochten runden keramischen Siebkern aufgesinterten Impfkörper nach der Erfindung.

Aiie dargestellten Körperformen sind Rotationskörper, so daß sich die Darstellung von Aufsichten erübrigt.

Die im Innern des Querschnitts des Impfmittelkörpers nach den Fig. 1 und 2 sichtbaren Funkte steilen eine gekörnte Fcrrnsiliciummasse 1 dar, weiche von einem Leichtmetall 2 umgössen ist. Das Umgießen erfolgt in einer KoKillengußform, z. B. aus Gußeisen bzw. Graugußeisen, indem die Ferrosiliciumkörner in die Kokille eingelegt und dann mit geschmolzenem Aluminium umgössen werden. Nach dem Erkalten braucht die Form zum Herausnehmen des Gußkörpers nur umgekippt zu werden.

Ein anderes Herstellungsverfahren arbeitet mit einer Mischung von Ferrosilickimkömern mit AIuminiumstaub in einer gegebenenfalls aus Grauguß bestehenden Kokille mit flachem Boden, die bis zum Umschmelzen des Aluminiums erhitzt wird.

Die F i g 2 zeigt, wie ein Impfmittelkörper 1, 2 auf einen Siebkern 5 aus hochfeuerfester Keramik aufgcsintcrt ist. Die Löcher 6 im Impfmittelkörper, welche den Durchflußlöchern im Siebkern entsprechen, sind teils dadurch erzeugt, daß zunächst Stahlstifte als Schablone in den keramischen Siebkern eingesteckt und später wieder entfernt werden. Das Aufsintern des Tmpfmittelkörpers auf den Siebkern erfolgt in einer Form aus Kokillenwcrkstoff, z. B. Grauguß.

Eine bevorzugte Ausführunesform dieses vereinigten Gußhilfsmittcls aus Siebkern mit aufgesintertem Tmpfmitteltcil verwendet an Stelle der Stahlstifte dünne Eisenrohre 7 als Schablone für das Gießen des gelochten Impfmittelkörpers, die in den beiden linken Löchern in Fig. 2 gezeigt sind. Das hat den Vorteil, daß diese Metallrohrc im Innern der Kombination Siebkern und Impfmittelkörper verbleiben können, da die Eisenrohre sich während des Gießpro/esscs auflösen. Man hat auf diese Weise eine dauerhafte Verbindung zwischen keramischen Siebkcrncn und gelochten Impfmittclkörpern. Es entfallen also die bei Verwendung von Stahlstiftcn zu befüichtenden Schwierigkeiten beim Herausnehmen der Stifte aus dem gegossenen Impfmittelkörper.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Geformter Impfmittelkörper zum Impfen von Gußeisenschmelzen innerhalb des Gießsystems der Gießform mit einer Matrix aus einem Stoff mit niedrigem Schmelzpunkt und in dieser dispergiertem körnigem Impfmittel, insbesondere Ferrosilicium, enthaltend ein niedrigschmclzendes Metall als Wirkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das niedrigschmelzende Metall selbst im umgeschmolzenen Zustand die Matrix bildet.

2. Impfmittelkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Aluminium oder Zinn oder Zink als niedrigschmelzendes Metall.

3. Impfmittelkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form einer Platte mit eingegossenen Eisenrohren auf einen keramischen Siebkern gleicher Größe aufgesintert ist, wobei die Eisenrohre in die Durchflußöffnungen des Siebkerns gesteckt sind.