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Verfahren zur Herstellung harter gußeiserner Gegenstände. Die Herstellung
harter gußeisemer Gegenstände erfolgt bisher dadurch, daß man hartes, weißes und
weiches tiefgraues Roheisen, bisweilen unter Zusatz von anderen Metallen, Wie z.
B. Ferromangan, mischt und in solche Formen gießt, die je nach gier Ausdehnung der
gewünschten Oberflächenhärte, ganz oder teilweise aus eisernen Schalen, zum anderen
Teil aus Sand oder Masse bestehen, so daß die auf Schale gegossenen Flächen hart,
die anderen weich sind. Die Bruchfläche solcher Gußstücke zeigt an der von der harten
Fläche gebildeten Kante ein silberweißes, dichtes Gefüge, welches strahlenförmig
in den von grauem oder halbiertem Gußeisen gebildeten Kern übergeht. ' Ein Übelstand
der an sich schwierigen Bearbeitung der harten Flächen ist es, da die Härte entsprechend
der Veränderung des Gefüges von außen nach innen abnimmt, daß gerade die härteste
Schicht bei der Bearbeitung verlorengeht. Da ferner der Kohlenstoff in der harten
Schicht fast nur in gebundenem Zustande vorhanden ist, so haben diese bearbeiteten
Flächen ein sehr dichtes Gefüge und infolgedessen einen geringen Reibungskoeffizienten,
der die für manche Gegenstände, wie z. B. Müllereiwalzen, gewünschte Griffigkeit
sehr heruntersetzt. Die Herstellung der Gießschalen erhöht die Erzeugungskosten
für solche Gußstücke in bedeutendem Maße und bedingt bei der großen Menge der für
eine Spezialgießerei erforderlichen Schalen ganz bedeutende Anlagekosten.
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Gemäß der Erfindung erfolgt die Härtung nicht beim Guß, sondern der
in Sand, Masse oder Lehm gegossene Gegenstand wird aus der Form genommen, geputzt,
falls nötig oder erwünscht bearbeitet und dann erst gehärtet.
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Zu diesem Zweck wird gewöhnliches graues oder meliertes Roheisen,
also Eisen von hohem Gehalt an perlitischem Kohlenstoff (der nach neuesten Forschungen
bis o,go Prozent beträgt), geschmolzen und in die für gewöhnlichen Grauguß gebräuchlichen
Formen vergossen. Die gegossenen und gegebenenfalls bearbeiteten Gegenstände werden
erhitzt und darauf in Wasser oder einer anderen Flüssigkeit abgeschreckt und - dadurch
gehärtet. Diese Erhitzung darf aber keine beliebige sein, sondern sie muß mindestens
bis zu dem Hitzegrade gehen, bei welchem die Umwandlung des Perlits in Martensit
vor sich geht. Das ist der aus der Metallographie bekannte sogenannte Haltepunkt
oder Calescenzpunkt.
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Durch Versuche wurde nämlich festgestellt, daß, wie beim Stahl bereits
bekannt, es auch bei Gußeisen möglich ist, den größten Teil des Perlits in Martensit
überzuführen, wenn man. das Gußeisen mindestens bis zum Haltepunkt erhitzt, und
daß es demnach möglich ist, güßeiserne Gegenstände in gleicher Weise, wie es für
Stahl bekannt ist, dadurch zu härten, daß man die mindestens bis zum Haltepunkt
erhitzten Gegenstände so rasch abkühlt, daß die Umwandlung des Martensits nicht
vor sich gehen kann oder je nach der Geschwindigkeit, mit der die Abkühlung erfolgt,
stark behindert wird.
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Der Haltepunkt wird zuvor an einer Eisenprobe
gleicher
Zusammensetzung wie die der zu härtenden Gegenstände in bekannter Weise bestimmt.
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Die so hergestellten Gegenstände ergeben je nach ihren e-uerschnittsabmessungen
eine durchgängige- oder mehr oder weniger tiefe Härte. Da die Gegenstände gegebenenfalls
schon vor der Härtung fertig bearbeitet werden können, so bleibt hier im Gegensatz
zum Hartguß die härteste Schicht für den Gebrauch erhalten.
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Nach diesem Verfahren hergestellte Versuchskörper von verhältnismäßig
starkem Querschnitt, die also nicht ganz durchgehärtet sind, zeigen auf der Bruchfläche
im Innern die gewöhnliche graue Farbe wie vor dem Härten; nach außen nimmt die Farbe
an Helligkeit zu. Dagegen ist die Verteilung der Graphitadern eine über die ganze
Fläche gleichmäßige. Der Unterschied in der Färbung wird lediglich durch die verschieden
gefärbte Grundmasse, nämlich Perlit im Innern und Martensit im Äußern, hervorgerufen.
Die mittels des Skleroskopsvon S h or e festgestellte Härte nimmt durch das Verfahren
bedeutend zu, beispielsweise von 45 auf 85.
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Die chemische Untersuchung ergibt; daß der Gehalt an Gesamtkohlenstoff
nach dem Härten etwas geringer- ist als vorher, Dieser Verlust bezieht sich sowohl
auf den Gehalt an Graphit wie an gebundenem Kohlenstoff und dürfte auf die Oxydation
beim Glühen zurückzuführen sein.
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Weitere Versuche haben ergeben, daß auch weißes Eisen sowohl in Sand,
wie auch selbst in Schale gegossen noch eine Härtezunahme zeigt, wenn es nach demVerfahrenbehandeltwird.
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Da der Graphitgehalt des verwendbaren Eisens ziemlich groß sein kann
und beim Glühen und Abschrecken als Graphit erhalten bleibt, so zeigen nach dem
neuen Verfahren hergestellte Gegenstände auf den bearbeiteten Flächen unter dem
Mikroskop ein weniger dichtes Gefüge als der Schalenhartguß. Dieser Umstand ist
für manche Zwecke insofern von Vorteil, als er den Walzen eine bedeutend größere,
den Porzellanwalzen nahekommende Griffigkeit gegenüber den Schalenhartgußwalzen
verleiht, so daß nach diesem Verfahren hergestellte Walzen einen. Ersatz für Porzellanwalzen
bilden.