DE3610054A1

DE3610054A1 - Laepp-werkzeug und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3610054A1
Application number: DE19863610054
Authority: DE
Inventors: Masaharu Tokio/Tokyo Kinoshita; Norio Yamagata Masuda; Takanobu Yokohama Kanagawa Nishimura; Toshio Tokio/Tokyo Shikata; Hirokazu Kawasaki Kanagawa Tokoro
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1986-03-25
Publication date: 1986-10-02
Anticipated expiration: 2006-03-26
Also published as: JPH0480791B2; DE3610054C2; US4867803A; KR860007061A; US5041173A; JPS61219566A; KR920003213B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Läpp-Werkzeug, das zum Läppen von Gegenständen, wie Siliziumplatten, optische Linsen usw. verwendet wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Läpp-Werkzeuges.

Obwohl das erfindungsgemäße Läpp-Werkzeug für verschiedene Anwendungen brauchbar ist, wird die Erfindung als Beispiel zum Läppen einer Siliziumplatte beschrieben.

Zum Läppen einer Siliziumplatte wird diese Platte zwischen ein rotierendes oberes Läpp-Werkzeug und ein rotierendes unteres Läpp-Werkzeug von Scheiben eingelegt, und es werden Schleifteilchen in Form eines flüssigen Breies zwischen die obere Fläche und die untere Fläche der Platte und die inneren Flächen der beiden Läpp-Werkzeuge eingebracht. Da die Läpp-Werkzeuge unter Druck gedreht werden, werden dünne Schichten der Platte durch die Schneidkraft der Schleifteilchen weggeschnitten, wodurch die Oberflächen der Platte abgeschliffen werden. Mit anderen Worten, es wird die Ebenheit der Läpp-Werkzeuge auf die Oberflächen der Platte übertragen.

Ein solches Läppen erfolgt zu dem Zwecke, die Oberfläche einer Siliziumplatte, eines Edelsteins, eines Metallgegenstandes, einer optischen Linse, von Gläsern oder keramischen Gegenständen usw. eben oder glatt zu machen, und es sind die Anforderungen an das Läppen mit der Zeit erhöht worden, und zwar infolge der schnellen Entwicklung der elektronischen Technik.

Allgemein werden beim Läppvorgang einer Siliziumplatte feine Tonerdeteilchen (Al₂O ) oder Zirkonerdeteilchen (ZrO₂) als Schleifteilchen verwendet. Die Teilchengröße der Schleifteilchen hat eine unmittelbare Wirkung auf den Läpp-Wirkungs-

grad, die Oberflächenrauhheit des Werkstückes und die Tiefe einer Oberflächenschicht des Werkstückes, die durch das Läppen eine Restspannung und Kratzer enthält, üblicherweise wird eine Korngröße von Nr. 1000 bis Nr. 1200 Verwendet. Die Läpp-Eigenschaft einer Siliziumplatte wird beeinflußt durch die Affinität oder Schmierung zwischen den Läpp-Werkzeugen und den Schleifteilchen. Wenn das Grundmaterial oder die Matrix des Läpp-Werkzeuges aus Stahl besteht, ist die Affinität zwischen den Schleifteilchen und dem Läpp-Werkzeug gering, sodaß nach dem Läppen eine große Anzahl von Kratzern auf der Oberfläche des Werkstückes gebildet werden. Aus diesem Grunde ist in den letzten Jahren Graphit enthaltendes Gußeisen allgemein verwendet worden. Im einzelnen zeigen die Experimente, daß Kugelgraphit oder kugelähnliches Graphit enthaltendes Gußeisen zum Läppen einer Siliziumplatte besonders geeignet ist. Es hat also der Zustand der Kristallisation des Graphits einen großen Einfluß auf die Qualität der Oberfläche der geläppten Siliziumplatte, jedoch ist die optimale Bedingung für die Beschaffenheit noch nicht deutlich verstanden worden.

Obwohl die Ebenheit des Läpp-Werkzeuges einen unmittelbaren Einfluß auf die Ebenheit einer Platte hat, und da die Ebenheit des Läppwerkzeuges auf die Oberfläche der Platte übertragen wird, wird die Ebenheit des Läpp-Werkzeuges durch die Härte und die Gleichförmigkeit des Läpp-Werkzeuges bestimmt. Die bekannten Läpp-Werkzeuge aus Kugelgraphit-Gußeisen verwenden ein Material mit einer Bullaugenform entsprechend JIS FCD 45 (JIS bedeutet japanischer Industriestandard) oder ein Material mit einer Ferritstruktur entsprechend JIS FCD 40. Beide Materialien haben eine Härte von etwa Hv 100-200 (gemessen mit einem Vickers-Härtemeßapparat unter einer Belastung von 500g), sodaß sie weich sind und einer Abnutzung unterworfen sind. Aus diesem Grunde besteht bei diesen Materialien ein Problem, daß die Ebenheit verringert wird. Außerdem ist das bekannte Läpp-Werkzeug aus Gußeisen nicht homogen, sodaß das Läpp-Werkzeug durch die Schleifteilchen ungleichförmig geläppt wird, wodurch

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ein weiteres Problem der Verringerung der Ebenheit auftritt.

Während des Läppvorganges wird das Läpp-Werkzeug selbst durch die Schleifteilchen abgeschliffen, sodaß an den Enden der auf dem Läpp-Werkzeug gebildeten Nuten Grate gebildet werden. Diese Grate fallen auf die Oberfläche der Platte, wodurch deren Oberfläche beschädigt wird. Je größer die Dehnungseigenschaft der Matrix des Läpp-Werkzeuges ist, umso bedeutender ist die Bildung der Grate. Dieses bewirkt auch ein Problem für die Ferritstruktur der Materialien entsprechend FCD 45 und FCD 40. Wenn das Material des Läpp-Werkzeuges eine niedergeschlagene Phase aus harten und groben Karbiden aus beispielsweise Molybdän, Mangan oder Chrom oder Schadstoffen enthält, fallen, wenn das Läpp-Werkzeug abgeschliffen ist, die Grate ab und beschädigen die Plattenoberfläche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde; ein neues Verfahren zur Herstellung von Kugelgraphit-Gußeisen zu schaffen, das zur Herstellung von Läpp-Werkzeugen verwendbar:ist und das in der Lage ist, die Ebenheit, die Instandhaltungseigenschaft und die Lebensdauer des Läpp-Werkzeuges zu verbessern, wobei eine angemessene Verteilung des Graphits sichergestellt ist, wobei das Werkzeug ferner frei von der Bildung von Graten an den Enden der Nuten ist und ferner frei von Gießdefekten, wie niedergeschlagene grobe Karbide oder Schadstoffe. Durch das erfindungsgemäße Verfahren soll auch der Einschluß von Oxiden, Lunkerhöhlungen und die Bildung von Gasblasen verhindert werden, welche eine Beschädigung der Oberfläche eines zu läppenden Werkstückes, wie eine Siliziumplatte, Glaslinsen oder dergleichen bewirken können.

