DE673743C

DE673743C - Verfahren zum Herstellen von Hohlkoerpern aus Stahl

Info

Publication number: DE673743C
Application number: DEV33448D
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Baumgardt; Fritz Halbrock
Original assignee: Vereinigte Stahlwerke AG
Current assignee: Vereinigte Stahlwerke AG
Priority date: 1937-01-10
Filing date: 1937-01-10
Publication date: 1940-12-02

Description

Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus Stahl Bekanntlich können Hohlkörper aus Stahl dadurch hergestellt werden, daß man flüssiges Metall in die Blockform vergießt, aus der man das noch nicht erstarrte im Kern der Form befindliche flüssige :Metall ausfließen läßt. Das Ausfließen des noch flüssigen Kernwerkstoffes kann dabei entweder durch Umkippen der Form oder durch Herstellung einer Öffnung am Grunde der Form geschehen.
Bisher wurde dieses Verfahren hauptsächlich bei der Erzeugung von Kunstguß oder auch von sogenannten Verbundwalzen angewendet. Man glaubte einen besonders reinen, einschluß-und seigerungsfreien Werkstoff zu erhalten, da bekanntlich der Kern jedes normalen Blockes große Mengen nichtmetallischer Einschlüsse und starke Seigerungen' aufweist. Durch Entfernen dieser Kernzone beim Hohlgußverfahren glaubte man, solche. Fehlermöglichkeiten beseitigen zu können. Diese Annahme erwies sich jedoch als nicht unbedingt richtig. Man hat vielmehr auch an den nach den bekannten Hohlgußverfahren hergestellten Hohlgußstücken insbesondere aus Stahl starke Seigerungsstreifen und Schlackeneinschlüsse feststellen müssen, die sich auf der gewalzten, geschmiedeten oder gezogenen Innenfläche von weiterverarbeiteten Hohlkörpern unangenehm bemerkbar machen. Das an sich vorteilhafte Hohlgußverfahren war infolge dieser Erscheinungen unzuverlässig und damit praktisch unbrauchbar zur Herstellung von Hohlkörpern für die Weiterverarbeitung durch Schmieden, Ziehen oder Walzen.
Durch umfangreiche Versuche wurde nun festgestellt, daß die Zahl und Ausbildung derartiger Seigerungsfehler in der Wand der Hohl= gußblöcke von der Erstarrungsgeschwindigkeit der an der Gießformwand sich bildenden Kruste abhängig ist. Es wurde dabei überraschend gefunden, daß Ausseigerungen in der Wand von Hohlgußblöcken weitgehend vermieden werden können, wenn die Blockform vor dem Ausfließenlassen des Kernmetalls derart stark gekühlt wird, daß die Erstarrungszone von der Wand der Blockform zum Kern hin mindestens 3 mm in der Minute vorrückt und die erstarrte Randzone in längstens x Stunde die gewünschte Wandstärke erreicht. Zur Steigerung der Wärmeabfuhr und damit zur Regelung der Erstarrungsgeschwindigkeit können an sich bekannte Maßnahmen angewendet werden, beispielsweise die Kühlung der Gießform durch Bespülen mit kühlenden Flüssigkeiten oder Gasen und/oder die Anwendung; von Gießformen mit dicken, große Wärmemengen aufnehmenden Wänden o. ä.
Entsprechende Mindestwerte für die Erstarrungsgeschwindigkeit und Erstarrungsdauer können auch für andere metallische Werkstoffe festgelegt werden, die zur Ausbildung von Seigerungen und der Randzone von Hohlgußblöcken neigen.
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Hohlgußblöcke können wegen ihrer Freiheit von Seigerungsstellen mit größtem Vorteil für solche Hohlkörper verwendet werden, die eine Weiterverarbeitung durch Schmieden, Ziehen oder Walzen erfahren.
Der große Vorteil der beschleunigten Abkühlung ist aus der Darstellung der Baumann-Schwefelabdrücke ersichtlich.
Abb. z und 2 zeigen längs und quer abgenommene Schwefelabzüge von der Innenwand und der Kreisringfläche eines erfindungsgemäß mit beschleunigterAbkühlung hergestellten Hohlkörpers.
Abb. 3 und ¢ zeigen einen gleichen Schwefelabzug, ebenfalls längs und quer von der Innenwand und der Kreisringfläche eines Hohlkörpers genommen, der nach der doppelten Stehdauer als der andere Hohlkörper erstarrte. Die Stahlzusammensetzung beider Hohlkörper ist ungefähr gleich.
Der Vergleich der beiden Stähle zeigt deutlich die gleichmäßige seigerungsfreie Zusammensetzung des erfindungsgemäß erzeugten Hohlkörpers und läßt bei dem langsam abgekühlten Stahl die sich über 3,..1. des Ouerschnitts erstreckende Seigerungsausbildung (dunkle Streifen in Abb. 3, dunkle Punkte in Abb. q.) erkennen. Die Seigerungsstreifen sind auf die sehr langsame Erstarrung zurückzuführen, weil dann alle Vorbedingungen für eine Ausseigerung gegeben sind. Die zuerst erstarrenden reinen Kristalle gehen zunächst dendritenförmig von der erstarrten äußeren Blockkruste aus und schieben die zurüekbleibende Mutterlauge vor sich her. Ferner sinken die in der flüssigen Schmelze sich bildenden Kristalle nach unten, so daß der Fuß des Hohlblocks durchweg einen hohen Reinheitsgrad aufweist. Zwischen den sich vorschiebenden Dendriten sammelt sich die immer mehr mit P und S anreichernde Mutterlauge an, die infolgedessen einen erheblich niedrigeren Schmelzpunkt hat als die auskristallisierten reinen Mischkristalle. Diese angereicherte Mutterlauge versucht nun, nach oben zu steigen, wird aber im letzten Zeitpunkt der Erstarrung durch den bereits sehr zähflüssig gewordenen Stahl daran gehindert und bleibt in Form von Fäden in der erstarrten Masse sitzen. Diese Fäden setzen sich infolgedessen vorwiegend da ab, wo die äußere dendritische Randzone mit der von innen globular erstarrenden Stahlschmelze zusammenstößt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus Stahl, die durch Ausfließenlassen des nicht erstarrten Kernmetalls aus der Blockform gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockform vor dem Ausfließenlassen des Kernmetalls derart stark gekühlt wird, daß die Erstarrungszone von der Wand der Blockform zum Kern hin mindestens 3 mm in a Minute vorrückt und die erstarrte Randzone in längstens z Stunde die gewünschte Wanddicke erreicht.