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Verfahren zur Herstellung von Gußstücken mit kohlenstoffarmen Außenschichten
aus Gußeisen In manchen Fällen ist es erwünscht, gußeiserne Werkstücke an ihren
Oberflächen mit einer kohlenstoffärmeren bzw. armen Randschicht zu versehen. Zu
diesem. Zweck wendet man in der Praxis beispielsweise das Temperverfahren an, indem
die Gußstücke bzw. die in Frage kommenden Oberflächen.-teile derselben, nach dem
Gießen, d. h. also nach ihrer Herstellung, Erkaltung, Entkernung und gegebenenfalLs
dem Putzen in Tempererz eingebettet und einem besonderen Glühvorgang unterworfen
werden. Das Erzeugnis ist als weißer Temperguß bekannt. Beim schwarzen Temperguß
kommen entkohlende Gase in der. Glühhitze zur Anwendung. In beiden Fällen wird eine
kohlenstoffarme Randsehicht gebildet. Diese Temperverfahren zur Herstellung von
kohlenstoffarmen Außenschichten auf Gußstücken sind umständlich und kostspielig.
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Es ist weiterhin bekannt, Gußstücke dadurch mit Hartmetallauflagen
zu versehen., daß Hartmetallpulver in die Form eingebracht und mit einem Trägermetall
hintergossen wird. Hierbei seigert das Trägermetall in das Hartmetallpulver ein,
wodurch eine Art Verbundaußenschicht erzeugt wird.
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Gemäß einem nicht vorveröffentlichten älteren Vorschlag sollen mit
Hilfe des: Schleudergießverfahrens Werkstücke mit Hartmetallau@ßenschichten dadurch
erzeugt werden, daß in dem in die Schleudergießform eingebrachten Hartmetallpulver
unter der Eimvirkung des darauf gegossenen Werkstoffes eine Sinterverbindung hervorgerufen
wird, wobei sich an der Übergangszone Legierungen der Werkstoffe bilden können.
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Einweiterer nicht vorveröffentlichter älterer Vorschlag richtet sich
-darauf, die Oberfläche von Gießformen oder Kernen mit, einer Schicht. aus legierendem
Metall zu überziehen, um im Abguß höhere Legierungsanteile in den Randschichten
zu erreichen.
Diese legierenden Metalle sollen in Pulverform, insbesondere
als Metallcartbonylpulver mit einer wäßrigen Dextrinllösung aufgetragen werden.
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Gemäß der, Erfindung Wird nun vorgeschlagen, bei Bußeisernen Werkstücken
eine kobllenstoffarme Außenschicht beim Gießen der WerIkstücke unmittelbar zu erzeugen,
und zwar dadurch, d@aß zur Erhöhung des Anteils des Gr.undmeta:lls, nämlich Eisen,
in der Außenischicht der gußeiserneni Werkstücke während des, Gießens auf die vorzugsweise
getrocknete Form, oder den getrockneten vorzugsweise geschwärzten Kern ein Gemisch
von möglichst feinkörnigem Weicheisenpulver mit einem Bindemittel in einer bestimmten
Schicht aufgetragen wird. Das Bindemittel kann beispielsweise aus wäßriger Dextrinlösung
bestehen.. Wichtig ist, daß das Bindemittel sich beim Gießvorgang verflücht.igf
ohne nachteilige Wirkungen, wie z. B. Blasenbildung, hervorzurufen. Die entstehenden
Gase können durch -den Kern bzw. die Form abziehen. Weiter wird vorgeschlagen, dem,
Weicheisenpulver'gem:isch wärmespendende und oder auch desoxydieren@de Mittel beizumischen.
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Beim Gießen. wird: das Weicheisenpulever, das dem flüssigen, vorzugsweise
überhitzten Gußeisen eine große Oberfläche bietet, in die Randzonen, eingeschmolzen,
woibei entsprechend der Schichtdicke eine mehr oder weniger stark entkohlte und
damit an Eisen, angereicherte Randzonenschicht entsteht, die am, äußersten, Rand
ihren geringsten: Kohlenstoffwert aufweist.
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Ganz besonders eignet sich das Verfahren zur Herstellung von Stahlwerkskokillen.
Derartige Kokillen weisen bekanntlich eine besonders gute Haltbarkeit dann auf,
wenn bei ihnen von vornherein die Verhältnisse geschaffen werden., die sich im späteren
Gebrauch der Kokillen von, selbst einstellen und. .sich. als günstig erwiesen haben.
Beim Gebrauch efahren diese Kokillen, die mit: flüssigem Stahl in Berührung kommen,
an der Innenfläche einte Entkohlu b, wobei die Gefährdung der Kokille so lange anhält,
bis eine genügend starke Entkohlung der Randzonen an den Innenflächen eingetreten
ist. Diese Ent'lcohlung und damit die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Temperatureinwirkün@gen,
verbunden mit einer. geringeren Neigung zum Wachsen des Gußeisens, tritt beim Gebrauch
der Kokillen durch den Zerifa11 des Perlits in den: Randzonen ein, und zwar durch
die Wärmeeinwirkung des. in -die Kokillte gegossenen und in dieser zum Blok erstarrenden
Stahls.
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Diese Verhältnisse wenden: durch die Erfindung schon beim Gießen der
Stahlwerkskokille eingestellt. Ein weiteresi Anwendungsgebiet ist die Erzeugung
von Mraschinenelementen, bei denen. höhere Festig keifen verlangt werden nach den
beschriebenen Verfahren. Ferner, ist es. möglich, Gußei.sen mit kohlenstoffarmer
Randschicht zu schweißen, wodurch sich, weitere Vorteile ergeben.
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Das verwendete Eisenpulver, kann nach dem bekannten Verfahren, beispielsweise
durch Granulation, Verdüsung oder auch durch mechanische Zerkleinerungsverfahren
hergestellt werden. Wichtig ist in jedem Fall, daß der Kohlenstoffgehalt sehr niedrig
liegt.
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Bei den Herstellungsverfahren, b'6 denen im Rofhzustand des, Pulvers
infolge des, Ausgangsmaterials höhere Kohlenstoff- und auch höhere Sauerstoffgehalte
eintreten, ist nach dien bekannten Verfahren ein reduzierendes Glühen notwendig,
wobei sowohl: der Kohlenstoff als auch der Sauerstoffgehalt abgebaut wird. Die Körnung
des verwendeten Eisenpulvers, soll möglichst klein sein, vorzugsweise kleiner als
0,3 mm. Für das Verfahren, eignen sich besonders kompakte Kornformen.
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Die Autftragung des. Weicheisenpulvers in Verbindung mit. der klebrigen
Masse, wobei gegebenenfalls nochwärmespendendeundloder. desoxydieren:de Mittel zugegeben
werden können, wird vo.rzugsweise durch eine Spritzpistole ausgeführt, wobei die
Dicke,der aufgetragenen Schicht von der Wanddicke des Gußgegens,tandes und,der Dicke
der zu erzielenden kohlenstoffarmen Schicht bestimmt wird.
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Es is@f zwar auch schon. bekannt, Bußeiserne Kokillen zwecks Erhöhung
ihrer Haltbarkeit im Innern mit losen, dünnen Einlegeplatten aus weichem Stahl auszurüsten,
wodurch in gewissem Sinne gleichfalls entkohlte Randschichten geschaffen werden,
so daß beim Gebrauch dieser Kokillen der Werkstoff den auftretenden: Beanspruchungen
besser erwachsen ist. Demgegenüber hat das Verfahren nach der Erfindung aber den
Vorteil, daß die Oberfläche der aufgetragenen Weicheisenpulverschicht bedeutend
größer ist und somit ein schnelleres Einschmelzen erfolgen kann:, wodurch die entköhlte
Randschicht dicker wird, und daß ferner die Durchführung des Verfahrens bedeutend
einfacher ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich vornehmlich für alle getrockneten
Formen. und Kerne aus Lehm oder Sand, ferner auch aus Zement oder Mörtel, gegebenenfalls.
in Verbindung mit einem flüssigen, pastenförmigen oder festen Bindemittel, wobei
die Formen und Kerne auch vor der Auftragung des. Weicheisenpulvergemisches geschwärzt
oder geschlichtet werden können.
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Zur Verringerung der Abkühlungsgeschwindigkeit können ferner auch
in die Formen oder Kerne Stoffe, die schlechte Wärmeleiter sind, z. B. Steine aus,
Sterchamdl. oder andere Stoffe, wie Asbest, Kieselgur, Schlacken- oder Glaswolle
od. dgl., eingepackt werden. Weiter kann man die Abkühlungsgeschwindigkeit des Gusses
beispielsweise durch elektrische Widerstandsheizung oder Indu'kt'ion oder durch
frequenten Polwechsel od. dgl. verringern.