DE2521440C3

DE2521440C3 - Verfahren zur Herstellung von mit Magnesium behandeltem, Kugelgraphit enthaltendem Gußeisen und Nachbehandlungsmittel hierfür

Info

Publication number: DE2521440C3
Application number: DE2521440A
Authority: DE
Inventors: Michael Bettendorf Ia. Robinson (V.St.A.)
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1974-05-20
Filing date: 1975-05-14
Publication date: 1978-07-06
Also published as: SE425320B; HU172001B; JPS5512162B2; AT350605B; ATA375775A; IN143746B; ES437779A1; BR7502932A; BE829186A; CA1043570A; FR2272178A1; IT1036896B; AT375775B; CH614976A5; SE7505665L; FR2272178B1; GB1457234A; ZA753144B; ATA45778A; US4084962A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Magnesium behandeltem, Kugelgraphit enthaltendem Gußeisen, bei dem in das aus entsprechenden Einsatzmaterialien erschmolzene Ausgangseisen im schmelzflüssigen Zustand zunächst ein die Bildung von Kugelgraphit forderndes, vorzugsweise Magnesium und/oder seltene Erden enthaltendes Vorbehandlungsmittel eingebracht wird und kurz vor dem Vergießen mit einem von dem Vorbehandlungsmittel verschiedenen Nachbehandlungsmittcl versetzt wird. Die Erfindung betrifft auch ein Nachbehandlungsmittel zur Verwendung in diesem Verfahren.

Ausgehend von dem Problem, daß bei einem relativ hohen Kupfergehalt im Gußeisen diese- Kupfergehalt die Kugelgraphitbildung bei der Herstellung <on sphärolithischem Gußeisen behindert, ist es bekannt, in die aus den üblichen Einsätzen erschmolzene Ei; enschmelze ein Vorbehandlungsmittel aus Cer und aus Magnesium zuzusetzen, wobei das Cer vor, gleichzeitig mit oder nach der Zuführung des Magnesiums, vorzugsweise jedoch zusammen mit dem Magnesium in die Schmelze eingebracht wird (vgl. US-PS 28 41 489).

Es ist seit langem bekannt, daß eine Reihe von Elementen die Kugelgraphitbildung bei der Herstellung von sphärolithischem Gußeisen unterstützen. Zu diesen Elementen gehören neben Kalzium, Lithium, Natrium, Barium in der Praxis vor allem Magnesium und Cer. Die in der Praxis verwendeten Zusatzstoffe sind im allgemeinen in erheblichem Umfange oxidierbar und besitzen im Vergleich zu Eisen niedrige Siedepunkte. Das Einbringen dieser als Vorbehandlungsmittel dienenden Stoffe in die Schmelze bereitet deshalb erhebliche Schwierigkeiten, da es häufig zu heftigen unkontrollierbaren Reaktionen kommt, die zu erheblichen Sicherheitsproblemen führen. Daneben stellt sich als nachteilig auch der dabei auftretende erhebliche Verlust an Magnesium durch Verflüchtigung und/oder Verbrennung dar.

Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist es auch seit langem bekannt, der Schmelze kurz vor dem Vergießen noch ein Nachbehandlungsmittel zuzufügen. Dieses Nachbehandlungsmittel besteht üblicherweise wie auch bei dem oben angegebenen bekannten Verfahren aus Ferrosilicium. Dieses Nachbehandlungsmittel unterstützt zusätzlich die Graphitbildung im Eisen. Dabei geht man davon aus, daß zwar häufig das Vorbehaiidlungsmittel ausreicht, um den gesamten Graphitgehalt in der Schmelze in Kugelgraphit umzuwandeln, jedoch reicht das Vorbehandlungsmittel in aller Regel nicht aus, den ganzen Kohlenstoffgehalt der Schmelze in Graphit zu verwandeln. Das Nachbehandlungsmittel soll nun die Graphitbildung unterstützen und dient häufig auch dazu, kleinere Mengen an weiteren Legierungselementen in die Schmelze einzuführen.

