DE668857C

DE668857C - Process for the production of cast iron hollow bodies

Info

Publication number: DE668857C
Application number: DEB169892D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hubert Juretzek
Original assignee: BuderusSche Eisenwerke AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1935-05-28
Filing date: 1935-05-28
Publication date: 1938-12-10

Description

Verfahren zur Herstellung von gußeisernen Hohlkörpern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gußeisernen Hohlkörpern, die, wie insbesondere Zylinderbüchsen, an der Innenfläche verschleißfest sein müssen. Es ist bekannt, solche Büchsen durch Stickstoffhärtung oder durch Verwendung hochlegierten Werkstoffes verschleißfest zu machen; auch ist es nicht neu, solche Büchsen zu schleudern und hierdurch ein dichtes und feinkörniges Gefüge zu erzielen. Gemäß der Erfindung werden solche verschleißfesteBüchsen durch ein Verfahren hergestellt, das sich aus folgenden an sich bekannten Maßnahmen zusammensetzt: Die Hohlkörper werden in so stark gekühlten Schleudergußkokillen vergossen, daß sie über den ganzen Querschnitt weiß erstarren, der Kohlenstoff der weiß erstarrten Hohlkörper wird durch eine Glühung oberhalb der kritischen Temperatur mit anschließender Abkühlung temperkohleartig fein verteilt ausgeschieden, die Hohlkörper werden bis zur teilweisen Auflösung des vorher ausgeschiedenen Kohlenstoffs nochmals oberhalb der kritischen Temperatur geglüht und derart schnell abgekühlt, daß das Grundgefüge martensitische Umwandlungsformen annimmt.Process for the production of cast iron hollow bodies The invention relates to a process for the production of cast iron hollow bodies which, such as cylinder liners in particular, must be wear-resistant on the inner surface. It is known to harden such bushes by nitrogen hardening or by using high-alloyed ones To make the material wear-resistant; nor is it new to hurl such rifles and thereby to achieve a dense and fine-grain structure. According to the invention such wear-resistant liners are made by a process that consists of composed of the following measures known per se: The hollow bodies are in so strongly cooled centrifugal casting molds that they shed over the entire cross-section solidify white, the carbon of the white solidified hollow bodies is made by annealing above the critical temperature with subsequent cooling like tempered carbon finely divided excreted, the hollow bodies are until partial dissolution of the previously precipitated carbon again above the critical temperature annealed and cooled so quickly that the basic structure is martensitic transformations accepts.

Nach diesem Verfahren hergestellte Büchsen weisen ohneAnwendung der Stickstoffhärtung und ohne Anwendung teurer Legierungsbestandteile hinsichtlich der Verschleißfestigkeit Bestwerte auf.Bushings made by this method have no application of the Nitrogen hardening and without the use of expensive alloy components wear resistance has the best values.

Es war zwar auch bereits bekannt, weiß zur Erstarrung gebrachtes kohlenstoffarmes Gußeisen zu glühen, um den Kohlenstoff in mehr oder weniger feiner Verteilung temperkohleartig auszuscheiden, und danach so abzukühlen, daß Perlit oder Sorbit entsteht. Es war auch bekannt, daß perlitisches Gußgefüge eine gute Verschleißfestigkeit besitzt.Although it was also already known, solidified white low carbon Glow cast iron to temper the carbon in a more or less fine distribution to be separated, and then to cool so that perlite or sorbitol is formed. It was also known that pearlitic cast structure has good wear resistance.

Bei verschleißfestem Gußeisen spielt aber nicht allein die perlitische Gefügeform eine Rolle, sondern auch die Art, in welcher die freie Kohle vorliegt. Diese verhält sich am besten dann, wenn sie in Form von Temperkohle vorhanden ist, die bei dem Verfahren nach der Erfindung in ausreichender Menge abgeschieden wird.In the case of wear-resistant cast iron, however, it is not just pearlitic that plays a role Structural form plays a role, but also the way in which the free coal is present. This behaves best when it is available in the form of tempered carbon, which is deposited in the method according to the invention in sufficient quantity.

