DE2245164B2 - Verfahren zur herstellung von tauchaluminierten werkstuecken aus schwarzem perlitischem temperguss oder aus schwarzem ferritischem oder ferritischperlitischem temperguss - Google Patents
Verfahren zur herstellung von tauchaluminierten werkstuecken aus schwarzem perlitischem temperguss oder aus schwarzem ferritischem oder ferritischperlitischem tempergussInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung »on tauchaluminierten Werkstücken aus schwarzem
perlitischem Temperguß mit !amellarem oder körnigem iementit oder aus schwarzem ferritischem oder
ferritisch-perlitischem Temperguß, die zur Verwendung l>ei erhöhten Temperaturen und unter Bedingungen
trhöhter Korrosionsanfälligkeit (Rostbildung) vorgeselien
sind.
Die Herstellung von tauchaluminierten Eisengußstüklcen
besieht aus zwei getrennten technologischen Pro/essen, und zwar aus dem Prozeß der Herstellung
tier Eisengußstücke aus Gußeisen und dem anschließen- ύα\ Prozeß der Tauchaluminierung der erzeugten
F.isengußstücke.
Eines der bekannten Verfahren zur Herstellung von Gußstücken aus schwarzem perlitischem Temperguß
mit lamellarem oder körnigem (kugeligem) Zementit beruht auf einer sukzessiven Durchführung der einzelnen
Arbeitsstufen der Wärmebehandlung bei den Vorher erzeugten Gußstücken aus Temperrohguß, der
in der Regel untereutektisch ist. Diese Gußstücke aus Temperrohguß werden bei einer Temperatur von 900
bis 1000" C im Verlauf von 8 bis 16 Stunden in einer
!neutralen Atmosphäre geglüht, um eine Temperung (Graphitisierung) durchzuführen, die auf einem Zerfall
des freien Zementits und einer Ausscheidung der Temperkohle beruht. Nach Beendigung des Glühprozcsses
erfolgt eine Ofenabkühlung der Gußstücke bis in den Temperaturbereich der eutektoiden Umwandlung
von 850 bis 730"C und danach eine schnelle Abkühlung
auf die Umgebungstemperatur.
Die Arbeitsstufe der Temperung (Graphitisierung) im Temperaturbereich von 900 bis 1000 C" kann eine
Arbeitsstufe der Vorhänung der Gußstücke aus Temperrohguß bzw. eine Arbeitsstile der Vorhärtung
der Gußstücke aus Temperrohguß mit nachfolgendem Anlassen vorausgehen. Das Vorhärten bzw. das mit
einem Anlassen verbundene Vorhärten trägt zu einer bedeutenden Erhöhung der Zahl tier Graphitisierungski'inu'
bei und bewirkt daher die Zerkleinerung der Temperkohle im Grundgefüge des Tempergusses oder
des Schwarzgusses, was zu einer bedeutenden Verbesserung der mechanischen Eigenschaften dieser Gußeisenarten
beiträgt.
Falls die Notwendigkeit besteht, ein Perlitgefüge mit körnigem (kugeligem) Zementit zu erhalten, werden die
erzeugten, ein Perlitgefüge mit lamellarem Zementit besitzenden Gußwerkstücke bei einer Temperatur von
650 bis 7800C im Verlauf von 0,25 bis 10 Stunden noch
weiter geglüht, was eine Koagulation des im Perlit in Lamellenform auftretenden Zementits bewirkt. Nach
Bendigung des Glühens werden die Gußstücke langsam abgekühlt und aus dem Ofen herausgenommen.
Es besteht auch die Möglichkeit, Erzeugnisse aus schwarzem perlitischem Temperguß mit körnigem
(koaguliertem) Zementit herzustellen, wobei die vorher gehärteten Gußwerkstücke aus schwarzem ferritischem
Temperguß in einem Temperaturbereich von 650 bis 800° C im Verlauf von 0.25 bis !0 Stunden geglüht und
danach bis auf die Umgebungstemperatur abgekühlt werden.