Bei dem obengenannten bekannten Verfahren werden Cer und Magnesium als Vorbehandlungsmittel eingesetzt, während als Nachbehandlungsmittel Ferrosilicium der Schmelze zugegeben wird. Dabei ist es bei dem bekannten Verfahren wesentlich, daß beide Stoffe des Vorbehandlungsmittels gemeinsam zum Einsatz kommen, da erst dadurch die Kupferverträglichkeit bei der Kugelgraphitbildung herbeigeführt werden kann.

Es ist auch bekannt, die Graphitbildung bei der Herstellung von Graugußeisen durch entsprechende Nachbehandlungsmittel zu fördern (vgl. US-PS 30 33 676). Dieses für Graugußschmelzen vorgesehene Nachbehandlungsmittel kann auch bei der Herstellung von sphärolithischem Gußeisen eingesetzt werden, und zwar entweder anstelle des die Kugelgraphitbildung unterstützenden Vorbehandlungsmittels oder zusätzlich dazu als Nachbehandlungsmittel.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Kugelgraphitbildung durch eine zweistufige Magnesiumbehandlung der Schmelze gefördert wird. Hierbei besitzt jedoch das Behandlungsmittel in beiden Stufen die gleiche Zusammensetzung oder Legierung (vgl. DE-AS 2143 521). Bei diesem bekannten Verfahren wird davon ausgegangen, daU man in der Vorbehandlungsstufe zunächst den Schwefel aus der Schmelze entfernt, während in der zweiten Behandlung mit dem Magnesium die Kugelgraphitbildung verbessert wird. Dadurch soll eine glattere OberflachenbeschafTenh-jit der aus der Schmelz; vergossenen Werkstücke erzielt werden. Wesentlich ist bei diesem bekannten Verfahren,

daß zwischen den beiden Behandlungsstufen eine Wiederaufheizungsphase für die Schmelze eingeführt wird. Das zugesetzte Behandlungsmittel für die beiden Stufen enthält neben Kalzium- und Mischmetallen sowie Ferrosilicium etwa 9 bis 11 Gew.-% Magnesium. Auch kann diesem bekannten Verfahren eine dritte Behandlungsstufe angeschlossen werden, in der unmittelbar vor dem Vergießen der Schmelze Ferrosilicium als Impfmittel zugegeben wird. Praktisch handelt es sich also bei diesem bekannten Verfahren um ein solches mit zwei Vorbehandlungsstufen und einer Nachbehandiungsstufe.

Bei der Herstellung von duktilem Gußeisen ist es bekannt, der Schmelze wenigstens zwei die Kugelgraphitbildung unterstützende Elemente zuzuführen, und zwar in einer besonderen Auswahl und Mengenangabe (vgl. DE-OS 22 50165). Das Ergebnis dieser Behandlung soll sein, daß die gemeinsame Wirkung der beiden Elemente größer als die Summe der Einzelwirkungen bei gleichen Mengen ist. Die beiden Elemente sind bei diesem bekannten Verfahren Magnesium und ein Element aus der Gruppe der seltenen Erden. Durch die Verwendung der beiden Elemente in relativ geringen Mengen erhält man bei diesem bekannten Verfahren eine erhebliche Herabsetzung des Abbrandes und der Rauchentwicklung. Bei allen Vorschlägen dieses bekannten Verfahrens liegt der Magnesiumgehalt weil über 2%. Die Magnesiu'nausbeute liegt in dem auf diesem Sektor üblichen Bi. reich, d.h. zwischen 30 und 60%. Das Gesamtgewicht der beigegebenen Elemente des Behandlungsmittels liegt, bezogen auf das schmelzflüssige Gußeisenbad, im Bereich von 0,03 bis 0,12 Gew.-%.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß neben einer erheblichen Kosteneinsparung eine Steigerung der Wirksamkeit der Behandlungsmitte! und gleichzeitig eine wesentliche Verbesserung der die Gesundheit und die Sicherheit der Arbeiter betreffenden Faktoren erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Vorbehandlungsmittel in einer Menge eingebracht wird, derart, daß es in der Schmelze des vorbehandelten sphärolithischen Gußeisens in einem Anteil von etwa 0,02 bis 0,055 Ge'A.-% vorliegt und daß die Schmelze mit einem Nachbehandlungsmittel versetzt wird, das einen Gehalt an Magnesium von etwa 0,8 bis l,8Gew.-%, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa l,6Gew.-%, aufweist.