Ferner soll durch die Erfindung ein neues Läpp-Werkzeug geschaffen werden, daß in der Lage ist, soweit wie möglich die Abnutzung zu vermindern, die durch die Schleifteilchen hervorgerufen wird, wodurch die Ebenheit aufrechterhalten wird und die Lebensdauer rles Läpp-Werkzeuges erhöht wird.

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Dies wird in einer Hinsicht nach der Erfindung erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung von Kugelgraphit-Gußeisen zum Anfertigen eines Läpp-Werkzeuges, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine geschmolzene Zusammensetzung, bestehend aus 3,0 3,8 Gewichts% Kohlenstoff, 2,0 - 2,9 Gewichts% Silizium, 0,3

- 0,9 Gewichts% Mangan, weniger als 0,05 Gewichts% Phosphor, weniger als 0,03 Gewichts% Schwefel, 0,2 - 1,0 Gewichts% Nickel, 0-0,8 Gewichts% Kupfer, 0-0,5 Gewichts% Molybdän, 0,03

- 0,9 Gewichts% Magnesium und Resteisen in eine Gießform gegossen wird und daß eine Seite des gegossenen Rohlings abgekühlt wird, wodurch eine einseitig gerichtete Erstarrung bewirkt wird, wobei diese eine Seite als Arbeitsfläche des Läpp-Werkzeuges verwendet wird.

In einer anderen Hinsicht der Erfindung wird ein Läpp-Werkzeug aus Kugelgraphit-Gußeisen geschaffen, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß das Kugelgraphit-Gußeisen eine Sptärizität von mehr als 80% aufweist und daß der Durchmesser der Graphitteilchen kleiner ist als 100μΐη, daß die Graphitteilchen eine Dichte von

2
»mehr als 70/mm und eine Vickersr'Härte von mehr als 200 haben.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a eine Draufsicht auf die Arbeitsfläche

eines Läpp-Werkzeuges gemäß der Erfindung ,

Fig. 1b einen Schnitt entlang dem Durchmesser

des Läpp-Werkzeuges nach Fig. 1a,

Fig. 2a eine Draufsicht auf eine Gießform, die

für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird,

Fig. 2b einen Schnitt durch die Gießform nach

Fig. 2a,

Fig. 3 und 4 grafische Darstellungen, welche die

Wärmebehandlungsschritte für verschiedene Zusammensetzungen zeigen,

Fig. 5 eine grafische Darstellung, welche die

Schritte der Wärmebehandlung zeigt, durch die das Werkstück nach der Bearbeitung erneut erhitzt wird und dann abgeschreckt wird, um eine Martensit-Struktur zu erhalten,

Fig. 6 eine grafische Darstellung, welche die

Schritte der Wärmebehandlung zeigt, die erforderlich sind, um die getemperte Martensit-Struktur zu erhalten,

Fig. 7 eine grafische Darstellung, welche die

Schritte der Wärmebehandlung zeigt, die zur Erzielung einer Bainit-Struktur erforderlich sind,

Fig. 8 Schliffbilder mit 100-facher bzw. 400-facher Vergrößerung, welche die Graphitverteilung in einer Matrix zeigen,

Fig. 9 die Beziehung zwischen der Änderung in

der Ebenheit des Läpp-Werkzeuges und der Anzahl der geläppten Siliziumplatten,

Fig. 10 Schliffbilder mit 100-facher bzw. 400-facher Vergrößerung, welche die Graphitverteilung in einem bekannten Ferrit-Läpp-Werkzeug zeigen,

Fig. 11a und

11b Schliffbilder, welche die Nutenenden des

Läppwerkzeuges zeigen,

Fig. 12 eine grafische Darstellung, welche den

Prozentsatz an Ausschuß zeigt, die durch Plattenkratzer hervorgerufen sind, und

Fig. 13 Schliffbilder mit 100-facher bzw. 400-facher Vergrößerung, welche die Graphitverteilung in einer Perlit-Matrix zeigen.

Die Erfindung wird nunmehr an bevorzugten Ausführungen der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Vr

Wie in den Figuren 1a und 1b gezeigt/ besteht das Läpp-Werkzeug 10 nach der Erfindung beispielsweise aus einer ringförmigen flachen Scheibe mit einem Außendurchmesser von 500 - 1300mm, einem Innendurchmesser von 100 - 500mm und einer Dicke von 30 - 60mm. Die Arbeitsfläche des Läpp-Werkzeuges 10 ist beispielsweise mit mehreren Nuten 11 in Form einer Matrix versehen, welche den Strom von Schleifteilchen ermöglichen. Bevorzugte Abmessungen der Nuten 11 sind: Breite:1,5 - 3/0mm; Tiefe: 10 - 15mm und Abstand: 20 - 40mm. Die Außenfläche ist mit öffnungen 12 zur Aufnahme von nicht gezeigten Montagebolzen versehen.

Das in den Fig. 1a und 1b gezeigte Läpp-Werkzeug ist unter Verwendung einer Gießform hergestellt worden, wie sie in den Fig. 2a und 2b gezeigt ist. Wie gezeigt, ist ein Kühler 15 mit einer Dicke von 50 - 200mm vorgesehen. An der gegenüberliegenden Seite der Formhöhlung 18 ist eine übliche Sandform, wie beispielsweise eine Furan-Form 16 oder eine Sandform mit einem wärmeisolierenden Element 17 vorgesehen. Wenn das Gußeisen in die Formhöhlung 18 gegossen wird, erstarrt das Gießmetall , ausgehend von der läppenden Oberfläche 19 oder der Oberfläche in Kontakt mit dem Kühler 15, wodurch eine sogenannte einseitig gerichtete Erstarrung erfolgt.

Mit dieser Gießform wird die untere Hälfte des Gießrohlings des Läppwerkzeuges durch den Kühler 15 gekühlt, wodurch nicht nur eine feine Verteilung des Graphits erreicht wird, sondern auch eine beschleunigte Zersetzung der kristallisierten Karbide während der Erstarrung. Insbesondere solche Elemente, wie Mangan und Molybdän, die zum Zwecke der Verbesserung der Warmhärtungseigenschaft zugesetzt sind, haben eine Tendenz, Karbide zu bilden, die mit einer üblichen Wärmebehandlung schwer zu zersetzen sind. Wenn aber eine gekühlte Anordnung mit der oben beschriebenen Gießform gebildet wird, ergibt sich ein Vorteil insofern, daß die Zersetzung der Karbide durch die Wärmebehandlung verbessert wird. Ferner wird durch eine einseitig gerichtete Erstarrung erreicht, daß Gießdefekte, wie

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Lunkerhöhlungen, Verschmutzungen, Gasporen oder dergleichen nur in dem abschließend verfestigten Teil (oberer Teil) auftreten, wodurch eine zufriedenstellende Struktur der Arbeitsfläche des Läpp-Werkzeuges sichergestellt ist.

