DE904541C

DE904541C - Herstellung von mechanisch hochfestem Gusseisen

Info

Publication number: DE904541C
Application number: DED10362D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Eugen Piwowarsky
Original assignee: Eisenwerke Gelsenkirchen AG
Current assignee: Eisenwerke Gelsenkirchen AG
Priority date: 1940-04-24
Filing date: 1940-04-24
Publication date: 1954-02-18

Description

Herstellung von mechanisch hochfestem Gußeisen Im Zuge der Bestrebungen, mechanisch hochwertiges Gußeisen mit geringeren Kohlenstoffgehalten als etwa 2,8'/o Gesamtkohlenstoff herzustellen, hat es sich gezeigt, daß Gußeisen mit 2,2 bis 2,8 °/o C oder darunter eine mit fallendem Kohlenstoffgehalt steigende Tendenz aufweist, den Graphit netzförmig um die primär kristallisierten Mischkristalle abzuscheiden, wodurch die Festigkeitseigenschaften stark beeinträchtigt werden. Es kommt vor, daß durch diese Erscheinung Zugfestigkeiten von nur io bis 22 kg/mm2, bezogen auf mittlere Wanddicken von 2o bis 30 mm, auftreten, wo solche von 28 bis 38 kg/mm2 und darüber zu erwarten gewesen wären.
In der Praxis sucht man diese Erscheinung bekanntlich durch das sogenannte Impfen der Schmelze, d. h. durch Einführung von bestimmten Stoffen in die :Schmelze, zu bekämpfen, die in dieser aktive Kristallisationszentren für die Graphitkristallisation auszubilden vermögen. Diese Arbeitsweise bedarf größter Sorgfalt und führt doch nicht immer zum Ziel. Schon die einwandfreie Einführung jener Stoffe in die Schmelze macht erhebliche Schwierigkeiten, führt zu starken Abbränden und benötigt die Innehaltung ganz bestimmter optimaler Zeiten zwischen der Einführung der impfenden. bzw. graphitisierenden Elemente und dem Beginn des Gießens in die Formen. Bei größeren Eisenmengen geht der Einfluß jener Elemente mit wachsender Gießdauer zurück, so daß die zuletzt abgegossenen Gußstücke sich so verhalten, als wären sie gar nicht geimpft.
Gemäß der Erfindung wird nun die Entstehung netzförmiger Graphitausbildung und damit einAbfall der Festigkeitswerte mittels Impfens durch Verwendung eines mit an sich bekannten impfenden Stoffen, z. B. hoch schmelzenden graphitför ernden Ferrolegierungen, Graphit, Holzkohle, Koks od. dgl. oder Gemischen dieser Stoffe in stückiger Form gefüllten, vorzugsweise trichterförmig ausgebildeten Gießfilters vermieden, durch welches das flüssige Eisen unmittelbar vor seinem Vergießen in die Form gegossen wird.
Es ist bereits bekannt, Flußeisen oder Stahl mittels Hindurchgießens durch ein mit Kohlenstoff gefülltes Filter aufzukohlen.
Im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren des Aufkohlens von Flußeisen oder Stahl dient die Verwendung des Gießfilters beim Hindurchgießen von Gußeisen nach der Erfindung dazu, dem Gußeisen, also einem verglichen mit Flußeisen oder Stahl bereits höher Bekohlten Werkstoff, ohne Änderung seiner chemischen Zusammensetzung und ohne nachweislich merkbare Aufkohlung Eigenschaften zu verleihen, @die sonst üblicherweise- nur durch Änderung seiner chemischen Zusammensetzung erzielt werden konnten, nämlich insbesondere eine stärkere Neigung des Gußeisens zu grauer Erstarrung, selbst bei beschleunigter Abkühlung.
Von besonderer Bedeutung ist das neue Verfahren für die Herstellung mechanisch hochfester Gußeisensorten mit Kohlenstoffgehalten unter etwa 2,8 % bis herunter zu etwa 2,4"/e (beim Kupolofenbetrieb) bzw. bis zu etwa i,511/0, (bei Flamm- und Elektroofenbetrieb).