Dabei wird das Vorbehandlurij;smittel vorteilhafterweise in einer Menge eingebracht, die zu einem Gehalt in der vorbehandelten Schmelze zwischen etwa 0,03 bis etwa 0,045 Gew.-%, vorzugsweise zwischen etwa 0,033 bis etwa 0,042 Gew-% führt.

Bei dem neuen Verfahren besteht das Nachbehandlungsmittel nicht aus einem Ferrosilicium, sondern aus einer Basislegierung, die Magnesium in einer Menge von 0,8 bis 1,8 Gew.-% enthält. Gleichzeitig kann dabei die Menge des Vorbehandlungsmittels gegenüber den sonst üblichen Mengen um einsn erheblichen Prozentsatz herabgedrückt werden, was sich in dem geringen Gehalt des Vorbehandlungsmittels in der vorbehandelten Schmelze konkret wiedcrspiegelt.

Die Basis- oder Grundlegieruna kann selbstverständlich aus Ferrosilicium bestehen, da es wesentlich nur darauf ankommt, daß der Magnesiumgehalt im Nachbehandlungsmittel in genau angegebenen Grenzen gehalten wird. Die Grenzen des Magnesiumgehaltes haben dabei, wie praktische Versuche zeigen, einen entscheidenden Einfluß auf die Verwirklichung dergestellten Aufgabe. So haben die Vergleichsversuche gezeigt, daß die Magnesiumausbeute scharf reduziert wird, wenn die Nachbehandlungslegierung mehr als etwa l,9Gew.-% Magnesium enthält. Bei diesem Prozentsatz vermehren sich bedeutend auch die Rauchbildung und die grelle Lichtbildung beim Einrühren der Nachbehandlungslegierung in die Schmelze. Schon die Verwendung von 2% oder mehr an Magnesium in der Nachbehandlungslegierung führt zu Umweltbedingungen, bei denen Versuche nur in den abgeschlossenen Räumen einer lediglich ilir Versuchszwecke geeigneten Einrichtung durchgeführt werden konnten. Für eine normale Produktion würde die Verwendung eines solchen Prozentsatzes zu schweren gesundheitlichen Beeinträchtigungen und erheblichen Sicherheitsproblemen fuhren.

Durch die Versuche konnte weiterhin bestätigt werden, daß bei der eingeschränkten Zugabe von Magnesium in Nachbehandlungsmittel die Menge an für die Kugelgraphitbildung notwendigem Vorbehandlungsmittel um wenigstens 10% gegenüber den bis dahin üblichen und notwendigen Mengen eingeschränkt werden kann. So zeigten die Versuche häufig Einsparungen von 15 und 20 oder mehr%an dem Vorbehandlungsmittel. Insgesamt konnten bei den Versuchen Magnesiumausbeuten von 80 oder 85% und in einigen Fällen sogar noch höhere Ausbeuten gegenüber den bisher üblichen Ausbeutungszahlen zwischen 30 und 60% erzielt werden.

Durch die praktischen Versuche konnte auch bestätigt werden, daß bei gegenüber den angegebenen Bereichen verringertem Magnesiumanteil im Nachbehandlungsmittel das Gußeisen wesentliche Eigenschaftsvorteile einbüßt. So ist der Magnesiumgehalt des Eisens wesentlich geringer. Entsprechend niedrig fallen auch Härte und Zugfestigkeit aus. Auch sind das Dehnungsvermögen und damit die Duktilität des Gußeisens wesentlich verschlechtert.