Das Verfahren der Wärmebehandlung nach der Erfindung wird in Verbindung mit den Wärmebehandlungsschritten beschrieben, wie sie in den Fig. 3-6 gezeigt sind. Natürlich unterscheiden sich die Wärmebehandlungen voneinander in Abhängigkeit davon, welche Matrixstruktur erhalten werden soll. Die Matrixstruktur des Materials, das zur Herstellung eines Läpp-Werkzeuges nach der Erfindung verwendet wird, ist eine feine Perlitstruktur, Martensitstruktur, getemperte Martensitstruktur oder eine Bainitstruktur. Es wird zuerst ein Verfahren zur Erzielung einer feinen Perlitstruktur in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 beschrieben.

Fig. 3 ist eine grafische Darstellung, welche eine Wärmebehandlung zeigt, die erforderlich ist, um eine Perlitstruktur zu erhalten, wenn das Gußeisen kein Molybdän enthält, eines der die Wärmehärtung verbessernden Elemente, wie es durch eine Zusammensetzung Nr. 1 in der Tabelle I gezeigt ist. Zum Zwecke der Umwandlung oder Zersetzung der während der Gießzeit kristallisierten Karbide wird der gegossene Rohling während einer Zeit von etwa 7-10 Stunden auf einer Temperatur von 930 - 960 ⁰C gehalten, und er wird dann mit Luft gekühlt, und zwar mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 200 — 250⁰C/ Stunde. Zur Bewirkung der Luftkühlung wird ein Ventilator verwendet, umso eine Abkühlungsgeschwindigkeit von 200 - 250⁰C/ Stunde zu erhalten. Ferner werden beide Oberflächen des gegossenen Rohlings gleichförmig gekühlt, um eine Deformation durch die Wärmebehandlung zu verhindern.

Fig. 4 zeigt die Wärmebehandlungsschritte für eine Zusammensetzung Nr. 2, wie sie in Tabelle I gezeigt ist, in welcher 0,1 - 0,5 Gewichts% Molybdän für die Legierung verwendet ist. Bei Verwendung einer üblichen Luftkühlung besteht eine Gefahr

der Bildung von Bainit, sodaß der Gußrohling während 7-10 Stunden auf einer Temperatur von 930 - 960⁰C gehalten wird, dann in einem Ofen auf eine Temperatur von 750 - 850⁰C abgekühlt wird, und zwar mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 50°C/Stunde, und schließlich mit Luft gekühlt wird, und zwar mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 200 - 250°C/Stunde. Es wird darauf hingewiesen, daß Fig. 4 insofern von Fig. 3 unterschiedlich ist, daß die Ofenkühlung hinzugefügt ist.

Die so erhaltenen Materialien haben eine Perlitstruktur, und sie sind zur Herstellung von Läpp-Werkzeugen besonders geeignet, und zwar für Anwendungen, bei denen eine Bearbeitung wichtig ist, und wobei die Läpp-Werkzeuge nach der Bearbeitung eine ausgezeichnete Ebenheit und Plangenauigkeit aufweisen.

Fig. 5 zeigt ein Verfahren der Wärmebehandlung zur Erzielung einer Martensitstruktur. Die Martensitstruktur hat eine extrem hohe Härte von Hv 550 - 650, sodaß eine Bearbeitung schwierig ist, weshalb in diesem Falle der Gußrohling vorher wärmebehandelt wird, um die Perlitstruktur (siehe Fig. 4) zu erhalten, und er wird dann bearbeitet, wobei eine geringe Läpptoleranz ermöglicht wird. Darauf wird der gegossene Rohling erneut während 2 -^;3 Stunden auf eine Temperatur von 850 960⁰C gehalten und dann in öl abgeschreckt. Um beide Seiten gleichförmig abzukühlen, wird die Härtung so ausgeführt, daß die Richtung des ölstromes in einem Ölbehälter und die Oberfläche des Gußeisens oder des Läppwerkzeuges parallel zueinander gehalten werden. In einem Intervall von weniger als 6 Stunden wird der Gußrohling bei einer Temperatur von 200 250⁰C während 2-4 Stunden getempert, um die Dehnbarkeit zu erhöhen. Außer wenn in der Zusammensetzung Nr. 2 in Tabelle I Molybdän hineinlegiert ist, ist es schwierig, die Martensitstruktur zu erhalten.

Fig. 6 ist eine grafische Darstellung, welche ein Verfahren der Wärmebehandlung zeigt, in welchem der gegossene Rohling getempert und dann einer Wärmebehandlung unterworfen wird, um eine

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Martensitstruktur zu erhalten. Die Härte der getemperten Martensitstruktur wird so gesteuert, daß sie etwa Hv 330 beträgt, um eine Bearbeitung nach der Wärmebehandlung zu ermöglichen, und zwar zur Verbesserung der Qualität des Werkstückes, zur Aufrechterhaltung der Ebenheit des Läpp-Werkzeuges und zur Verlängerung der Lebensdauer des Werkzeuges.

Fig. 6 zeigt einen Fall, bei welcher der gegossene Rohling während 7-10 Stunden auf einer Temperatur von 930 - 960⁰C gehalten wird, dann in öl abgeschreckt wird und zur Bewirkung einer Temperung während 2-4 Stunden auf einer Temperatur von 500 - 600⁰C gehalten wird. Dann wird der gegossene Rohling in einem Ofen langsam auf 350⁰C abgekühlt, und zwar mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 50°C/Stunde. Wenn die Temperung unter den oben beschriebenen Bedingungen erfolgt, wird die Härte des Läpp-Werkzeuges gleichförmig, und es kann die durch die Wärmebehandlung hervorgerufene Spannung entfernt werden, wodurch nach der Bearbeitung eine hohe Genauigkeit erreicht werden kann.