Im übrigen aber verhindert die Verwendung des Impffilters auch bei normal bis höher Bekohlten dünnwandigen Gußstücken eine oberflächige Schreckwirkung mit teilweiser Weißerstarrung, so daß das lästige Nachglühen derartiger Stücke vermieden wird. So kann z. B. beim Abgießen von Schleudergußrohren bekannter chemischer Zusammensetzung in gekühlten Kokillen durch Verwendung,des Impffilters die Entstehung der weißen Randzone verhindert werden.
Die Größe ,des Filters, die Höhe,desselben sowie die Art, Menge und Stückgröße der impfenden Stoffe ist der Menge und der chemischen Zusammensetzung des flüssigen Gußeisens anzupassen und durch einige Vorversuche leicht zu ermitteln und so einzustellen, daß keine unerwünschte Änderung der chemischen Zusammensetzung beim Hindurchgießen des Eisens durch das Filter erfolgt. Bei Verwendung von Graphit, Holzkohle, Koks oder Petrolkoks empfiehlt sich die Verwendung möglichst aschearmer Stoffe dieser Art.
Die Verwendung des Impffilters kommt auch beim Umgießen von Gußeisen aus größeren in kleinere Pfannen in Frage. Werden größere Pfannen beibehalten, wie sie zum Abgießen größerer Gußstücke benötigt werden, so kann das Impffilter unmittelbar auf die abzugießenden Gießformen aufgesetzt werden.
Bei langen Absteh- oder Gießzeiten kann das Filter entsprechend mehr mit den impfenden Stoffen angefüllt sein als bei kurzen Gießzeiten oder kurzen Abstehzeiten. Je geringer ferner der Kohlenstoffgehalt des zu vergießenden Gußeisens ist, für eine um so längere und stärkere Berührung des flüssigen Gußeisens mit den Stoffen des Impffilters muß gesorgt werden.
Ein Gußeisen, hergestellt in einem Graphitstab-Elektroofen, fiel bei etwa 2,2 % C und etwa 2°/o. Si mit einer so ungünstigen netzförmigen Graphitanordnung an, daß die Festigkeitswerte nur in einer Größenordnung von etwa 15 kg/mm2 lagen. Das Durchgießen eines Teiles dieser Schmelze durch ein Impffilter gemäß der vorliegenden Erfindung verursachte die Ausbildung einer regellosen Graphitauisbi.ldung bei gleichzeitigem Anstieg der Festigkeit auf Wertre zwischen 32 und 42 kg/mm2.
Ein weiteres Beispiel zeigt die Rückwirkung des Impffilters auf die _ Beseitigung weißer Schreckzonen. Beim Gießen rohrförmiger Stücke von etwa io mm Wanddicke bei ioo mm lichter Weite der Rohre, wobei diese außen gegen eine Bußeiserne Rohrform, innen dagegen über einem Sandkern zum Abguß gelangten, entstanden bei einem Eisen mit etwa 3,3 % C und etwa 2,4°/o Si weiße Einstrahlungen bis etwa 2 mm Tiefe. Bei Benutzung des Impffilters gemäß der Erfindung verschwanden die Einstrahlungen vollständig, und das Gefüge war über den gesamten Querschnitt hinweg gleichmäßig vollkommen grau.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung eines mit impfenden Stoffen, z. B. Graphit, Holzkohle, Koks., gefüllten Gießfilters, durch das das flüssige Eisen unmittelbar vor seinem Vergießen in die Form gegossen wird, zur Herstellung mechanisch hochfester Gußeisensorten unter Vermeidung netzförmiger Graphitausbildung.
2. Die Verwendung des Gießfilters gemäß Anspruch i zur Herstellung von Gußstücken aus Grauguß beliebiger Zusammensetzung unter Vermeidung oberflächiger Schreckwirkungen, insbesondere zur Herstellung von Schleuderguß, wie z. B. Rohren, in gekühlten Kokillen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 47 2,15; britische Patentschrift Nr. 405 842; L SA.-Patentschrift Nr. 1 193 67o.