Die Erfindung betrifft auch ein Nachbchandlungsmittel zur Verwendung bei dem neuen Verfahren. Dabei wird ausgegangen von einem Nachbehandlungsmittel, welches aus einer mit dem vorbehandelten sphärolithischen Gußeisen verträglichen Grundlegierung besteht. Diese Grundlegierung enthält gemäß der Erfindung Magnesium in einer Menge von etwa 0,8 bis etwa 1,8 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 1 bis l,6Gew.-%. Dabei kann zweckmäßigerweise als Basislegierung eine Ferrosilicium- oder Nickellegierung dienen.

Die beiden angefügten Figuren stellen Wiedergaben von Mikrofotos einer sphärolithischen Gußeisenschmelze dar, wobei die Gußeisenschmelze bei dem Mikrofoto nach Fig. 1 mit dem Nachbehandlungsmittel nach der vorliegenden Erfindung und die Schmelze nach Fig. 2 mit einem üblichen im Handel erhältlichen Nachbehandlungsmittel versetzt worden ist.

Nachdem die Schmelze in üblicher Weise vorbereitet worden ist, indem das Ausgangseisen aus entsprechendem Einsatzmaterialien erschmolzen wird, wird der Schmelze zunächst ein die Bildung von Kugelgraphit förderndes Vorbehandlungsmittel beigefügt. Dieses kann aus jedem geeigneten, die Kugelgraphitbildung unterstützenden Material bestehen und auf eine der üblichen Weisen in die Schmelze eingebracht werden. Bevorzugt enthält das Vorbehandlungsmittel Magnesium und/oder seltene Erden. Die so vorbehandelte Schmelze wird kurz vor dem Vergießen mit einem von dem Vorbehandlungsmittel verschiedenen Nachbehandlungsmittel versetzt, und zwar im allgemeinen

innerhalb einer Zeit von etwa 15 bis 10 Minuten vor dem Vergießen. Das Naehbchandlungsmittel weist dabei einen Gehalt an Magnesium von etwa 0,8 bis etwa l,8Gew.-%, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 1,6 Gew.-% auf. Die anderen Bestandteile des Nachbehandlungsmittels können in erheblichem Umfange variieren, sofern sichergestellt ist, daß die Legierung als solche mit dem Gußeisen «erträglich ist und auf dieses keine nachteilige Einwirkung hat. Bevorzugt besteht die Basislegierung aus einer Ferrosilicium- oder Nickellegierung, welche geringe Mengen an z. B. Aluminium, Nickel, Kalzium, Silicium od. dgl. aufweist.

Ein typisches Nachbehandlungsmittel, das bei dem neuen Verfahren eingesetzt werden kann, weist folgende Bestandteile auf:

Bestandteil

Gewichts-%

Silicium

Aluminium

Magnesium

Kalzium

Barium

Strontium

Eisen

45-83
0,1-4
1-1,6
0,1-4
0,1-9
0,1-4

Rest

Es können auch Nickel-Magnesium-Legicrungen als Basislegierung verwendet werden·, während andere Zusatzstoffe in speziellen Ansätzen enthalten sein können.

Das Nachbehandlungsmittel kann durch Erschmelzen und homogenes Mischen der einzelnen Komponenten in Form einer chemisch kombinierten homogenen Legierung gewonnen werden.

Das oben beschriebene Nachbehandlungsmittel kann der Schmelze in einer Menge von etwa 0,25 bis etwa 1,5, vorzugsweise zwischen etwa 0,4 bis 0,8Gew.-%, bezogen auf die Schmelze, zugefügt werden, worauf durch entsprechende Bewegung der Schmelze das Nachbehandlungsmitte! in der Schmelze homogen dispcrgicrt wird.