Fig. 7 ist eine grafische Darstellung, welche die Schritte der Wärmebehandlung zur Erzielung einer Bainitstruktur zeigt. Mit der Bainitstruktur können ähnliche Eigenschaften wie diejenigen der getemperten Martensitstruktur erreicht werden. Wie bei anderen Strukturen wird zum Zwecke der Zersetzung von Karbiden der gegossene Rohling während 7-10 Stunden auf einer Temperatur von 930 - 960⁰C gehalten und dann in einem Salzbad gehärtet. Bei Anwendung dieser Schritte kann eine Härte von etwa Hv 400 erhalten werden. Um aber die Härte gleichförmig zu machen und die Spannung zu entfernen, ist es vorteilhaft, den gegossenen Rohling oder das Läpp-Werkzeug während 2-4 Stunden auf eine Temperatur 500 - 600⁰C zu erhitzen und dann langsam auf eine Temperatur von 350⁰C bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 50°C/Stunde abzukühlen.

Um durch das oben beschriebene Gießverfahren und das Verfahren zur Wärmebehandlung die gewünschten Eigenschaften zu erhalten,

Vf

ist es erforderlich, Zusammensetzungen zu verwenden, wie sie in der folgenden Tabelle I gezeigt sind.

dP Cß +J

	ο	co	O	OO
U	* I ro	ro	- I ro	ro
			CM
	•		• U
	I 2

" ^- 36Ί0054

Nr. 1 zeigt Zusammensetzungen, die erforderlich sind, um 100% der Matrix durch Wärmebehandlung in eine Perlitstruktur umzuwandeln, während Nr. 2 Zusammensetzungen zeigt, bei denen die Matrix in eine Martensitstruktur, eine getemperte Martensitstruktur oder eine Bainitstruktur durch Wärmebehandlung umgewandelt wird.

Es wird im folgenden der Grund dafür beschrieben, warum diese Zusammensetzungsbereiche ausgewählt worden sind. Bei der Zusammensetzung Nr. 1 ist bei einem Gehalt an C von weniger als 3,0% die Menge an kristallisiertem Graphit zu klein, sodaß die Zusammensetzung nicht mehr die gewünschten Eigenschaften für ein käpp-Werkzeug aufweist. Wenn die Größe des Kohlenstoffäquivalents (C%+0,3Si%) größer ist als etwa 4,7%, wird Garschaumgraphit gebildet, in welchem Falle ein einwandfreier Gußrohling nicht mehr zu erhalten ist. üblicherweise werden C und Si in solchen Mengen verwendet, daß das Kohlenstoffäquivalent sich in einem Bereich von 4,3 - 4,5% befindet. Andererseits'/ erhöht Si die Graphitbildung, sodaß dann, wenn die Kristallisation von Karbiden beträchtlich ist, Si eine Rißbildung in dem Gußrohling wirksam verhindert. Eine solche Rißbildung wird dadurch hervorgerufen, daß bei zu kleiner Menge an kristallisiertem Graphit an einem Teil nahe der Oberfläche des gegossenen Rohlings auf der Seite, an der der Kühler vorgesehen wird, in einem hohen Temperaturbereich eine große Schrumpfung auftritt, was zu einer Karbidstrukturbildung mit geringer interkristalliner Festigkeit führt. Andererseits besitzt Mn eine große karbidbildende Wirkung. Aus diesem Grunde werden zur Verhinderung einer Rißbildung des Gußrohlings die Mengen an Mn und Si so gewählt, daß sie eine Beziehung Mn% kleiner als 0,5 mal Si% - 0,6% erfüllen. Ni und Cu werden als perlitstabilisierende Elemente zugesetzt, wobei Mengen von (Ni+Cu) von 0,5 - 1,0% ausreichend sind. Wenn die Menge an (Ni+Cu) 1,2% überschreitet, ergibt sich eine Rest-Austanitphase, welche die Bearbeitbarkeit verringert. Es ist bekannt gewesen, daß die Komponentenbereiche von P, S und Mg der ersten Zusammensetzung notwendige Bedingung sind, um die gewöhnlichen Eigenschaften des Kugelgraphit-Gußeisens zu erhalten. Mo ist ein Verunreinigungselement ohne spezifischen

Einfluß, sodaß seine Menge so gewählt ist, daß sie geringer ist als 0,05%.

Die Zusammensetzung Nr. 2 unterscheidet sich von der Zusammensetzung Nr. 1 durch die Menge an Mo. Mo hat eine große Wirkung zur Verzögerung der Anfangszeit der Perlitumwandlung des isothermischen Umwandlungsdiagramms von Gußeisen. Diese Wirkung wird verstärkt, wenn Ni oder Cu in einer Menge von mehr als 0,5% vorhanden ist. Wenn Gußeisen der Zusammensetzung Nr. 1 mit Wasser gehärtet wird, werden Risse gebildet, sodaß eine Abschreckung mit öl zu bevorzugen ist. Wenn der Gußrohling eine Dicke von mehr als 60mm hat, wird auch dann, wenn eine Martensitstruktur gebildet wird, diese bis zu einer Tiefe von etwa 5mm von der Oberfläche aus gebildet. Jedoch kann bei Einbringung von Mo in einer Menge von 0,1 - 0,5% in die Zusammensetzung Nr. 2 eine ausgezeichnete Härtung mit einer Dicke von 120mm erreicht werden. Der Grund für die Begrenzung von Mo auf 0,5% liegt darin, daß Molybdänkarbid, das durch die Karbidzersetzungs-Wärmebehandlung schwer zu zersetzen ist, zum Kristallisieren neigt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Gußrohling erhalten werden, der frei von Gußdefekten, wie Lunkerhöhlungen, Rissen, Gasporen und Schadstoffen=und der für die Verwendung als Läpp-Werkzeug geeignet ist. Zusätzlich kann eine feine und gleichförmige Graphitverteilung durch Kühlungserstarrung herbeigeführt werden. Ferner kann dadurch, daß der Gußrohling einer für die gewünschte Matrixstruktur geeigneten Wärmebehandlung unterworfen wird, eine feine und gleichförmige Matrix mit kontrollierter Härte erreicht werden. Mit diesen Behandlungen können eine feine Perlitmatrix frei von grobem. Karbid, eine feine Perlitmatrix, Martensitmatrix, getemperte Martensitmatrix und eine Bainitmatrix erhalten werden. Diese Gefüge enthalten keine Karbide, die Risse in der Oberfläche des Werkstückes hervorrufen, und sie bilden keine Grate an den Enden der Nuten auf dem Läpp-Werkzeug. Da diese Gefüge die Abnutzungsfestigkeit und die Ebenheit verbessern, kann eine

wesentliche Bedingung für das Läpp-Werkzeug über eine lange Zeit aufrechterhalten werden, wodurch die Lebensdauer des Läpp-Werkzeuges wesentlich verlängert wird.

