DE4313569C1 - Verfahren zum Härten von Kugelgraphitgußeisenteilen - Google Patents
Verfahren zum Härten von KugelgraphitgußeisenteilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten von Kugelgra
phitgußeisenteilen gemäß dem Oberbegriff des 1. Patentan
spruches.
Kugelgraphit-Gußeisen, auch als Späroguß oder Globolit-Grauguß
(GGG) bezeichnet, wird seit Jahrzehnten in der Technik auf den
verschiedensten Anwendungsgebieten eingesetzt. Im Fahrzeugbau
findet Kugelgraphitguß wegen seiner guten technischen Eigen
schaften vor allem für Hebel, Starter, Federträger und Getrie
begehäuse Verwendung.
Wesentlich für die Qualität der Fertigungsteile und ihre Ver
wendbarkeit ist der Wärmebehandlungsablauf bei der Herstellung
von Kugelgraphitgußeisenteilen. Ein derartiger Wärmebehand
lungsablauf ist aus einem Vortragsmanuskript der Firma Degussa
für das 46. Härterei-Kolloquium vom 03.-05.10.1990 in Wiesba
den, aus dem Bild 4 zu entnehmen. Nach dieser Literaturstelle
wird ein Globolit-Graugußteil auf eine Temperatur von 900 bis
920°C erwärmt und über eine Zeitspanne von 2 Stunden bei die
ser Temperatur gehalten. Nach einem Abschrecken auf 200°C wird
das Teil erneut auf 360°C erwärmt und ebenfalls 2 Stunden bei
dieser Temperatur gehalten, um es dann auf Raumtemperatur ab
kühlen zu lassen. Nach der DE-PS 35 09 709 wird bei einem Ver
fahren zum Herstellen eines zwischenvergüteten Körpers aus
Gußeisen mit Kugelgraphit der Formkörper zunächst bei einer
Austenit-Stabilisierungstemperatur von 800 bis 1000°C gehalten
und dann auf 200 bis 400°C gekühlt, bei welcher die Umwandlung
von Austenit in Bainit erfolgt. Die erste Wärmebehandlung er
folgt während einer Zeitspanne von 4 Stunden und die zweite Wär
mebehandlung erfolgt über einen Zeitraum von 2 Stunden. Bei die
sen bekannten Wärmebehandlungsverfahren sind über Stunden dau
ernde Behandlungsstufen notwendig, die vor allem hohe Energieko
sten und auch Investitionskosten mit sich bringen. Aus der Zeit
schrift "Giesserei-Praxis" (Nr. 12/1990), Seite 192 ff. ist
ebenfalls die Herstellung von bainitischem Gußeisen mit Kugel
graphit zu entnehmen. Dabei wird auch auf die zwei Stufen bei
der Bainitreaktion eingegangen. Dieser Literaturstelle sind je
doch konkrete Parameter für die Temperaturen und die Behand
lungsspannen nicht zu entnehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Här
ten von Gußteilen aus einer Kugelgraphitgußeisenschmelze zu
schaffen, bei dem die Wärmebehandlungszeiten verringert werden
und womit ein Gußeisenkörper mit Kugelgraphit mit guten mechani
schen Eigenschaften herstellbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnen
den Merkmalen des Patentanspruches gelöst.
Überraschenderweise hat sich bei der erfindungsgemäßen Verfah
rensdurchführung ergeben, daß damit Gußteile erhalten werden,
die trotz einer gegenüber dem Stand der Technik wesentlich ver
kürzten Austenitisierungs-Zeitspanne und einer kürzeren Umwand
lungs-Zeitspanne für den Austenit in Bainit, sehr hart und außer
ordentlich verschleißfest vor der ersten Verschleißbeanspru
chung, durch die sich in Bruchteilen von Sekunden, je nach der
Höhe der Belastung, in aus der Metallkunde bekannten Mechanis
men, aus dem Rest-Austenit im Gußteil der sehr harte Martensit
bildet. Der Martensit bildet sich dabei fortwährend neu aus dem
Austenit, in Abhängigkeit von einem eventuellen Abrieb und der
Höhe der auftretenden Belastung. Dadurch ergibt sich bei den
Gußteilen eine hohe Abrasionsfestigkeit bei schlagartiger Bean
spruchung und eine hohe Oberflächenermüdungsfestigkeit.
Die Austenitisierungs-Zeitspanne für die Gußteile liegt zwi
schen 10 und etwa 30 Minuten je nach der Dicke der Bauteile und
wird durch den Kohlenstoffdiffusionskoeffizienten bestimmt. Die
Umwandlungs-Zeitspanne von bis zu 90 Minuten richtet sich nach
dem gewünschten oder erforderlichen Restaustenitgehalt bei dem
Gußteil.
Das folgende Beispiel dient der Erläuterung der Erfindung, ohne
sie dadurch zu beschränken.
Es wurde eine Gußeisenschmelze für handelsüblichen Globolit-
Grauguß (GGG 60) eingesetzt, die bestand aus
2,6 bis 3,9 Gew.-% Kohlenstoff,
1,6 bis 3,0 Gew.-% Silizium,
0,3 bis 0,4 Gew.-% Mangan,
0,025 bis 0,09 Gew.-% Magnesium,
maximal bis 0,5 Gew.-% Kupfer,
maximal bis 0,08 Gew.-% Phosphor,
maximal bis 0,01 Gew.-% Schwefel,
Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen.
