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Verfahren zum Herstellen von Werkstücken aus Gußeisen, wie insbesondere
von Kokillen, sowie Form oder Kern zur Ausführung des Verfahrens In manchen Fällen
ist es erwünscht, gußeiserne Werkstücke an Teilen von ihrer Oberfläche mit einer
gegenüber dem sonstigen Wandungsquerschnitt entkohlten bzw. k ahlenstoffärmeren
Randschicht zu versehen.
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In. der Praxis wendet man zu .diesem Zweck das Temperverfahren. an,
indem man die Gußstücke bzw. die in Frage kommenden Oberflächenteile derselben nach
dem Gießen, d. h. also nach ihrer Herstellung, Erhaltung, Entformun g und dem Putzen,
unter Abdeckung der nicht zu tempernden Oberflächenteile mit einer schützenden Schicht
und unter Einlagerung der zu tempernden Oberflächenteile in Tempererz od. dgl. einem
besonderen Glühvorgang unterwirft b@zw. sie bei diesem Glühen mit entkohlenden Gasen
behandelt.
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Gußeiserne Kokillen 'hat man: zwecks Eiliöhung ihrer Haltbarkeit in
ihrem Innern auch schon mit losen dünnen Einlageplatten aus weichem Stahl ausgerüstet,
wodurch auch hierbei in gewissem Sinne gleichfalls entkohlte Randschichten geschaffen
wurden, die den beim Gebrauch -dieser Kokillen auftretenden Beanspruchungen besonders
gutgewachsen sind.
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Gemäß -der Erfindung wird nun vorgeschlagen, die durch Temperung entkdhlten
Randschichten unmittelbar beim Gießvorgang der Werkstücke selbst zu erzeugen, und
zwar dadurch, daß durch Einlagerung
von Tempererz oder Tempermasse
an oder in mit dem zu gießendem Gußstück in Berührung kommende Teile der Form- hzw.
Kernmasse,die an diesen Form- bzw. Kernteilen anliegenden Randzonen des Gußstückes
bereits während des Erstarrungs- und>Abldhlungsvorganges gegenüber den anderen Gußstückteilen
eine Kohlenstoffentziehung erfahren,.
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Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet des neuen Verfahrens ist
die Herstellung .von gußeisernen Kokillen, z. B.. aus Hämatit; welche später zum
Gießen von Blöcken aus Stahl od. dgl. Verwendung finden sollen. Derartige Kokiklen
weisen 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. Bei den normalen, in
_ der üblichen Weise hergestellten Kokillen erfahren. beim Gebrauch die mit dem
flüssigen Stahl, in Berührung kommenden Innenflächen eine Endtoh4-ün;g, wobei die
Gefährdung dieser K okillen so lange anhält, bis eine genügend starke Entkohlung
der Randzonen an den Innenflächen eingetreten ist. Diese Entkohlung und damit,die
Erhöhung,der Widerstandsfähigkeit gegen Temperatureinwirkung, verbunden mit einer
geringen Neigung zum Wachsen des Gußeisens, tritt beim Gebrauch der Kokillen ein
durch den Zerfall des Perlites in, den- Randzonen, und zwar durch die Wärmeeinwirkung
des in die Kokille gegossenen und in .dieser zum Block erstarrenden Stahles.
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Um hier nun einerseits die bekannte Ausrüstung mit losen Einlegeplatten
aus weichem Stahl zu vermeiden und um andererseits- von vornherein die für den Betrieb
.günstigsten Verhältnisse zu schaffen, werden gemäß der vorliegenden Erfindung zum
Herstellen von Kokillen Kerne verwendet, in deren Oberfläche Tempererz oder Tempermasse
eingelagert ist bzw. die auch völlig mitTempererz oderTempermasse durchsetzt sein
können, so -daß dadurch bereits beim Gießen der Kokillen bzw. bei ihrer Erstarrung
und Abkühlung den mit dem Tempererz bzw: der Tempermasse des Kernes in Berührung
stehenden Innenflächen Kohlenstoff entzogen wird und infolgedessen eine entkohlte
Randzone an den Innenflächen der noch lange Zeit glühenden und langsam erstarrenden
Kokille bewirkt wird.
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Dabei kann die Stärke der in der Kern- öder Formrnass.e eingelagerten
Tempermasse nach der gewünschten Tiefe b!zw. Stärke der Randzonenentkohlung des
Gußstückes bemessen werden bzw. es wird je nach der Wandstärke des, Güßstückes und
je nach der gewünschten Tiefe bzw. je nach dem .gewünschten Maß, der Randzonenentkohlung
die Tempermässe aus entsprechenden Teilen neuer und bereits gebrauchter Tempermas.se
zusammengesetzt und in die Form- oder Kernmasse eingelagert: Die Einlagerung dieser
Tempermasse kann sowohl bei solchen Formen und Kernen, vorgenommen werden, welche
sonst im wesentlichen aus Lehm oder Sand bestehen, als- auch beispielsweise bei
Form- oder Kernmassen, die Zement oder Mörtel enthalten, ferner bei Kern- oder Formmassen
in Verbindung mit einem flüssigen, pastenförmigen oder festen Bindemittel.
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Dabei kann die Abkühlungsgeschwindigkeit -der t gegossenen: Kokille
dadurch verlangsamt und das glühende Gußstück längere Zeit als bei Abkühlung in
normaler Ko'killenförm .der Einwirkung des Tempererzes oder der Tempermasse dadurch
ausgesetzt werden, daß man .die Kokillenform in einen schlecht wärmeleitenden Stoff,
wie z. B: in Steine, oder in andere Stoffe, wie Asbest, Kieselfigur, Schlacken-
oder Glaswolle od. dgl:, einbettet.
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Je nach der Wandstärke der gegossenen Kokille kann man die Tiefe .der
gewünschten Randzonenentkohlung durch die Zusammensetzung des Tempererzes oder der
Tempermass-e regeln oder die T'emperzeit durch Verlangsamung der Abkühlung nach
Bedarf einstellen. Weiter ist es möglich, die Kokille. durch Wärmezufuhr, u. a.
durch elektrische Widerstandisheizung oder Induktion. öder durch frequenten Polwechsel
od.,dgl., während der gewünschten Zeit- auf einer bestimmten Temperatur zu halten.
o Im übrigen ,fäßt -sich das neue Verfahren nicht nur hei .der Herstellung von Bußeisernen
Kokillen anwenden, sondern .es lassen sich in der gleichen Weise auch andere Werkstücke
gießen, bei denen eine kahlensto$arme Oberfläche und ein köhlenstoffreicher Kern
verlangt werden. Je nachdem, ob ein Gußei@sen vorliegt, das sich besonders zur Temperung
eignet, also z. B. reit niedrigem Si- und Mn-GAalt, wird in der zu tempernden Oberfläche
der Zerfall des Eisenkarbids in Temperkohle und reines Eisenbewirkt, oder bei Eisensorten,
die starke Graphiteinschlüsse enthalten, erreicht, @daß idie Tempermässe öder das
Tempererz eine Verringerung .des Gehaltes an gebundenem C bewirkt. .