Beispiel 1

Kugelgraphit-Gußeisen mit der in Tabelle II gezeigten Zusammensetzung Nr. 2 wurde einem Standardschmelzverfahren, einer Behandlung zur Bildung von Kugelgraphit und einer Impfbehandlung unterworfen, und es wurde das Gußeisen in die oben beschriebene Gießform gegossen. Der in diesem Beispiel verwendete Kühler war eine Graphitplatte mit einer Dicke von 100mm, und es wurde eine Furan-Gießform als Sandform verwendet. Der Gußrohling hatte einen äußeren Durchmesser von 1200mm, einen inneren Durchmesser von 400mm und eine Dicke von 60mm. Der Gußrohling wurde während 8 Stunden auf einer Temperatur von 93O⁰C gehalten, um Karbide zu zersetzen, und er wurde dann unmittelbar in einem ölbad bei einer Temperatur von etwa 60⁰C gehärtet. Da öl von unten nach oben strömt, wurde der Gußrohling in das ölbad getaucht, wobei die Oberfläche des Gußrohlings unter einem rechten Winkel zur öloberfläche gehalten wurde und in dem öl gekühlt wurde, Ms .die Temperatur des Gußrohlings auf etwa 150⁰C abnahm. Nach der Härtebehandlung wurde der Gußrohling durch Erhitzung für drei Stunden auf eine Temperatur von 570⁰C getempert, und zwar innerhalb von 5 Stunden nach der Wärmebehandlung.

Wie in Fig. 8 gezeigt, war nach dem oben beschriebenen Verfahren eine Graphitstruktur, in welcher die Teilchengröße des Graphits

2 20 - 40nm betrug und bei der die Dichte des Graphits etwa 90/mm betrug, gleichmäßig zwischen einer in Kontakt mit einem Graphitkühler und einer Tiefe von etwa 40mm verteilt. Die Matrixstruktur erstreckte sich über die gesamte Tiefe, und es wurde die Härte nur etwas geändert, nämlich Hv 380 - Hv 10, wodurch eine homogene Struktur erhalten wurde. Aus diesem Grunde wurde nicht nur eine plane Bearbeitung ermöglicht, sondern es war auch möglich, Nuten und öffnungen einzuarbeiten. Mit anderen Worten, es konnten nach der Wärmebehandlung die Endprodukte so bearbeitet werden, daß sie die gewünschten Abmessungen besitzen.

Eine Siliziumplatte wurde unter Verwendung eines Läpp-Werkzeuges geläppt, das nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist. Das Ergebnis wird in Verbindung mit den Fig. 9 und 10 beschrieben, von denen Fig. 9 die Beziehung zwischen der Änderung in der Flachheit des Läpp-Werkzeuges und der geläppten Siliziumplatten zeigt, wobei jede Platte einen Durchmesser von 9,16cm hat. Ein Vergleich des getemperten Martensit-Läpp-Werkzeuges nach der Erfindung mit einem Ferrit-Läpp-Werkzeug (dessen Struktur in Fig. 10 gezeigt ist) zeigt, daß die die Ebenheit stabilisierende Zeitspanne zu Beginn des Gebrauches bei der Erfindung länger ist und daß die Gesamtänderung in der Ebenheit geringer ist als 1/2 bei der bekannten Art. Die Lebensdauer des Läpp-Werkzeuges hängt stark von der Änderung der Ebenheit ab, und es wurde festgestellt, daß die Lebensdauer des getemperten Martensit-Läpp-Werkzeuges 2,2 mal langer ist, als die Lebensdauer des Ferrit-Läpp-Werkzeuges.

Die Fig. 11a und 11b sind Schiiffbilder, welche die Nutenenden des Läpp-Werkzeuges nach dem Läppen von 5000 Siliziumplatten zeigen. Fig. 11a zeigt das Nutenende eines Ferrit-Läppwerkzeuges der Zusammensetzung Nr. 3 in der folgenden Tabelle II, und es zeigt die Bildung von Graten aufgrund der Reibung mit den Schleifteilchen, während Fig. 11b das getemperte Martensit-Läpp-Werkzeug nach der Erfindung zeigt, von dem festgestellt werden kann, daß kein Grat vorhanden ist. Wie in der Technik allgemein bekannt, bilden solche Grate Kratzer in der Oberfläche der Siliziumplatte. Andere Gründe bringen grobe Karbide mit sich, die in dem Läpp-Werkzeug niedergeschlagen sind, und ferner harte Verunreinigungen und abgebrochene Teile der Siliziumplatte.

Fig. 12 ist eine grafische Darstellung, welche den Prozentsatz an Ausschuß zeigt, der durch Plattenkratzer bewirkt worden ist, die bei dem Läpptest von 10.000 Siliziumplatten erhalten worden ist. Bei einem getemperten Martensit-Läpp-Werkzeug des Beispiels betrug der Prozentsatz von Ausschuß aufgrund von Kratzern etwa 2%, was ein Viertel des Ausschußprozentsatzes von 8% des Ferrit-Läpp-Werkzeuges ist.

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Beispiel 2

Ein Läpp-Werkzeug der gleichen Abmessung wie in Beispiel 1 wurde hergestellt unter Verwendung einer Zusammensetzung Nr. 1 , wie sie in Tabelle II gezeigt ist. Obwohl das gleiche Gießverfahren angewendet wurde, wurde der Gußrohling während 8 Stunden bei einer Temperatur von 930⁰C wärmebehandelt, um die Karbide zu zersetzen, und er wurde dann mit Luft gekühlt. Die Kühlung erfolgte bei an einem Kran aufgehängtem Läpp-Werkzeug, wobei die ebenen Oberflächen vertikal gehalten wurden. Während das so hängende Läpp-Werkzeug gedreht wurde, wurde von unten mit einem Ventilator Luft angeblasen. Es wurde eine Matrix einer feinen Teilchenstruktur mit einer Härte von etwa 250Hv und - 20Hv erhalten, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Dieses Perlit-Läpp-Werkzeug besaß eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit, und es konnte mit Arbeitsschritten von etwa ein Viertel derjenigen des Läpp-Werkzeuges nach Beispiel 1 ausgetemperten Martensiri Ferfi^r war die Ebenheit hoch, und zwar in der Größenordnung von 20μπι.

Wie in Fig. 12 gezeigt, betrug die Änderung in der Ebenheit des Läpp-Werkzeuges nach diesem Beispiel etwa 75% derjenigen des Ferrit-Läpp-Werkzeuges. Der Prozentsatz an Ausschuß, der durch Kratzer der Platte hervorgerufen wurde, betrug etwa 3,5%. Dies bedeutet, daß der Prozentsatz an Ausschuß, hervorgerufen durch Kratzer, auf weniger als eine Hälfte bei dem Ferrit-Läpp-Werkzeug reduziert werden kann.