Die Rückgewinnung des Magnesiums des Nachbehandlungsmittels liegt bei dem neuen Verfahren wenistens bei etwa 85, häufig in der Nähe von etwa 100%. Dabei wird die Wiedergewinnung oder Rückgewinnung des Magnesiums bestimmt als die Summe des erhöhten Magnesiumgehaltes des sphärolithischen Gußeisens und der Magnesiumverluste bei der Entschwefelung mit Magnesium, geteilt durch die Magnesiummenge, die mit dem Nachbehandlungsmittel der Schmelze zugeführt wird. Bei der Entschwefelung reagiert das Magnesium unter Bildung von Magnesiumsulfid, das in bekannter Weise unmittelbar vor dem Vergießen beseitigt wird.

Durch das neue Verfahren läßt sich das Nachbehandlungsmittel wesentlich sicherer und weniger gefährlich in die Schmelze einbringen. Dabei wird die Anzahl der auftretenden Explosionen, Aufflammungen, der Raucherzeugung u. dgl. gegenüber den üblichen Verhältnissen stark herabgesetzt.

Das neue Verfahren gestattet auch eine genaue Kontrolle der Größe und Verteilung der Graphitkügelchen in dem Gußeisen. Dies zeigt das in Fig. 1 wiedergegebene Mikrofoto eines sphärolitischen Gußeisens. Das Eisen wurde in der Schmelze 3 Minuten vor dem Vergießen mit einem Naehbchandlungsmittel, das 1 Gew.-% Magnesiumgehalt besaß, in einem Anteil von 0,6Gew.-%, bezogen auf die Gcsamtschmelze. für die Dauer von 3 Minuten behandelt. Das Nachbehandlungsmittel enthielt neben dem Magnesium etwa 48 Gew.-% Silicium.0,7 Gew.-% Aluminium, 0,6Gew.-¹:·;, Kalzium und den Rest F.isen. Das Foto zeigt, daß die Graphitkügelchen von relativ gleichförmiger Größe und Verteilung sind. Das vorliegende Graphit ist dabei im wesentlichen vollständig in Kugelform überführt. Das Wrgleichsfoto nach Hg. 2 entspricht einem sphärolithischen Gußeisen, das in dergleichen Weise wie das Gußeisen, das dem Foto nach Fig. I zugrunde liegt, hergestellt und aus der gleichen Pfanne entnommen worden ist, wobei jedoch als Nachbehandlungsmittel ein Mittel verwendet wurde, welches 47 Gew.-% Silicium, 0,8 Gew.-% Kalzium und 1 Gew.-% Aluminium enthält.

Das aus der Schmelze, die nach dem neuen Verfahren behandelt worden ist, erhaltene sphärolithische Gußeisen enthält allgemein etwa 0,03 bis 0,075, vorzugsweise von etwa 0,04 bis etwa 0,06, insbesondere jedoch von etwa 0,045 bis etwa 0,055 Gew.-% Magnesium.

Beispiel I

Es wurden zunächst von Roheisen, Stahl und Eisenabfällen in üblicher Weise mehrere Chargen geschmolzenen Eisens von im wesentlichen identischer Zusammensetzung vorbereitet. Diese Chargen wurden zunächst mit einem im Handel erhältlichen und die Kugelgraphitbildung unterstützenden Material in Berührung gebracht, welches 4,5 Gew.-% Magnesium. 2,5Gew.-% Cer, 50Gew.-% Silicium und als Rest im wesentlichen Eisen enthält. Das feste, die Kugelgraphitbildung unterstützende Material wurde in den Boden einer Gießpfanne eingebracht und mit einem festen Eisenblech abgedeckt. Darauf wurde das geschmolzene Eisen in die Gießpfanne eingegossen, wobei sich das Eisenblech und das die Kugelgraphitbildung unterstützende Mittel auflösten. Die Menge von die Kugelgraphitbildung unterstützendem Material variierte von etwa 18 kg pro t (dies ist eine übliche Menge bei dieser Technik zur Herstellung von sphärolithischem Gußeisen), um etwa 0,05 Gew.-% Magnesium in dem fertigen sphärolithischen Gußeisen zu erhalten bis zu einer verminderten Menge von etwa 16 kg pro t, die sonst zu einem Magnesiumgehalt von 0,044 Magnesium in dem sphärolithischen Gußeisen führt. Die Magnesiumrückgewinnung bei der Behandlung liegt bei etwa 50%.