Um die Oberfläche der Eisengußstücke vor Korrosionseinwirkungen und besonders vor Korrosion bei
Verhältnissen bei erhöhter Temperatur /u schützen, kommt eine Tauchaluminierung zur Anwendung, die
darauf beruht, die vorher gereinigten Erzeugnisse in ein Aluminium- oder Aluminiumlegierungsbad bei einer
Temperatur von 680 bis 9501C einzutauchen, sie eine
Zeitlang darin zu belassen und dann herauszunehmen. Die zur Anwendung kommenden Geschwindigkeiten
beim Eintauchen und Herausnehmen der aluminierten Erzeugnisse aus dem Bade bewegen sich in den Grenzen
von 0,5 bis 10 m/Minute. Die Eintauchdauer im flüssigen Aluminium oder seinen Legierungen ist gleich der Zeit,
in der die eingetauchten Gußstücke die Badtemperatur erreichen. Als Ergebnis dieses Prozesses bildet sich auf
der Oberfläche der Eisengußstücke ein Schutzüberzug, der sich aus mehreren Schichten zusammensetzt und
von außen beginnend folgende Schichten aufweist: eine dünne Schicht aus Aluminiumoxiden, Aluminium bzw.
dessen Legierungen mit einer der chemischen Zusammensetzung des Bades entsprechenden Zusammensetzung,
ein Gemisch aus Aluminium und Eisenverbindungen mit Aluminium, intermetallische Phasen von
Aluminium und Gußeisen, eine feste Aluminiumlösung in Ferrit. Die Vielschichtigkeit des Überzugs sowie die
sehr große Sprödigkeit der Schicht aus den intermetallischen Phasen üben auf die mechanischen Eigenschaften
einen ungünstigen Einfluß aus. Aus diesem Grunde werden nach Durchführung des Tauchaluminierungsprozesses
die Eisengußstücke bei einer Temperatur von 700 bis 12000C 20 bis 30 Stunden lang geglüht. Dadurch
geht der mehrschichtige Überzug teilweise oder ganz in eine feste Aluminiumlösung in Ferrit über, die sich
besonders im Vergleich zu den intermetallischen Phasen durch eine bessere Plastizität und Passivität auszeichnet,
welche durch die Entstehung einer dünnen Aluminiumoxidschicht auf der Oberfläche der ausgeglühten, voher
aluminierten Gußstücke erhöht wird.
Die Herstellung von feueraluminierten Gußstücken aus scharzcm ferritischem Temperguß oder schwarzen1
perlitischem Temperguß gemäß den bisher bekannter Verfahren weist in mehrfacher Hinsicht Nachteile auf.
Die Verfahren zur Herstellung der Gußstücke au? schwarzem ferritischem Temperguß und schwarzen
perlitischem Temperguß sowie zur nachfolgende! Tauchaluminierung werden getrennt durchgeführt, d. h
der Aluminicrungsprozcß findet nach Beendigung de:
Femperungsprozesses (Graphitisierung) statt, der gemäß
den bisher bekannten Methoden in neutralem Medium erfolgen muß.
Das neutrale Medium wird dadurch erreicht, daß man Schutzatmosphären anwendet oder die auszuglühenden
Gußstücke in Glühtöpfen unterbringt und sie mit einem neutralen Füllstoff, in der Regel Quarzsand, überschüttet.
Das Tempern in Schutzatmosphären, d. h. in chemisch neutralen bzw. Reduktionsatmosphä-en, hat
ungünstige Oberflächenerscheinungen zur Folge, wie die Adsorption von Schutzgaspartikeln an der Oberfläche
der Erzeugnisse und die Resorption einiger Bestandteile des Gußeisens, was zum Beispiel eine
Oxydierung dei Oberfläche hervorruft. Die Adsorption bewirkt teilweise auch eine Entkohlung der Oberschicht
und im Falle von schwarzem ferritischem Temperguß die Entstehung einer dünnen oberen Perlit- oder
Territschicht — helle Umrahmung —, die eine bedeutende Abnahme der Plastizität verursacht. Die in
den mit Quarzsand gefüllten Glühtöpfen ausgeglühten Gußstücke unterliegen infolge der Adsorption der
Gasphasenpartikeln an der Oberfläche einer Entkohlung und Oxydation. Die Existenz der Oxidschicht in
Gegenwart der allotropen Umwandlungen unterliegenden Quarzsandkörner während des Glühprozesses der
Gußstücke bei einer Temperatur /.wischen 950 und 1000 C begünstigt die Entstehung von neuen Mineralen
auf ihrer Oberfläche, die in Gestalt von schwer zu beseitigenden Anbrennungen sichtbar sind, was den
Arbeitsgang zur Vorbereitung der Oberflächen "der ausgeglühten Gußstücke für den Feueraluminierungsprozeß
in hohem Maße erschwert.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der den bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile, ein
Verfahren zur Herstellung von tauchaluminierten Werkstücken aus schwarzem perlitischcm Temperguß
mit lamellarem oder körnigem Zementit oder aus schwarzem ferritischem oder ferri'.isch-perlitischcm
Temperguß anzugeben, das es ermöglicht, das Temperglühen ohne neutrale Atmosphäre und unter Verkürzung
der Glühzeit durchzuführen und es ermöglicht, trotzdem Gußwerkslücke mit hohen mechanischen
Eigenschaften, hoher Hitze- und Korrosionsbeständigkeit sowie mit homogener und von Entkohlungen an der
Oberfläche freier Struktur sowie mit einer von Oxiden und von anderen Spuren freien Oberfläche, die von
einem strukturell homogenen Überzug als Ergebnis der Aluminierung überzogen ist, herzustellen.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß ein Ausgangswerkstiick aus Teniperrohguß aluminiert
und das aluminierte Werkstück anschließend ohne Anwendung eines neutralen Mediums zur Temperung
und zur gleichzeitigen Homogenisierung des Aluminiumüberzugs geglüht wird.