Tabelle II Zusammensetzung von Beispiel 2

(Gewichts%)

	C	Si	Mn	P	S	Ni	Cu	Mo	Mg	Fe
Nr. 1	3,5	2,5	0,5	0,05	0,01	0,6	Spur	Spur	0,05	Rest
Nr. 2	3,5	2,7	0,6	0,04	0,01	0,6	Spur	0,3	0,05	Rest
Nr. 3	3,6	2,8	0,3	0,05	0,01	Spur	Spur	Spur	0,05	Rest

Wie oben beschrieben, besitzt das Graphit-Gußeisen einen Prozentsatz anSphärizität von mehr als 80%, einen Graphitteilchendurchmesser von weniger als 100μΐη, eine Dichte der Graphitteilchen λ
von mehr als 200.

Graphitteilchen von mehr als 70/mm und eine Vickershärte

Diese Faktoren wurden gemäß den folgenden Betrachtungen bestimmt.

Das Läppen wird ausgeführt durch Zuführung von Schleifteilchen zwischen die Arbeitsfläche des Läpp-Werkzeuges und die Oberfläche des Werkstückes. Um ein wirksames Läppen auszuführen, ist es wesentlich, daß die Oberfläche des Läpp-Werkzeuges eben und glatt ist, daß die Schleifteilchen gleichförmig sind und fein verteilt sind und daß sie ruhig strömen. Die Ebenheit wird beeinflußt durch die Abnutzung des Läpp-Werkzeuges, während die Gleichförmigkeit und die feine Verteilung der Schleifteilchen durch die Form, den Teilchendurchmesser und die Teilchenverteilung des Kugelgraphits beeinflußt wird.

Um die Schleifteilchen gleichförmig zu verteilen und den gleichförmigen Strom zu verbessern, ist es wesentlich, Kugelgraphit-Gußeisen statt Gußeisen mit flockenförmigemGraphit zu verwenden und den Durchmesser der Graphitteilchen kleiner zu machen als denjenigen der Schleifteilchen. Ferner ist es erwünscht, daß die Graphitteilchen klein sind und soweit wie möglich gleichmäßig verteilt sind. Insbesondere für die Bearbeitung einer Siliziumplatte werden Schleifteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 16μπι verwendet, sodaß der Durchmesser des Kugelgraphits größer sein sollte als derjenige der Schleifteilchen. Insbesondere zur gleichförmigen Verteilung der Graphitkugeln sollte deren Durchmesser kleiner sein als 100μπι, vorzugsweise 30 - 50μΐη. Ferner muß vorzugsweise die Dichte der

2
Graphitkugeln 50/60mm sein, und es sollte der Prozentsatz der Sphärizität höher sein als 80%. Um die Lebensdauer des Läpp-Werkzeuges zu verlängern, ist es wesentlich, daß das Werkzeug die oben beschriebenen Eigenschaften haben sollte, und zwar bis zu einer Tiefe von 15mm von der Arbeitsfläche des Werkzeuges.

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Um die Wirksamkeit des Läpp-Werkzeuges nach der Erfindung zu demonstrieren, werden die folgenden Beispiele 3-6 und ein Kontrollbeispiel gegeben.

Beispiel 3

Kugelgraphit-Gußeisen mit einer Zusammensetzung, wie sie in der folgenden Tabelle III gezeigt ist, wurde gegossen, um einen für das Läpp-Werkzeug nach der Erfindung verwendeten Gußrohling zu erhalten. Vor der Bildung von Nuten wurde der Gußrohling auf 930⁰C erhitzt und dann in Luft abgekühlt. Die Struktur des Gußrohlings wurde mit einem Mikroskop bis auf eine Tiefe von 20mm geprüft,und es wurde festgestellt, daß der Prozentsatz der Sphärizität 90% betrug, daß der Durchmesser

2 der Graphitteilchen 30 - 50μΐη betrug und daß die Dichte 150/mm war. Als Ergebnis der Luftkühlung hatte die Matrix eine feine Perlitstruktur, und es betrug die Härte Hv250. Dieses Material wurde bearbeitet, um ein Läpp-Werkzeug zu erhalten, das zum Läppen einer Siliziumplatte verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV gezeigt. Ein Vergleich dieses Materials mit dem Stand der Technik JIS FCD 45 zeigt, daß die Anzahl von Ausschuß auf 75% von JIS FCD 45 herabgesetzt wurde und daß der Betrag der Abnutzung auf 40% von JIS FCD 45 verringert wurde. Diese Eigenschaften sind die für ein Läpp-Werkzeug gewünschten Eigenschaften.

Beispiel 4

Kugelgraphit mit der Zusammensetzung, wie sie in Tabelle III gezeigt ist, wurde gegossen, und es wurde der Gußrohling zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Läpp-Werkzeuges verwendet. Der Prozentsatz der Sphärizität betrug 85% bis auf eine Tiefe von 20mm. Der Durchmesser des Kugelgraphits betrug 30 - 50μΐη,

2 und es betrug die Dichte der Graphitteilchen 70/mm .

Der Gußrohling wurde erhitzt auf 930⁰C und dann in einem Ofen abgekühlt, um eine Ferritstruktur zu erhalten. Nach der Bildung von Nuten und Löchern wurde der Gußrohling auf 930⁰C erhitzt, um eine Aus,tenitstruktur zu erhalten, und er wurde dann bei

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300⁰C getempert/ um eine Bainitstruktur zu erhalten. Das resultierende Material hatte eine Härte von Hv350, und es wurde die Änderung der Oberflächenebenheit, die durch die Temperung bewirkt wurde, durch Läppen korrigiert. Es wurde eine Siliziumplatte mit dem Läpp-Werkzeug geläppt. Wie in Tabelle IV gezeigt, wurden die Oberflächenkratzer der Siliziumplatte auf 65% derjenigen von JIS FCD 45 reduziert, und es wurde die Lebensdauer um 70% erhöht. Ferner wurde die Größe der Abnutzung auf 50% derjenigen von JIS FCD 45 reduziert. Diese Eigenschaften sind die für ein Läppwerkzeug gewünschten Eigenschaften.

Beispiel 5

Durch Verwendung der Zusammensetzung, wie sie in Tabelle III gezeigt ist, wurde Kugelgraphit-Gußeisen gegossen, und es wurde der Gußrohling zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Läpp-Werkzeuges verwendet. Der Gußrohling hatte einen Sphärizitätsprozentsatz von 90% bis auf eine Tiefe von 20mm. Der Durchmesser der Graphitteilchen betrug 30-50μπι_/υηα es betrug die

2 Dichte der Graphitteilchen 70/mm .

Der Gußrohling wurde auf 930⁰C erhitzt und dann in einem Ofen abgekühlt, um eine Ferrit-Struktur zu erhalten. Nach der Bildung der Nuten auf der Oberfläche des Läpp-Werkzeuges wurde der Gußrohling auf 930⁰C erhitzt, um die Struktur in eine Austenitstruktur umzuwandeln. Dann wurde der Gußrohling bei einer Temperatur von 350⁰C ausgetempert, um eine Bainitstruktur zu erhalten. Die Härte dieses Material betrug Hv300. Die Änderung in der Oberflächenebenheit, die durch die Temperung hervorgerufen wurde, wurde durch Läppen korrigiert. Wie in Tabelle IV gezeigt, wurde der Oberflächendefekt der Siliziumplatte auf 70% herabgesetzt. Die Lebensdauer des Läpp-Werkzeuges wurde um 60% erhöht, und es wurde die Abnutzung um 50% verringert.

Beispiel 6

Es wurde Kugelgraphit-Gußeisen mit einer Zusammensetzung, wie sie in Tabelle III gezeigt ist, gegossen. Der Prozentsatz der Spfcärizität des Gußrohlings betrug 80% bis auf eine Tiefe von 20mm. Der Durchmesser der Graphitteilchen betrug

2 30 - 50μπι, und es betrug die Dichte der Graphitteilchen 100/mm , Der Gußrohling wurde auf 930⁰C erhitzt und dann in einem Ofen abgekühlt, um eine Ferritmatrix zu erhalten. Nach der Bildung der Nuten und Bearbeitung des LäpprrWerkzeuges wurde dieses auf 93O⁰C erhitzt und dann in öl gehärtet. Das sich ergebende Läpp-Werkzeug hatte eine Härte von 550Hv. Nach der Härtung wurde das Werkzeug geläppt, um die Oberflächenebenheit zu korrigieren.

Dieses Läpp-Werkzeug wurde zum Läppen einer Siliziumplatte verwendet. Wie in Tabelle IV gezeigt, konnte das Läpp-Werkzeug dieses Beispiels im Vergleich mit dem Stand der Technik JIS FCD 45 die Anzahl an Ausschuß aufgrund von Oberflächenkratzern auf 45% verringern, während die Lebensdauer um 220% erhöht wurde und der Betrag der Abnutzung auf 20% verringert wurde.

Beispiel 7

Es wurde wiederum ein Gußrohling unter Verwendung des Kugelgraphit-Gußeisens der Zusammensetzung nach Tabelle III hergestellt. Der Prozentsatz der Sphärizität betrug 80% bis auf eine Tiefe von 20mm. Der Durchmesser der Graphitteilchen betrug 50 - 100μπι, und es betrug die Dichte der Graphit-

2
teilchen 100/mm . Der Gußrohling wurde auf 93O⁰C erhitzt und in einem Ofen abgekühlt um eine Ferritmatrix zu erhalten. Nach der Bildung der Nuten wurde der Gußrohling mit einem Läpp-Werkzeug bearbeitet. Dann wurde das Werkzeug wieder auf 93O⁰C erhitzt und in öl gehärtet, um eine Härte von 500Hv zu erhalten. Nach der Härtung wurde das Werkzeug geläppt, um die Oberflächenebenheit zu korrigieren.

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Dieses Werkzeug wurde zum Läppen einer Siliziumplatte verwendet. Wie in Tabelle IV gezeigt, wurde die Anzahl an Ausschuß aufgrund von Oberflächenkratzern auf 50% verringert. Die Lebensdauer des Werkzeuges wurde auf 200% erhöht, und es wurde der Betrag der Abnutzung auf 25% verringert.

KontrQllbeisp iel

Es wurde Kugelgraphit-Gußeisen der Zusammensetzung nach Tabelle III (siehe Kontrollbeispiel) gegossen. Der Prozentsatz der Sphärizität des Gußrohlings betrug 75% bis auf eine Tiefe von 20mm. Der Durchmesser der Graphitteilchen betrug 100 - 150μπι,

und es betrug die Dichte der Graphitteilchen 60/mm . Der Gußrohling wurde auf 930⁰C erhitzt und dann in einem Ofen abgekühlt, um eine Ferritmatrix mit einer Härte von 140Hv zu erhalten. Nach der Wärmebehandlung wurde der Gußrohling zu einem Läpp-Werkzeug bearbeitet. Dieses Werkzeug wurde zum Läppen einer Siliziuraplatte verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV gezeigt. Wie ersichtlich, waren die Anzahl an Ausschuß aufgrund von Oberflächenkratzern, die Lebensdauer des Werkzeuges und der Betrag der Abnutzung dieses Werkzeuges schlechter als bei den Werkzeugen bei den Beispielen 3-7.

Tabelle III Zusammensetzung

Zusammen setzung	C	Si	Mn	P	S	Mg	Ni	Cu	Fe
Beispiel 3	3,0	2,6	0,5	<0,03	<0,03	0,04	0,3	0,4	Rest
Beispiel 4	3,3	2,5	1,0	<0,03	<0,03	0,05	0,6	0,7	Rest
Beispiel 5	2,7	2,7	0,9	<0,03	v:0,03	0,06	0,5	0,5	Rest
Beispiel 6	3,4	2,2	1,0	<0,03	<0,03	0,06	0,2	0,3	Rest
Beispiel 7	3,2	2,5	0,5	^0,03	tO,03	0,05	-	-	Rest
Kontroll- Beispiel	3,6	2,8	0,3	^0,03	<0,03	0,04	-	-	Rest

Tabelle IV Testergebnis

f	Beispiel 3	Anzahl an Ausschuß	Läppwarkzeug	Lebens dauer	Ebenheit nach 1 Monat	Betrag der Ab nutzung	Struktur	Härte Hv (500g)	Wärmebe handlung
Beispiel 4	75	>15O	70	60	Perlit	250	Luftkühlung
Beispiel 5	65	>170	60	50	Bainit	350	Tempern zur Erzielung von Austenit
Beispiel 6	70	>160	65	55	Bainit	300	Il
3eispiel 7	45	>220	45	20	Martensit	550	Öl-Ab schrecken
(ontroll- 3eispiel	50	^200	50	25	Martensit	500	Il
100	100	100	100	Ferrit	140	Anlassen

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Kugelgraphit-Gußeisen zum Anfertigen eines Läpp-Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß eine geschmolzene Zusammensetzung, * bestehend aus 3,0 - 3,8 Gewichts% Kohlenstoff, 2,0-2,9 \.

