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GUßEISEN-MODIFIZIERMITTEL UND DESSEN
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ANWENDUNG Die Erfindung bezieht sich auf Gußeisen-Modifiziermittel
und auf deren Anwendung im Eisenhüttenwesen, insbesondere in der Gießerei.
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Bekannt ist die Anwendung von Modifizièrmitteln, die zwecks Verminderung
der Weißfleckigkeit an der Oberfläche von Gußstücken dem flüssigen Roheisen zugesetzt
werden.
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Eine Schicht weisen Roheisens an der Oberflache eines Gußstückes
erschwert dessen Bearbeitung und verschlechtert seine Güte, denn diese Schicht hat
niedrige physikalisch-mechanische Güte.
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Daher werden Eisengußstücke zur Verbesserung der mechanischen
Eigenschaften
der Oberflächenschicht und deren Be arbeitbarkeit einem Glühen in Vergütungsöfen
ausgesetzt.
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Das Glühen von Eisengußstücken trägt zur Verbesserung der mechanischen
Eigenschaften der Oberflächenschicht und der Bearbeitbarkeit dieser Stücke bei,dabei
verschleches tern sich aber die Eigenschaften des Grundmetalls und wird die Herstellung
von Eisengußstücken wesentlich teuerer.
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Äus der GB-PS 1225694 ist ein Gußeisenzusatz bekannt, der ein Gemisch
von Ferrosilizium und Seltenerdmetallen in folgenden Gew.-% 90 bis 100 Ferrosilizium
und O bis 10 Seltenerdmetalle darstellt.
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ich es So ein Zusatz gestattet aber beim Gießen in Sand-Lehmformen
nicht, Eisengußstücke mit einer Wanddicke von unter 2 mm zu erhalten.
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Wegen des Fehlens eines Gußeisen-Modifiziermittels für die Herstellung
von Eisengußstücken ohne Weißfleckigkeit können der Energie aufwand bei der Inanspruchnahme
von Glühöfen sowie die Kosten für Hilfsanlagen und das Bedienungspersonal nicht
herabgesetzt werden.
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Zweck der Erfindung ist die Behebung der genannten Schwierigkeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gußeisen-Modifiziermittel
mit einer solchen Zusammensetzung derte standteile und eine derartige Anwendungsweise
zu entwickeln,
die es ermöglichen , dünnwandige Eisengußstücke ohne
Weißfleckigkeit an deren Oberfläche beim Vergießen in Sand-Lehmformen zu erhalten,
die Güte der Eisengußstücke zu verbessern und die Kosten bei deren Her-Vermeidung
der Notwendigkeit stellung durch des Hochtemperaturglühens und von teueren Öfen
für die J)urchführung dieses Glühens durch Reduzierung es ues Bedienungspersonals
zu senken.
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Diese Aufgabe ist durch Schaffung eines Gußeisen-Modifiziermittels
gelöst worden, in welchem Silizium und Seltenerdmetalle sowie erfindungsgemäß zusätzlich
Kohlenstoff und Schwefel enthalten sind, wobei der Gehalt an den genannten Bestandteilen
in Gew.-% wie folgt beträgt: 25 bis 50 Silizium, 20 bis 40 Seltenerdmetalle, 10
bis 30 Kohlenstoff, 0,1 bis 0,3 Schwefel und Rest Eisen.
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Bei Herabsetzung des Siliziumgehaltes des Modifiziermittels unter
den angegebenen Wert wird im modifizierten Gußeisen die Graphitbildung nicht gewährleistet.
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Bei Erhöhung des Siliziumgehaltes über den angegebenen Wert ist eine
Verschlechterung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Gußeisen@zu verzeichnen.
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Falls der Gehalt an Seltenerdmetallen unter dem angegebenen Wert
liegt, wird im Gußeisen die Graphitausbildung
nicht gewährleistet.
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Ein Seltenerdmetallgehalt über dem ange gebenen Wert führt eine Erhöhung
des freien Zementits in Gußeisengefüge herbei.
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Bei Verminderung des Kohlenstoff- und Schwefelgehaltes des Modifiziermittels
bilden sich beim Erstarren des Gußeinens nicht die gewünschten Graphitkristallisationszentren
aus.
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Bei einer Erhöhung des Kohlenstoff- und Schwefelgehaltes des Modifiziermittels
tritt eine Verschlechterung der physikal'isch-mechanischen Eigenschaften des modifizierten
Gußeisens ein.
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Bei der Lösung der Aufgabe wurde eine Anwendungsweise für das besagte
Gußeisen-Modifizicrmittel ausgearbeitet, die die Zugabe der angegebenen Komponenten
des iilodifiziermittels ins flüssige Gußeisen als Gemisch von Silikomischmetall
und Gießereikoks in folgenden Verhältnissen in Gew.-% 70 bis 90 Silikonischmetall
und 10 bis 50 Gießereikoks vorsieht.
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Bei Sil ikomischmet allgehalt des Modifiziermittels unter dem angegebenen
Wert wird das vorgegebene Verhältnis zwischen dem Silizium- und dem Seltenerdmetallgehalt
und die die Graphitbildung fördernde Wirkung nicht erreicht.
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Falls der Gehalt des Modifiziermittels an Silikomischmetall über
dem angegebenen Wert liegt, geschieht; eine heftige
Zunahme der
Weißfleckigkeit an der Oberfläche der Gußstücke Sobald der Gießereikoksgehalt gegenüber
dem angegebenen Wert kleiner ist, fehlt die erforderliche Anzahl von Graphitkristallisationszentren
beim Erstarren des Gußeisen S Bei einem erhöhten Gießereikoksgehalt des Modifiziermittels
ist eine Verschlechterung der physikalisch-niechanischen Eigenschaften des modifizierten
Gußeisen feststellbar.
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Vorzugsweise ist das genannte Modifiziermittel dem flüssigen Gußeisen
in einer Menge von 0,3 bis 0,5 Gew.-% zuzageben.
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Die Eingabe des Modifiziermittels ins flüssige Roheisen in einer
Menge unterhalb.des angegebenen Wertes bietet keine Möglichkeit, dünn7andige Gußstücke
ohne Weißfleckigkeit an der Oberfläche durch Gießen in Sand-Lehmformen zu erhalten.
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Durch die Zugabe des Modifiziermittels zum flüssigen Gußeisen in
einer über dem angegebenen Wert liegenden Menge werden die physikalisch-nechanischen
Eigenschaften des geimpften Roheisens verschlechtert.
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Zur Erläuterung der Erfindung werden nachstehend Beispiele für die
chemischen Zusammensetzungen des Modifiziermittels angeführt und dessen Anwendungsweise
beschrieben.
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Nach Beispiel 1 enthält das Modifiziermittel in Gew.-,% 50 Silizium,
30 Seltenerdmetalle (Zer),
10 Kohlenstoff, 0,1 Schwefel, Rest Eisen.
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Nach Beispiel 2 enthält das Modifiziermittel in Gew.-% 40 Silizium,
20 Seltenerdmetalle (Zer), 30 Kohlenstoff, 0,3 Schwefel, Rest Eisen.
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Nach Beispiel 3 enthält das Modifiziermittel in-Gew.-% 30 Silizium,
16 Seltenerdmetalle (Zer), 29 Kohlenstoff, 0,3 Schwefel und Rest Eisen.
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Die Eigenschaften des Gußeisensbei Verwendung des Modinach den fiziermittels
Beispiels sind aus der nachfolgenden Tabelle erkennbar.
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Das erfindungsgemaße Modifiziermittel enthält in Gew.-% 25 bis 50
Silizium, 20 bis 40 Seltenerdmetalle, 10 bis 30 Kohlenstoff, 0,1 bis 0,3 Schwefel
und Rest Eisen.
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Das erfindungsgemäße Modifiziermittel für Gußeisen zeichnet sich
durch eine hohe Graphitierfähigkeit aus.
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Erzielt wird dies dadurch, daß der im Modifiziermittel enthaltene
und dem Gußeisen zugegebene Kohlenstoff nicht dazu kommt, sich völlig aufzulösen.
Die nicht aufgelösten submikroskopischen Partikel treten als zusätzliche Graphitisierungszentren
auf und tragen damit zur Graphitierwirkung 2 bei. Der Schwefel, indem er sich mit
den Seltenerdmetallen des Modifiziermittels verbindet,<bildet>hochschmelz@ende
Sulfide, die als zusätzliche Mittelpunkte der Graphitbildung wirken, so daß der
Graphitiereffekt des Modifiziermittel3 anwächst.
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Das vorstehend angegebene Verhältnis der Ingredienzien wird dadurch
gesichert, daß sie im Modifiziermittel als Gemisch von Silikonischmetall und Gießereikoks
in folgenden Gew.-% 70 bis 90 Silikominchmetall, 10 bis 30 Gießereikoks enthalten
sind.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Anwendungsweise wird das Modifiziermittel
dem flüssigen Gußeisen als Gemisch von Legierung und Kokses zugegeben.
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Die Graphitierwirkung des Modifiziermittels wird bei dessen Eingabe
in das flüssige Gußeisen in einer Menge von 0,3 bis 0,5 Gew.-% gewährleistet.
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Zur Herstellung des Modifiziermittels wurden drei beispielsmäßige
Zusammensetzungen des Gemisches von Ingredienzien erhalten, von welchen jede jeweils
aus
90, 70 und 60 Silikomischmetall und 10, 30 und 40 Koks in Gew.-%
bestand. Mit jedem Gemisch wurde das Gußeisen modiriziert. Zum Vergleich modifizierte
man parallel das Gußeisen mit einem bekannten Modifiziermittel. Die Graphitierwirkung
des Modifiziermittels ermittelte man nach der Größe der Weißfleckigkeit an einer
technologischen Keilprobe im Vergleich zu dem nicht modifizierten Gußeisen.
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Das Gußeisen von technologischen Proben hatte folgende Werte der
Weißfleckigkeit (siehe Tabelle): Modifiziermittel Menge des zugegebenen Modifiziermittels
(Gew.-%) 0,2 0,) 0,4 U,T Nicht modifiziertes Gußeisen Werte für die Weißfleckigkeit
in mm Bekanntes Moditziermittel 5,2 3,9 2,8 2,1 16 Beispiel 1. 90% Silikomischmetall
und 10% Koks 2,5 1,5 0,0 0,0 16 Beispiel 2. 70% Silikomischmetall und 30% Koks 2,9
2,0 0,5 0,0 16 Beispiel 3. 60% Silikomischmetall und 40% Koks 3,5 2,2 1,2 1,0 16
Die
angeführte chemische Zusammensetzung des erfindung gemäßen Modifiziermittels und
dessen Anwendungsweise tragen, wie aus der Tabelle ersichtlich, zu einer höheren
Graphitier wirkung bei, als das beim Einsatz des bekannten Modifiziermittels bei
der Herstellung von Eisengußstücken der Fall ist.
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Bei einer gegenüber dem angegebenen Wert grö3cren Menge des dem Gußeisen
zugeführten Modifziermittels andert sich die Größe der Weißfleckigkeit nur gering,
dagegen bleibt bei einer gegenüber dem angegebenen Wert kleineren Zugabe des Modifiziermittels
die gewünschte Wirkung aus.
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Die bessere Graphitierfähigkeit des Modifiziermittels ermöglicht
es, dünnwandige Gußstücke ohne Weißfleckigkeit zu erhalten, wodurch deren Bearbeit-barkeit
durch spanende Formung verbessert, eine Graphitglühung vernieden und ertigungskosten
von Gußstücken gesenkt werden.