Etwa 1 bis 3 Minuten vor dem Vergießen wird die Schmelze entweder mit einer im Handel erhältlichen Impflegierung oder mit einem Nachbehandlungsmittel nach der vorliegenden Erfindung in Berührung gebracht.

Das im Handel erhältliche Impfmittel enthält ir Gew.-% 48% Silicium, 0,8% Aluminium, 0,7% Kobali und als Rest im wesentlichen Eisen. Die Zusammensetzung der Nachbehandlungsmittel gemäß der Erfin dung ist die folgende:

Nach-

hehandlungs-

mittcl

Zusammensetzung in Gew.-%

Mg Si Al Ca Fe

A	1,0	48	0,7	0,6	Rest
B	1,6	77	1	1	Rest

Die Menge an die Kugelgraphitbildung unterstützendem Mittel, der Umfang und die Art der Behandlung vor dem Vergießen sowie die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften der sich ergebenden sphärolithischcn Gußeisen sind in Tabelle I unten angeführt.

Hin Vergleich jeder der Versuche 1 und 2 mit dem Versuch 3 (bei dem letzteren wurde ein übliches, die Kugelgraphitbildung unterstützendes Verfahren angewendet) zeigt, daß das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zu chemischen und mechanischen Eiseneigenschaltcn führt, die wenigstens gleich gut sind wie jene nach dem üblichen Verfahren, wobei jedoch 12,5 Gew.-% weniger an die Kugelgraphitbildung unterstützendem Mittel bei der Hrstbehandlung benötigt wurde. Der Versuch 4 verdeutlicht ein übliches Verfahren unter Verwendung von ebenfalls 12,5 Gew.-% weniger an die Kugelgraphitbildung förderndem Mittel bei der Hrstbehandlung. Jedoch zeigt sich, daß bei diesem Versuch die chemischen und mechanischen Eigenschaften des sich ergebenden Gußeisens weniger akzeptabel sind als bei den Versuchen 1-3.

Mikroskopische Untersuchungen der Muster, die von jedem der erhaltenen Gußeisenarten gewonnen wurden, zeigen, daß bei den Versuchen 1 und 2 eine vollständige Kugelbildung des Graphites, und zwar mit Graphitteilchen, erhalten wurde, die in beiden Fällen von relativ gleichförmiger größerer Verteilung über das ganze Gußstück vorliegen. Die Graphitkügelchen in dem Gußeisen des Versuchs 3 sind ebenfalls relativ gleichförmig über das Gußstück verteilt, variieren jedoch merklich in der Größe. Bei dem Versuch 4 wurde keine vollständige Kugelgraphitbildung erzielt, und die Graphitteilchen lagen auch weder in gleichförmiger Größe noch Verteilung im Gußeisenstück vor.

Beispiel Il

Es wurde ein Verfahren ähnlich dem nach Beispiel I angewendet mit der Ausnahme, daß das die Kugelgraphitbildung unterstützende Mittel in das Gußeisen durch ein »Tauchverfahren« eingebracht wurde, bei dem das Mittel gemäß Beispiel I in die Eisenschmelze mit Hilfe einer abgedeckten Gießpfanne eingestoßen wurde. Die Vorgießbehandlung wurde unter Verwendung eines anderen im Handel erhältlichen Impfmittels sowie unter Verwendung des Nachbehandlungsmittels C durchgeführt. Diese Materialien besaßen die folgende Zusammensetzung:

Zusammensetzung in Gew.-%
Mg Si Ca Al

/8

0,9

Übliches
Impfmittel B

Nachbehand- 1,21 46
lungsmittel C

Die verwendeten Mengen und die erzielten Eigenschaften sind unten in Tabelle II angeführt.