Zur Herstellung von tauchaluminierten Werkstücken aus schwarzem perlitischem Temperguß mit körnigem
Zementit wird vorteilhaft als Ausgangsprodukt ein Werkstück aus schwarzem perlitischem Temperguß mit
lamellarem Zementit oder aus schwarzem ferritischem oder ferritisch-perlitischcm Temperguß verwendet. Ni
Dieses Herstellungsverfahren, das auf einem Glühen
der mit einer Aluminiumschulzschicht versehenen Gußslücke beruht, schließt eine Oxydation der Oberfläche
sowie eine Entkohlung der Oberschicht aus, was eine Homogenität des GuUstückgefüges bei gleichzeitigcr
Homogenisierung der Überzugstruktur gewährleistet,
wobei gleichzeitig an der Oberfläche Anbrennspumn des in den bisher bekannten Glühverfahren als
Füllstoff verwendeten Quarzsandes vermieden werden.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung tauchaluminierter Gußstücke aus
schwarzem perlitischem oder schwarzem ferritischern Temperguß sind die Abkürzung der Gluhzeit der
aluminierten Gußstücke aufgrund des gleichzeitigen Glühens des Gußstücks und des Überzugs, der Verzicht
auf die Verwendung von teuren und komplizierten Glühöfen mit Schutzatmosphäre sowie die Vermeidung
der Verwendung von schnell verschleißenden Glühtöpfen.
Es verdient auch noch vermerkt zu werden, daß der Arbeitsaufwand in diesem Prozeß dadurch verringert
wird, daß die Vorbereitung der Oberfläche der zu glühenden Gußstücke vor dem Aluminierungsprozeli
fortfällt, ebenso wie das Einbringen in Glühtöpfe und das Beschütten mit Sand, weil dies alles — ebenso wie
die Verwendung neutraler Gase — im erfindungsgemäßen Verfahren nichl notwendig ist. wodurch die
Produktionskosten erheblich vermindert werden.
Nachstehend werden Beispiele zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens jngegeb'-n.
Das Verfahren zur Herstellung vein lauchaluminier·
ten Gußstücken aus schwarzem perlitischem Temperguß mil lamellarem Zementit gemäß der Erfindung
beruht auf der gleichzeitigen \N ärmebehandlung der
Gußstücke aus Temperrohguß mit dem Ziel, ein Perlitgefüge mit lamellarem Zementit und Ausscheidungen
der Temperkohle bzw. eine Perlit-Ferritstruktur mit Temperkohle zu erhalten. Die Wärmebehandlung
erfolgt zusammen mit der Durchführung des Tauchalu· minierungsprozesses mit nachfolgendem Glühen, wodurch
eine Homogenisierung des unmittelbar nach Herausnahme des Gußstücks aus dem Bad erhaltenen
mehrschichtigen Aluminiumüberzugs bewirkt wird.