Während es bekannt war, weiß erstarrte Gußstücke- ein einziges Mal zu glühen, bis alles Carbid den Kohlenstoff in Form von Temperkohle abgegeben hatte und nur noch feste Lösung und Temperkohle übrigblieb, worauf der Zerfall der festen Lösung in bestimmter Weise geleitet wurde, soll im Gegensatz hierzu nach dem Verfahren gemäß der Erfindung zweimal geglüht werden. Die Ausscheidung der Temperkohle erfolgt während eines besonderen Glühvorganges, wonach die Abkühlung so geleitet wird, daß die Temperkohle in ferritischem Grundgefüge vorliegt. Dann wird in einer besonderen zweiten Glühung das ferritisch gewesene Grundgefüge bis zur gewünschten Konzentration von neue#q,.' mit Kohlenstoff angereichert, so daß aus z,x .. so hergestellten festen Lösung, je nach. Abkühlungsgeschwindigkeit, Martensit odef; martensitische Umwandlungsformen hervorgehen. Dadurch, daß eine besondere zweite Glühung vorgenommen wird, gelingt es mit großer Treffsicherheit, das gewünschte Gefüge über den ganzen Querschnitt zu erzielen.While it was known, solidified castings white to glow once, until all the carbide had given up the carbon in the form of tempered carbon and only solid solution and tempered carbon remained, whereupon the disintegration of the solid solution was directed in a certain way, should in contrast for this purpose are annealed twice by the method according to the invention. The tempering carbon is precipitated during a special annealing process, after which the cooling is conducted in such a way that the tempering carbon is present in a ferritic basic structure. Then, in a special second annealing process, the basic structure, which has been ferritic, is refined to the desired concentration of # q ,. ' Enriched with carbon, so that from z, x .. so prepared solid solution, depending on. Cooling rate, martensite or def; martensitic transformations emerge. Because a special second annealing is carried out, it is possible to achieve the desired structure over the entire cross-section with great accuracy.

Vor allem soll bei dem Verfahren nach der Erfindung der durch Glühen zu behandelnde Ausgangswerkstoff in bestimmter Weise -nämlich so, daß er über den ganzen Querschnitt weiß erstarrt - in Schleuderguß hergestellt werden. Diese Vorschrift verhilft dem Verfahren nach der Erfindung zu einem besonderen überraschenden Erfolg. Die Erfahrung hat nämlich gezeigt, daß der Gefügezustand des weiß erstarrten Eisens um so unbeständiger ist, d. h. in um so kürzerer Zeit bei um so geringerem Glühaufwand aus dem Zustand nach dem System Eisen-Zementit in den stabileren Zustand nach dem System Eisen-Kohlenstoff (Temperkohle) gebracht werden kann, je schärfer es bei der weißen Erstarrung abgeschreckt wurde. Bei Zylinderbüchsen ist gerade die Innenfläche die wichtigste. Die geschleuderten Hohlkörper sollen also auch an der Innenschicht, erst recht somit in der Außenschicht, also über den ganzen Querschnitt, weiß erstarrt sein. Es muß also bei starker Kühlung der Kokille aus einem Eisen von geringem Siliciumgehalt und hohem Kohlenstoffgehalt geschleudert werden.Above all, in the method according to the invention, by annealing starting material to be treated in a certain way-namely so that it has the whole cross-section solidified white - be produced in centrifugal casting. This rule gives the method according to the invention a particularly surprising success. Experience has shown that the structural condition of the white solidified iron is all the more volatile, d. H. in all the shorter time with all the less annealing expenditure from the state according to the iron-cementite system to the more stable state according to the System iron-carbon (temper carbon) can be brought, the sharper it is at the white solidification was deterred. In the case of cylinder liners, the inner surface is straight the most important. The thrown hollow bodies should also be on the inner layer, even more so in the outer layer, i.e. over the entire cross-section, solidified white be. In the case of strong cooling of the mold, it must therefore be made of an iron with a low silicon content and high carbon content.