Wiederum zeigt ein Vergleich der Versuche 5 und 6 daß die vorliegende Erfindung ein sphärolithische; Gußeisen liefert, welches metallurgische und mecha nische Eigenschaften aufweist, die wenigstens ebenso gut sind wie diejenigen, welche bei Anwendung dei üblichen Verfahren erhalten werden. Das bedeute im vorliegenden Falle eine Verminderung um 32°/ der Menge an die Kugelgraphitbildung unterstützen dem Mittel bei der Erstbehandlung. Eine ähnliche Ver minderung unter Verwendung eines üblichen Verfah rens (vgl. Versuch Nr. 7) führt zu einem Produkt vor wesentlich unterlegenen metallurgischen und physikalischen Eigenschaften.

Tabelle 1

Versuch

Kugelgraphit
bildendes

Mittel in kg/t

Vorgießbehandlung
in kg/t

Chemische Zusammensetzung in Gew.-%

Mg

Ce

Si

Magnesiumrückgewin
nung in %

16
16
18

16

Mittel A 7,3	0,048	0,017	0,013	2,90	90
Mittel B 6,3	0,040	0,028	0,017	2,95	92
handelsübliches	0,051	0,020	0,016	3,00	-
Impfmittel A 7,3
handelsübliches	0,039	0,022	0,017	2,78	-
Impfmittel A 7,3

Mechanische Eigenschaften

Versuch

Nr.

Zugfestigkeit
in kg/cm³ ■ io'

Brinell-Härte

Verhältnis von
Zugfestigkeit
und Brinell-Härte

Streckfestigkeit in
kg/cm³· 10*

Prozentuale
Dehnung

6,22
6,05
6,15
5.37

201
201
197
187

442
428
442
402

4,19
3,95
3,88
3,66

15
14
14
10

	25	9	21 440	10	I in kg/t Mg	in kg/cm · 10 Härte	Ce	0,5 Gew.-%	S	Magnesium
				Mittel C 1,76 0,043	Nr.	0,007		0.010	rückgcwin-
Tabelle II		Kugelgraphit VorgieUbehandlung Chemische Zusammensetzung in Gew.-"/;.	handelsübliches 0,056		0,007	0,012	Si nung in %
Versuch		bildendes in kg/t	Impfmittel B 1,05	6,67 201			2,34 97
Nr.	Mittel	handelsübliches 0,033	6,02 204	0,006	0,011	2,80
	0,59	Impfmittel B 1,05	5,69 192
5	0,87	Mechanische Eigenschaften	Vergleichsbeispiele			2,36
6		Versuch Zugfestigkeil Brinell-		Verhältnis von	Streckfestig
	0,59	Nr.	Zugfestigkeit	keit in
7			und Brinell-	kg/cm- ■ K)¹	Prozentuale
		Härte		Dehnung
	5	470	3,97
	6	419	3,92
	7	421	3,72	14
		Magnesium führt	12
		10
		zu keiner Rauchbildi

Das Verfahren nach Beispiel I wurde wiederholt, und zwar unter Verwendung von Magnesium enthaltenden Ferrosiliciumlegierungen, welche 0,5, 2,1, 2,3 und 3,5 Gew.-% Magnesium enthalten. Diese Legierungen wurden als Nachbehandlungsmittel verwendet. Jede Legierung enthält etwa 48 Gew.-% Silicium, während der Rest im wesentlichen Eisen ist.

Jede Nachbehandlungslegierung wurde der Schmelze., die zuvor mit einem die Kugelgraphitbildung unterstützenden Material gemäß Beispiel I in der in diesem Beispiel angegebenen Weise in Berührung gebracht worden ist, in einer Menge von etwa 0,7 Gew.-% der Eisenschmelze zugeführt. Eine große Menge an Rauch und eine Anzahl von Aufflammungen begleiteten die: Einführung der Legierungen, welche 2,1 und 2,3 Gew.-% Magnesium enthielten. Die Magnesiumrückgewinnung für diese Legierungen (bestimmt in der an Hand des Beispiels I beschriebenen Weise) lag bei etwa 40%. Die Hinzufügung einer Legierung mit 3,5 Gew.-% Magnesium führte zu Wogen und Wolken von Rauch und übermäßigen Aufflammungen. Die Magnesiumrückgewinnung lag bei etwa 25%. Die Gesundheits- und Sicherheitsschäden bei der Zugabe von Legierungen, welche 2,1, 2,3 und 3,5 Gew.-% Magnesium enthalten, waren so schwer, daß diese Legierungen von der kommerziellen Verwendung ausgeschlossen sind.