Die Gußstücke aus Temperrohguß, deren Oberfläche vorher gereinigt wurde, werden in ein Aluminium- oder
Aluminiumlegierungbad mit einer Temperatur von 680
bis 9500C und einer Geschwindigkeit von 0,5 bis
5 m/Minute eingetaucht und bei dieser Temperatur so lange darin gehalten, bis sie die Badtempcraiur
erreichen, dann mit einer Geschwindigkeit von 0.5 bis 10 m/Minute herausgeführt und in Wasser oder an der
Luft abgekühlt. Dieser Vorgang ermöglicht es. den auf der Oberfläche der Gußstücke aufgetragenen Aluminiumschutzüberzug
gleichzeitig zu harten. Die Härtung begünstigt die Entstehung einer größeren Anzahl von
Graphitisierungskeimen und erhöht daher die cf7ckii
ven mechanischen Endeigenschatten der aluminierten Erzeugnissen aus schwarzem perlitischem Temperguß
mit lamellarem Zementit. Danach erfolgt die eigentliche Temperung (Graphitisierung) im Temperaturbereich
von 900 bis 10000C im Verlauf von 8 bis 16 Stunden, der
zur zusätzlichen Erhöhung der Anzahl an Graphitisierungskeimen ein Anlassen der vorher gehärteter
Werkstücke vorausgehen kann. Gleichzeitig mit dei Temperung des aluminierten Gußeisens wird eir
Glühen des aufgetragenen Aluminiumübcrzugs durch geführt, wodurch dessen günstigste Struktur erziel
wird. Nach dem Glühen werden die aluminierter Gußstücke zusammen mit dem Ölen bis zum kritische!
Temperaturbereich von 880 bis 7 JO C" und dan.u'l
schnei! an der Luft bis auf die I Imgebungsiemperaiu
abgekühlt. Der beschriebene Pmzeßverlau! gewährlei slet die Erzeugung von aluminierten Gußstücken au
schwarzem perlitischcm Temperguß mit l.amell.irzc
mentit. Dieser Prozeß ist in einem Diagramm (Fig. 1)
dargestellt, in dem die Zeitdauer der aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen bei der Wärmebehandlung bei
verschiedenen Temperaturhöhen dargestellt ist.
Zur Herstellung von tauchaluminierten Gußstücken aus schwarzem perlitischem Temperguß mit körnigem
(kugeligem) Zementit wird der Wärmebehandlungsprozeß der vorher tauchaluminierten Gußstücke aus
Temperrohguß unter den gleichen Bedingungen wie beim Herstellungsprozeß der tauchaluminierten Gußstücke
aus schwarzem perlitischem Temperguß mit lamellarem Zementit durchgeführt. Nach Ablauf der
Graphitisierungsperiode erfolgt ein zusätzliches Glühen bei einer Temperatur von 650 bis 7800C im Verlauf von
0,25 bis 10 Stunden. Dieses Glühen verfolgt den Zweck, ein günstiges Perlitgefüge mit koaguliertem Zementit zu
erhalten sowie den aufgetragenen Überzug weiter auszuglühen. Dieser Prozeßablauf ist auf einem
Diagramm (F i g. 2) dargestellt, in dem die Dauer der Wärmebehandlung bei verschiedenen Temperaturen
dargestellt ist.
Tauchaluminiertc Gußstücke aus schwarzem perlitischem Temperguß mit körnigem (kugeligem) Zementit
können auch aus vorhandenen, keinen Schutzüberzug aufweisenden Gußstücken aus schwarzem perlitischem
Temperguß mit lamellarem Zementit hergestellt werden. Die Gußstücke werden nach vorheriger Oberflächenreinigung
tauchaluminiert, wobei die für den in Beispiel 1 beschriebenen Tauchaluminierungsprozeß
verbindlichen Parameter einzuhalten sind. Die Gußstükke werden danach mit dem aufgetragenen Aluminiumüberzug
im Verlauf von 0,25 bis 10 Stunden im Temperaturbereich von 650 bis 78O"C geglüht, wonach
sie in Wasser bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden. Dieser zusätzliche Glühvorgang bezweckt die
Koagulierung des im Perlit vorhandenen lamellarem Zementits sowie das Ausglühen des aufgetragenen
Aluminiumüberzugs. Den Prozeßablauf veranschaulicht ein Diagramm (F i g. 3), in dem die Dauer der
Wärmebehandlung bei verschiedenen Temperaturen dargestellt ist.
Ausgangsprodukt zur Herstellung von tauchaluminierten Gußstücken aus schwarzem perlitischem Temperguß
mit körnigem (kugeligem) Zementit können auch nicht aluminierte Werkstücke aus schwarzem
ferritischem Temperguß sein, die nach einer Oberflächenreinigung einem Aluminicrungspro/eß unterworfen
werden, der unter den gleichen Bedingungen abläuft, wie in den vorausgegangenen Beispielen. Die aluminierten
Werkstücke werden anschließend im Verlauf von 0,25 bis 10 Stunden einer Temperatur von 650 bis 800'C
geglüht, wodurch man Perlit mit kugeligem Zementit erhält und einen homogenen Überzug erzielt. Den
Prozeßverlauf veranschaulicht ein Diagramm (F i g. 4). aus dem die für die jeweilige Temperatur angewandte
Dauer der Wärmebehandlung ersichtlich ist.