Gerade dadurch, daß man von einem über den ganzen Querschnitt weiß erstarrten Werkstoff ausgeht, wird gemäß der Erfindung in wirtschaftlicher Weise mit geringstem Glühaufwand in kürzester Zeit die Bildung fein verteilter Temperkohle herbeigeführt, so daß bei Anwendung der weiteren Verfahrensvorschriften ein Werkstück erzielt wird, dessen vorzügliche Verschleißfestigkeit sich aus der Beschaffenheit des Grundgefüges und aus der Verteilung der feinen Kohle ergibt.Precisely because one knows about one of the entire cross-section solidified material runs out, is according to the invention in an economical manner The formation of finely divided tempered carbon in a very short time with the least amount of annealing effort brought about, so that when applying the further procedural rules a workpiece is achieved whose excellent wear resistance is evident from the quality of the basic structure and from the distribution of the fine coal.

Die erstrebten Bestwerte werden nicht erreicht, wenn zwar das Schleudergußverfahren angewendet wird, aber das Gußstück nicht über den ganzen Querschnitt weiß erstarrt. llur unter dieser Voraussetzung gelingt die gleichmäßige, ungestörte, temperkohleartig feine Verteilung des Kohlenstoffs. Die gleich- e eschaffenheit des Werkstückes über n Querschnitt ist außerdem des- '°; ' Wrteilhaft, weil die Bearbeitungstiefe :°ean'i#oline..Einfluß auf die Eigenschaften der fertigen Gleitfläche ist.The desired best values are not achieved if the centrifugal casting process is used, but the casting does not solidify white over the entire cross-section. Only under this condition is the even, undisturbed, tempered carbon-like fine distribution of the carbon possible. The same- the quality of the workpiece n cross-section is also '°;'W rteilhaft because the machining depth : ° ean'i # oline..influence on the properties of the finished sliding surface is.

Bei schroffer Abkühlung bereitet es keine Schwierigkeiten, ein rein martensitisches Grundgefüge zu erhalten. Dabei erzielt man zwar die größte Härte des Werkstoffes, der aber in diesem Zustand nicht die größte Verschleißfestigkeit besitzt. Diese erhält man vielmehr dann, wenn die Abschreckung so weit gemildert wird, daß an Stelle reinen Martensits die bekannten martensitischen Umwandlungsformen auftreten. Die Milderung der Abschreckung kann erzielt werden durch Wahl einer niedrigeren Ausgangstemperatur, von der aus abgeschreckt wird, oder durch Verzögerung derAbkühlungsgeschwindigkeit, die, wie bekannt, von dem Mittel abhängt, in welchem die Abkühlung erfolgt. Schließlich kann die Milderung der martensitischen Eigenschaften auch nachträglich durch Anlassen erfolgen.With a sharp cooling, there is no difficulty in getting a pure to maintain a martensitic basic structure. This is where the greatest hardness is achieved of the material, which however does not have the greatest wear resistance in this state owns. Rather, this is obtained when the deterrent is softened to that extent becomes that instead of pure martensite the known martensitic transformation forms appear. The deterrent mitigation can be achieved by choosing a lower one Starting temperature from which the quenching takes place or by slowing down the cooling rate, which, as is known, depends on the means in which the cooling takes place. In the end the mitigation of the martensitic properties can also be done afterwards by tempering take place.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of cast iron hollow bodies, which, in particular cylinder liners, must be wear-resistant on the inner surface, characterized by the following measures known per se: z. The hollow bodies are cast in so strongly cooled centrifugal casting molds that they over the entire cross-section white freeze. a. The carbon of the white solidified hollow body is replaced by a Annealing above the critical temperature with subsequent cooling in the manner of tempered carbon excreted finely. 3. The hollow bodies are up to partial dissolution of the previously precipitated carbon again above the critical temperature annealed andq .. cooled so quickly that the basic structure martensitic transformations accepts.