Die Hinzufügung einer Magnesiumlegierung mit:

rückgewinnung ist hoch. Um jedoch die Magnesiummenge in dem schließlich erhaltenen sphärolithischen Gußeisen zu erhöhen bei gleichzeitiger Verminderung des in der Erstbehandlung beigegebenen als die Bildung von Graphitkugeln unterstützendem Mittel dienenden Magnesiums um etwa 15 oder mehr % führt dazu, daß die das Magnesium in 0,5% enthaltende Legierung in der Nachbehandlung in derart großen Mengen verwendet werden mußte, daß der Siliciumgehalt des sphärolithischen Gußeisens über den gewünschten maximalen Wert hinaus gesteigert werden mußte, was die metallurgischen und physikalischen Eigenschaften des sphärolithischen Gußeisens entscheidend beeinträchtigt.

Im Vergleich mit dem oben Dargelegten und zur weiteren Illustrierung der hohen Magnesiumrückgewinnungswerte, die mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung erhalten werden, wurde das Nachbehandlungsmittel C des Beispiels II (1,21 Gew.-% Magnesium) einer Laboratoriumsschmelze eines magnesiumfreien Eisens bei einer Temperatur von 1482 C und in einer Menge von 6 Gew.-% der Schmelze zugefügt. Es wurde keinerlei Rauchbildung und keinerlei Aufflammung im Augenblick der Zugabe beobachtet Die chemische Analyse der Schmelze nach der Zugabe zeigt einen Anteil von 0,74 Gew.-% Magnesium, was im wesentlichen der gesamten Magnesiummenge des Nachbehandlungsmittels C entspricht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mit Magnesium behandeltem. Kugelgraphit enthaltendem Gußeisen, bei dem in das aus entsprechenden Einsatzmaterialien erschmolzene Ausgangseisen im schmelzflüssigen Zustand zunächst ein die Bildung von Kugelgraphit förderndes, vorzugsweise Magnesium und/oder seltene Erden enthaltendes Vorbehandlungsmittel eingebracht wird und kurz vor dem Vergießen mit einem von dem Vorbehandlungsmittel verschiedenen Nachbehandlungsm.ttel versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbehandlungsmittel in einer Menge eingebracht wird, daß es in der Schmelze des vorbehandelten sphärolithischen Gußeisens in einem Anteil von etwa 0,02 bis etwa 0,055 Gew.-% vorüegt und daß die Schmelze mit einem Nachbehandlungsmittel versetzt wird, das einen Gehalt an Magnesium von etwa 0,8 bis etwa 1,8 Gewichtsprozent aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbehandlungsmittel in ener Menge eingebracht wird, die zu einem Gehalt in der vorbehandelten Schmelze zwischen etwa 0,03 bis etwa 0,045 Gewichtsprozent, vorzugsweise /wischen etwa 0,033 bis etwa 0,042 Gewichtsprozent führt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbehandelte Schmölze mit dem Nachbehandlungsmittel in einer Menge von etwa 0,25 bis etwa 1,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen etwa 0,4 bis etwa 0,8 Gewichtsprozent, bezogen auf die Schmelze versetzt wird.

4. Nachbehandlungsmittel zur Verwendung in dem Verfahren nach Anspruch 1, bestehend aus einer mit dem vorbehandelten sphärolithischen Gußeisen verträglichen Grundlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß es Magnesium in einer Menge von etwa 0,8 ois etwa 1,8 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 1 bis 1,6 Gewichtsprozent enthält.

5. Nachbehandlungsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Basislegierung eine Ferrosilicium- oder Nickellegierung dient.