1,6 bis 3,0 Gew.-% Silizium,
0,3 bis 0,4 Gew.-% Mangan,
0,025 bis 0,09 Gew.-% Magnesium,
maximal bis 0,5 Gew.-% Kupfer,
maximal bis 0,08 Gew.-% Phosphor,
maximal bis 0,01 Gew.-% Schwefel,
Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen.
Ein Gußteil mit der obengenannten Zusammensetzung wurde in
einem Zeitraum von 20 Minuten auf die Austenitisierungstempe
ratur von 900 bis 920°C aufgeheizt und 25 Minuten lang auf
dieser Temperatur gehalten. Danach wurde das Gußteil schnell
auf eine Temperatur von etwa 220°C abgeschreckt, innerhalb von
20 Sekunden wieder auf eine Umwandlungstemperatur (Austenit in
Bainit) von 360°C aufgeheizt und ungefähr 85 Minuten lang bei
dieser Temperatur gehalten.
Nach der Abkühlung auf Raumtemperatur wurden bei dem Gußteil
folgende Meßwerte ermittelt:
0,2 Dehngrenze Rp0,2: | |
770-800 N/mm2 | |
Zugfestigkeit Rm: | 1000-1100 N/mm2 |
Bruchdehnung As: | 11,0-12,5% |
Schlagarbeit an ungekerbten DVM - Proben: | 130-145 J |
Die gemessenen Werte wurden ermittelt bei Gußteilen bis zu ei
ner Materialdicke von 30 mm. Die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Gußteile, die bei hoher Härte und guter
Zähigkeit vor allem auch eine hohe Verschleißfestigkeit besit
zen, sind z. B. für die Herstellung von Federlager besonders gut
geeignet. Im Kraftfahrzeug sammelt sich zwischen diesen und den
Achsfedern insbesondere Sand und Schmutz an, was zu einem
starken Verschleiß dieser Bauteile führt. Bei Federlager aus
Gußteilen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
worden waren, wurde eine zeitliche Verlängerung der Gebrauchs
dauer um etwa 50% festgestellt.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen einmal
darin, daß der Zeitraum für die Wärmebehandlung zum Härten von
Gußeisen mit Kugelgraphit gegenüber dem bekannten Stande der
Technik wesentlich verringert wird. Es wird damit eine höhere
Produktivität der Wärmebehandlungsanlage erreicht. Die Her
stellungskosten der zu behandelten Gußteile werden reduziert,
da sowohl bezogen auf die Anzahl der behandelten Teile ge
ringere Investitionskosten notwendig sind als auch geringere
Energiekosten entstehen. Die hergestellten Teile aus Gußeisen
mit Kugelgraphit besitzen gute mechanische Eigenschaften, vor
allem eine große Härte und eine außerordentlich hohe Verschleiß
festigkeit.
Claims (1)
- Verfahren zum Härten von Kugelgraphitgußteilen mit folgender Zusammensetzung: 2,6 bis 3,9 Gew.-% Kohlenstoff,
1,6 bis 3,0 Gew.-%′Silizium,
0,3 bis 0,4 Gew.-% Mangan,
0,025 bis 0,09 Gew.-% Magnesium,
maximal bis 0,5 Gew.-% Kupfer,
maximal bis 0,08 Gew.-% Phosphor,
maximal bis 0,01 Gew.-% Schwefel,
Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, bei welchem Verfahren die Teile hinsichtlich Temperatur und Zeitspannen einem Wärmebehandlungsverfahren unterworfen werden, und zwar- - werden die Teile zunächst auf eine Austenitisierungstemperatur von 900 bis 920°C erwärmt und bei dieser Temperatur während einer Zeitspanne (Austenitisierungs-Zeitspanne) von höchstens 30 Minuten gehalten,
- - darauf werden die Teile in einer Zeitspanne von höchstens 10 Sekunden auf etwa 220°C abgeschreckt, indem die Teile in ein auf 220 + 5°C gehaltenes Salzbad eingebracht werden und in diesem Salzbad bei der angegebenen Temperatur während einer Zeitspanne von 100 bis 120 Sekunden gehalten werden,
- - danach werden die Teile in einer Zeitspanne von höchstens 25 Sekunden wieder auf eine Temperatur von 320 bis 380°C, vorzugsweise 360°C, erwärmt, durch Einbringen in ein weiteres entsprechend temperiertes Salzbad, und bei dieser Temperatur während einer zweiten Zeitspanne von höchstens 90 Minuten (Umwandlungs-Zeitspanne) gehalten und
- - anschließend werden die Teile mit einer beliebigen Geschwindigkeit auf Raumtemperatur abgekühlt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934313569 DE4313569C1 (de) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Verfahren zum Härten von Kugelgraphitgußeisenteilen |
EP94102673A EP0622466A1 (de) | 1993-04-26 | 1994-02-23 | Verfahren zum Härten von Kugelgraphitgusseisenteilen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934313569 DE4313569C1 (de) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Verfahren zum Härten von Kugelgraphitgußeisenteilen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4313569C1 true DE4313569C1 (de) | 1994-05-26 |
Family
ID=6486359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19934313569 Revoked DE4313569C1 (de) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Verfahren zum Härten von Kugelgraphitgußeisenteilen |
Country Status (2)
Country | Link |
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EP (1) | EP0622466A1 (de) |
DE (1) | DE4313569C1 (de) |
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CN103205544A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-07-17 | 辽宁北方曲轴有限公司 | 一种盐浴自升温的球墨铸铁双级等温淬火方法及应用该方法制备的等温淬火球铁 |
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EP0622466A1 (de) | 1994-11-02 |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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