Das Herstellungsverfahren für lauchaluminierte Gußstücke aus schwarzem ferritischem Temperguß gemäß
der Erfindung beruht auf einer gleichzeitigen Wärmebehandlung der Gußstücke aus Temperrohguß, die den
Zweck verfolgt, eine Ferrit- bzw. eine Ferrit-Perlitstruktur mit ausgeschiedener Temperkohle zu erhalten sowie
einen Aluminiumüberzug mit den günstigsten mechanischen Eigenschaften herzustellen.
Den Aluminierungsprozeß führt man unter Einhaltung der gleichen Parameter durch, wie sie in den
vorausgegangenen Beispielen angegeben wurden. Danach werden die aluminierten Gußstücke einem
zweistufigen Temperungsverfahren Graphitisierungsverfahren) unterworfen, das darin besteht, daß sie bis auf
einen Temperaturbereich von 950 bis 1000°C erhitzt und bei dieser Temperatur 18 bis 24 Stunden lang
gehalten werden. Dadurch erfolgt der Zerfall des freien Zementits und eine Bleichung der Temperkohle. Nun
werden die Gußstücke zusammen mit dem Ofen bis zum kritischen Temperaturbereich von 880 bis 7.50" C. in dem
sie 30 bis 60 Stunden gehalten werden .ibgekühlt.
wonach ihre Abkühlung auf die Umgebungstemperatur erfolgt. Während der zweiten Glühperiode erlolgt der
Zerfall des eutektoiden, im Perlit enthaltenen Zementits. wodurch es möglich wird, ein rein ferritisches bzw.
ferritisch-perlitischesGrundgefüge mit ausgeschiedener
Tcmperkohle zu erhalten. Gleichzeitig mit der Temperung erfolgt das Ausglühen des vorher aufgetragenen
Aluminiumüberzugs, wodurch dessen mechanisches Eigenschaften und besonders dessen Plastizität erhöh!
werden. Diesen Prozeßverlauf gibt ein Diagramir (Fig. 5) wieder, das die Dauer der durchgeführter
Wärmebehandlung bei der jeweiligen Temperatui wiedergibt.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von tauchaluminier-
|en Werkstücken aus schwarzem perlitischem Temperguß mit lamellarem oder körnigem Zementi·
oder aus schwarzem ferritischem oder ferritisch-perlitischem Temperguß, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Ausgangswerkstück aus Temperrohguß aluminiert und das aluminierte Werkstück anschließend ohne Anwendung eines
neutralen Mediums zur Temperung und zur gleichzeitigen Homogenisierung des Aluminium-Überzugs
geglüht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1. zur Herstellung von tauchaluniinierten Werkstücken aus schwarzem
perlitischem Temperguß mit körnigem Zementit, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsprodukt
ein Werkstück aus schwarzem perlitischem Temperguß mit lamellarem Zementit verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Ausgangsprodukt ein Werkstück aus. schwarzem ferritischem oder ferritisch-perlitischem
Temperguß verwendet wird.
25
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL15051471A PL69244B1 (de) | 1971-09-15 | 1971-09-15 | |
| PL15051471 | 1971-09-15 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2245164A1 DE2245164A1 (de) | 1973-04-05 |
| DE2245164B2 true DE2245164B2 (de) | 1976-10-07 |
| DE2245164C3 DE2245164C3 (de) | 1977-05-12 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD98953A5 (de) | 1973-07-12 |
| FR2152767A1 (de) | 1973-04-27 |
| US3850699A (en) | 1974-11-26 |
| DE2245164A1 (de) | 1973-04-05 |
| GB1408634A (en) | 1975-10-01 |
| IT967441B (it) | 1974-02-28 |
| CS171736B2 (de) | 1976-10-29 |
| BE788040A (fr) | 1972-12-18 |
| JPS4861321A (de) | 1973-08-28 |
| FR2152767B1 (de) | 1974-10-25 |
| SE400311B (sv) | 1978-03-20 |
| PL69244B1 (de) | 1973-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |