DE2842019C3 - Betriebsweise zum Druckgießen von rostfreiem Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt - Google Patents

Betriebsweise zum Druckgießen von rostfreiem Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt

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DE2842019C3
DE2842019C3 DE2842019A DE2842019A DE2842019C3 DE 2842019 C3 DE2842019 C3 DE 2842019C3 DE 2842019 A DE2842019 A DE 2842019A DE 2842019 A DE2842019 A DE 2842019A DE 2842019 C3 DE2842019 C3 DE 2842019C3
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melting point
casting
die
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low melting
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Yasuo Numazu Shizuoka Sugiura
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/08Cold chamber machines, i.e. with unheated press chamber into which molten metal is ladled

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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Betriebsweise zum Druckgießen zur Herstellung von rostfreiem Stahl von Austenit-Typ mit niedrigem Schmelzpunkt.
Im allgemeinen werden rostfreie Stähle zum Druckgießen verwendet, jedoch besitzen diese rostfreien Stähle einen hohen Schmelzpunkt von über 1450° C, so daß es schwierig ist, sie so, wie sie sind, zum Druckgießen zu verwenden. Aus diesem Grund sind rostfreie Stähle mit niedrigem Schmelzpunkt entwickelt worden, in denen Elemente, wie Kupfer, Mangan, Silicium, Bor, Niob, Phosphor, Molybdän und dgl. als Zusätze verwendet werden, um den Schmelzpunkt herabzusetzen. Jedoch neigen derartige rostfreie Stähle dazu, eine Bor- oder Phosphorverbindung oder ähnliche Verbindungen zu bilden, die ein Reißen der Druckgußprodukte bei erhöhten Temperaturen hervorrufen, wenn man sie in einer Druckgußform erstarren läßt.
Aus der US-PS 30 00 316 ist ein Verfahren zur Herstellung austenitischer rostfreier Stähle bekannt, die 8 bis 14% Nickel, 16 bis 20% Chrom, 2,5 bis 3,5% Silicium, 0,25 bis 0,55% Bor, 0,2 bis 2,5% Mangan, bis 4% Molybdän und bis 2% Kupfer enthalten; bei diesem Verfahren ließt die Gießtemperatur unter 14500C.
Wenngleich durch Zusatz der genannten Elemente zu herkömmlichen rostfreiem Stahl in den erwähnten Mengenverhältnissen ein verbesserter, rißfreicr, rostfreier Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt werden kann, treten bei dem Stahl für lange Zeit flüssige und feste Phase nebeneinander auf, da er eine große Menge verschiedener Elemente enthält. Deshalb ist es unmöglich, die Rißbildung lediglich durch geeignete Auswahl der Zusammensetzung zu eliminieren, wenn die anderen Verfahrensbedingungen nicht berücksichtigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Druckgußerzeugnissen aus rostfreiem Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt, die im heißen Zustand kaum zur Rißbildung neigen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Betriebsweise beim Druckgießen einer Legierung aus 0,01 bis 0,1% Kohlenstoff, 1,0 bis 3,0% Silicium, 1 bis 12% (ausschließlich 3 bis 7%) Mangan, 8 bis 25% Nickel, 16 bis 20% Chrom, 1,5 bis 2,5% Kupfer, 0,2 bis 0,7% Bor, 0,5 bis 2,0% Molybdän, Rest Eisen, in einer aus einer Wolfram- oder Molybdänlegierung hergestellten Druckgießform, die bei einer Temperatur von 250 bis 4500C gehalten wird, bei einer Gießtemperatur, die die Temperatur der flüssigen Phase der geschmolzenen Legierung um 100 bis 15O0C übersteigt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Einspritzdruck von 200 bis 500 kg/cm2 sowie eine Druckkolbengeschwindigkeit von 0,2 bis 1,0 m/s verwendet wird.
Um die Zeit, während der flüssige und feste Phase ι ο nebeneinander auftreten, abzukürzen, ist es erforderlich, den rostfreien Stahl rasch abzukühlen, und zur Erreichung der raschen Abkühlung ist es wiederum erforderlich, außer den Bedingungen für das Baumaterial der Druckgießform, die Temperatur der Druckgießform und die Gießtemperatur auch die angegebenen günstigsten Werte für den Einspritzdruck und die Spritzkolbengeschwindigkeit zu wählen.
Bei zu niedrigem Einspritzdruck würde das geschmolzene Metall nicht gegen die Innenoberfläche der Druckgießform gepreßt und damit nicht rasch abgekühlt werden. Dies verursacht eine ungleichmäßige Erstarrung des geschmolzenen Metalles und Rißbildung. Bei zu hohem Einspritzdruck wird jedoch das eingespritzte geschmolzene Metall sehr dicht an die
unregelmäßige Oberfläche der Form gedrückt, so daß die Widerstandsfähigkeit gegenüber der Abtrennung des Gußerzeugnisses von der Form und damit die Rißbildung des Erzeugnisses erhöht werden. Daher liegt der geeignete Einspritzdruck bei 200 bis 500 und
jo vorzugsweise 300 bis 400 kg/cm2.
Das geschmolzene Metall wird bei einer Kolbengeschwindigkeit unterhalb 0,2 m/s zufolge unregelmäßigen Flusses nicht gründlich in den Hohlraum der Form eingespritzt, wodurch Temperaturunterschiede inner-
halb des gesamten eingespritzten geschmolzenen Metalls und Hitzerisse zufolge des unzureichenden Einspritzdruckes hervorgerufen werden. Wenn andererseits die Geschwindigkeit des Einspritzkolbens über 1 m/s liegt, wird eine turbulente Strömung des geschmolzenen Metalls in der Form erzeugt und damit das Gußerzeugnis porös gemacht. Da sich das geschmolzene Metall an den porösen Stellen des Gusses nicht gleichmäßig verfestigt, erfolgen an diesen Stellen leicht Rißbildungen. Beim Spritzgießen von rostfreiem
4> Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt ist es daher zweckmäßig, das geschmolzene Metall mit einer Kolbengeschwindigkeit von 0,2 bis 1,0 m/s, vorzugsweise 0,6 ±0,1 m/s, einzuspritzen.
Somit können Gußerzeugnisse aus rostfreiem Stahl
3d mit niedrigem Schmelzpunkt erhalten werden, indem man eine Legierung aus den erwähnten Elementen, die die oben erwähnte Zusammensetzung besitzt, unter den oben beschriebenen Gießbedingungen unmittelbar erstarren läßt.
'' Versuch und Vergleichsversuch
Ein Werkstoff mit der Zusammensetzung 0,06% C, 2,5% Si, 9,0% Mn, 10,0% Ni, 16,7% Cr, 1,9% Cu, 0,4% B und 0,9% Mo, Rest Fe, wurde unter den folgenden no Bedingungen in einer Druckgießform vergossen:
Temperatur
der Druckgießform: 300, 400°C
Gießtemperatur: 145O0C
ι,.-, Einspritzdruck:
Druckkolbengeschwindigkeit:
200, 500, ggf. außerdem
100, 400, 600 kg/cm2
0,15, 0,60, 1,20 m/s.
4
Die Ergebnisse des Druckgießens unter diesen bilden, in denen die Gießbedingungen außerhalb des bei Bedingungen sind in der nachfolgenden Tabelle dem erfindungsgemäßen Verfahren definierten Bereizusammengefaßt Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß ches liegen,
sich zu einem hohen Prozentsatz Risse in den Fällen
Tabelle
Verhältnis zwischen Gießbedingungen und
Rißbildung
Formtemp. Druckkolben- Einspritzdruck Rißgeschwindigkeit bildung
( C) (m/s) (kg/cm2) (%)
I 300 0,15
I' 400 0,15
[i 0,60
100 93
200 90
400 87
500 87
600 87
100 68
200 50
400 30
500 40
600 60
100 88
200 70
400 60
500 60
600 70
200 85
500 85
200 10
500 30
200 50
500 40

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Betriebsweise beim Druckgießen einer Legierung aus 0,01 bis 0,1% Kohlenstoff, 1,0 bis 3,0% Silicium, 1 bis 12% (ausschließlich 3 bis 7%) Mangan, 8 bis 25% Nickel, 16 bis 20% Chrom, 1,5 bis 2,5% Kupfer, 0;> bis 0,7% Bor, 0,5 bis 2,0% Molybdän. Rest Eisen, in einer aus einer Wolfram- oder Molybdänlegierung hergestellten Druckgießform, die bei einer Temperatur von 250 bis 4500C gehalten wird, bei einer Gießtemperatur, die die Temperatur der flüssigen Phase der geschmolzenen Legierung um 100bis 1500Cübersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einspritzdruck von 200 bis 500 kg/cm 2 sowie eine Druckkolbengeschwindigkeit von 0,2 bis 1,0 m/s verwendet wird.
2. Betriebsweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einspritzdruck von 300 bis 400 kg/cm2 verwendet wird.
DE2842019A 1977-09-29 1978-09-27 Betriebsweise zum Druckgießen von rostfreiem Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt Expired DE2842019C3 (de)

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GB2005168B (en) 1982-03-24
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