Gewichts% Silizium, 0,3 - 0,9 Gewichts% Mangan, weniger als * 0,05 Gewichts% Phosphor, weniger als 0,03 Gewichts% Schwefel, 0,2 - 1,0 Gewichts% Nickel, 0-0,8 Gewichts! Kupfer, 0,05 0,5 Gewichts% Molybdän, 0,03 - 0,09 Gewichts% Magnesium und Resteisen in eine Gießform gegossen wird und daß eine Seite des gegossenen Rohlings abgekühlt wird, wodurch eine einseitig gerichtete Erstarrung bewirkt wird, wobei diese eine Seite als Arbeitsfläche des Läpp-Werkzeuges verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegende Seite des gegossenen

Rohlings mit einen wärmeisolierenden Material bedeckt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung aus 3,0 - 3,8 Gewichts%

Kohlenstoff, 2,0 - 2,9 Gewichts% Silizium, 0,3 - 0,9 Gewichts% Mangan, weniger als 0,0 Gewichts% Phosphor, weniger als 0,03 Gewichts% Schwefel, 0-0,8 Gewichts! Kupfer, weniger als 0,05 Gewichts! Molybdän, 0,03 - 0,09 Gewichts! Magnesium und Resteisen besteht und daß der gegossene Rohling während 7-10 Stunden auf eine Temperatur von 930 - 960⁰C erhitzt wird, um die während des Gießens kristallisierten Karbide umzuwandeln, und daß der gegossene Rohling anschließend durch Luft gekühlt wird, wodurch sich eine Perlitstruktur ergibt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkühlung mit einem Betrag von 200 - 250⁰C

/Stunde erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zusammensetzung aus 3,0 - 3,8 Gewichts% Kohlenstoff, 2,0 - 2,9 Gewichts% Silizium, 0,3 - 0,9 Gewichts% Mangan, weniger als 0,05 Gewichts% Phosphor, weniger als 0,03 Gewichts% Schwefel, 0,2 - 1,0 Gewichts% Nickel, 0-0,8 Gewichts% Kupfer, 0,1 - 0,5 Gewichts% Molybdän, 0,03 - 0,09 Gewichts% Magnesium und Resteisen besteht und daß der gegossene Rohling während 7-10 Stunden auf eine Temperatur von 930 - 960⁰C erhitzt, anschließend in einem Ofen auf eine Temperatur von 750 - 850⁰C abgekühlt und schließlich mit Luft gekühlt wird, sodaß eine Perlitstruktur gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung in dem Ofen mit einem Betrag von

50°C/Stunde und die Luftkühlung mit einem Betrag von 200 - 250⁰C/ Stunde bewirkt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung aus 3-3,8 Gewichts%

Kohlenstoff, 2,0 - 2,9 Gewichts% Silizium, 0,3 - 0,9 Gewichts% Mangan, weniger als 0,05 Gewichts% Phosphor, weniger als 0,03 Gewichts% Schwefel, 0,2 - 1,0 Gewichts% Nickel, 0 - 0,8 Gewichts% Kupfer, 0,1 - 0,5 Gewichts% Molybdän, 0,03 -0,09 Gewichts% Magnesium und Resteisen besteht, daß der gegossene Rohling bearbeitet wird, daß der bearbeitete gegossene Rohling während 7-10 Stunden auf eine Temperatur von 930 - 960⁰C erhitzt und abgeschreckt wird und daß der gegossene Rohling durch Erhitzen während 2-4 Stunden auf 500 - 600⁰C getempert wird, und zwar in einem Zeitraum von weniger als 6 Stunden nach dem Abschrecken, und daß der gegossene Rohling dann mit Luft gekühlt wird, sodaß sich eine Martensitstruktur bildet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zusammensetzung aus 3 -,-3,8 Gewichts%

Kohlenstoff, 2,0 - 2,9 Gewichts% Silizium, 0,3 - 0,9 Gewichts% Mangan, weniger als 0,05 Gewichts% Phosphor, weniger als 0,03 Gewichts% Schwefel, 0,2 - 1,0 Gewichts% Nickel, 0 - 0,8 Gewichts% Kupfer, 0,1 - 0,5 Gewichts% Molybdän, 0,03 - 0,09 Gewichts% Magnesium und Resteisen besteht, daß der gegossene Rohling

während 7-10 Stunden auf 930 - 960⁰C erhitzt, anschließend abgeschreckt und dann innerhalb eines Zeitraumes von weniger als 6 Stunden nach dem Abschrecken durch Erhitzen während 2-4 Stunden auf eine Temperatur von 500 - 600⁰C getempert wird, daß der gegossene Rohling anschließend in einem Ofen auf eine Temperatur von 350⁰C abgekühlt wird und schließlich

mit Luft gekühlt wird, um so eine getemperte Martensitstruktur |

zu erhalten.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung aus 3,0 - 3,8 Ge-

wichts% Kohlenstoff, 2,0 - 2,9 Gewichts% Silizium, 0,3 - 0,9 Gewichts% Mangan, weniger als 0,05 Gewichts% Schwefel, 0,2 - 1,0 Gewichts% Nickel, 0-0,8 Gewichts% Kupfer, 0,1 - 0,5 Gewichts% Molybdän, 0,03 - 0,09 Gewichts% Magnesium, Resteisen besteht, daß der gegossene Rohling während 7-10 Stunden auf eine Temperatur von 930 - 960⁰C erhitzt wird, daß der gegossene Rohling in einem Salzbad bei einer Temperatur von 3 00 - 400⁰C gehärtet und anschließend während 2-4 Stunden auf eine Temperatur von 500 - 600⁰C erhitzt wird, umso eine Bainit-Struktur zu erhalten.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung aus 3,5

Gewichts% Kohlenstoff, 2,5 Gewichts% Silizium, 0,5 Gewichts% Mangan, 0,05 Gewichts% Phosphor, 0,01 Gewichts% Schwefel, 0,6 Gewichts% Nickel, Spuren von Kupfer, Molybdän und Magnesium und Resteisen besteht und daß der gegossene Rohling während acht Stunden auf eine Temperatur von 930⁰C erhitzt wird, um Karbide zu zersetzen, und dann in Luft abgekühlt wird.

11. Läpp-Werkzeug aus Kugelgraphit-Gußeisen, da- *

durch gekennzeichnet, daß das Kugelgraphit-Gußeisen eine Spbärizität von mehr als 80° aufweist, daß der Durchmesser der Graphitteilchen kleiner ist als 100um, daß

2 die Graphitteilchen eine Dichte von mehr als 70/mm und eine

Vickers-Härte von mehr als 200 haben.

12. Läpp-Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgraphit-Gußeisen aus 3,5 - 3,8 Gewichts% Kohlenstoff, 2,0 - 2,9 Gewichts% Silizium, 0,3 - 0,9 Gewichts% Mangan, weniger als 0,05 Gewichts% Phosphor, weniger als 0,03 Gewichts% Schwefel, 0,2 - 1,0 Gewichts% Nickel, 0-0,8 Gewichts% Kupfer, 0,03 - 0,09 Gewichts% Magnesium und Resteisen besteht.