DE952909C

DE952909C - Verfahren zum Herstellen von Gusseisen, welches den Graphit ganz oder teilweise in kompakter bzw. knotenartiger oder kugelartiger Form enthaelt, und nach dem Verfahren hergestellte Gusseisenlegierung

Info

Publication number: DE952909C
Application number: DEE8163A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Adalber Wittmoser
Original assignee: Eisenwerke Gelsenkirchen AG
Current assignee: Eisenwerke Gelsenkirchen AG
Priority date: 1953-11-21
Filing date: 1953-11-21
Publication date: 1956-11-22

Description

Verfahren zum Herstellen von Gußeisen, welches den Graphit ganz oder teilweise in kompakter bzw. knotenartiger oder kugelartiger Form enthält, und nach dem Verfahren hergestellte Gußeisenlegierung Es ist bekannt, daß man durch Zugabe von bestimmten Behandlungselementen zu Gußeisenschmelzen gußeiserne Werkstücke herstellen kann, in denen der Graphit ganz oder teilweise in kompakter bis kugeliger Form vorliegt, wodurch sich die mechanischen Eigenschaften der Werkstücke außerordentlich verbessern lassen. Bei fast allen diesen Behandlungselementen ist Voraussetzung zur Kristallisation des Graphits in der angestrebten Form, daß die Gußeisenschmelze tunlichst wenig Schwefel enthält bzw. praktisch schwefelfrei ist.
Darüber hinaus und in Abweichung hiervon ist es weiterhin bereits bekanntgeworden, daß bei der Erstarrung von weiß erstarrenden schwefelreichen Gußeisenschmelzen Graphit in kompakter bis kugelartiger Form nach einem Glühprozeß erhalten werden kann. Ferner bat man auch schon vereinzelt bei der Erstarrung von solchen grau bis überwiegend meliert erstarrenden Gußeisenschmelzen, welche Schwefel bis zu etwa o,ao/o enthielten, einige wenige kugelförmig ausgebildete Graphiteinschlüsse gefunden, und es ist daher auch schon versucht worden, durch Einführen von Schwefel in grau erstarrende Gußeisenlegierungen eine kugelförmige Graphitausscheidung zu erhalten. Bis heute ist jedoch noch nichts darüber bekanntgeworden, inwieweit diese letztgenannten Vorschläge zum Erfolg geführt haben. Eingehende Versuche haben nun gezeigt, daß durch Benutzung von Schwefel allein die Kugelgraphitbildung nur in unzureichendem Maße angeregt wird.
Überraschenderweise haben jedoch weitere ausgedehnte Versuche nunmehr ergeben, daß die Kugelgraphitbildung in solchen Gußeisenlegierungen besonders angeregt wird, in denen sowohl ein hoher Schwefelgehalt als auch gleichzeitig ein merklicher Aluminiumgehalt vorhanden ist. Demgemäß besteht die Erfindung darin, in die flüssige Schmelze Schwefel und Aluminium in solchen Mengen und in solchem Mengenverhältnis zueinander einzubringen, daß sich durch die Wirkung dieser beiden Elemente der Graphit in dem diese beiden Elemente enthaltenden erstarrenden Guß ganz oder teilweise in. kompakter bzw. knotenartiger oder kugelartiger Form abscheidet.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung eine Gußeisenlegierung, welche den Graphit ganz oder teilweise in kompakter bis kugeliger Form enthält, die gekennzeichnet ist durch einen Schwefelgehalt von etwa o,2 bis 1%, vorzugsweise etwa 0,3 bis 0,50/0, und einen Aluminiumgehalt von etwa o,1 bis 1%, vorzugsweise von etwa 0,3 bis 0,50/0.
Unter den Elementen, welche man als Zusatzstoffe zur Beeinflussung der Graphitform in Gußeisenschmelzen eingeführt hat, ist früher auch bereits das Aluminium genannt worden. Die Meinungen über den Einfluß des Aluminiums auf die Kugelgraphitbildung bei gleichzeitiger Anwesenheit anderer bekannter metallischer, die Kugelgraphitbildung anregender Mittel sind geteilt. Dagegen ist bisher grundsätzlich mit Aluminium allein nach dem bisherigen Stand der Technik keine Kugelgraphitbildung erzielt worden.
Um so überraschender ist es, daß gerade das Aluminium bei einem Zusatz zu ungewöhnlich schwefelreichen Legierungen in der Lage ist, die Kugelgraphitbildung entscheidend zu fördern, während pach dem heutigen Stand der Entwicklung auf diesem Gebiet die metallischen Behandlungselemente ausgesprochen schwefelarme Schmelzen erfordern.
Der Kohlenstoffgehalt der neuen Legierung liegt vorzugsweise über 3,2% bei einem Siliziumgehalt von über 2,2%.
Die Schliffbilder zeigen die Ausbildung des Graphits in einer Gußeisenschmelze mit 3,70/0 Kohlenstoff, 2,580/a Silnzium, o,2o% Mangan, 0,03q.0/0 Phosphor, o,4oo% Schwefel und o,450/0 Aluminium.
Während ein Teil der Graphitkugeln in der bisher bekannten sphärolithischen Form zur Ausscheidung gelangt (Bild 1), fällt bei dem erfindungsgemäßen Gußeisen ein anderer Teil des Graphits in einer besonders kennzeichnenden »Krautkopf«-.ähnlichen Form an. Diese bisher überhaupt im Schrifttum noch nicht bekannte Graphitform ,zeigt Bild 2.
Die Herstellung des neuen Werkstoffes kann auf die verschiedenste Art und Weise erfolgen. Zweckmäßigerweise wird man in einem Schmelzofen, wie z. B. Kupolofen od. dgl., unter Verwendung billigster Einsatzstoffe, - wie Gattierungsstoffe und Brennstoffe, ein hoch schwefelhaltiges Rinneneisen erzeugen, welches anschließend entweder allein mit billigen aluminiumhaltigen Zusatzstoffen behandelt wird, oder welches vor oder nach der Aluminiumbehandlung noch mit einem schwefelhaltigen Zusätzstoff versetzt wird.
Die mechanischen Eigenschaften des neuen Werkstoffes liegen .in, der Größenordnung der bisher bekannten auf anderem Wege erzeugten Gußeisernsorten, welche mehr oder weniger große Anteile von Graphit in Kugelform enthalten.
Das neuartige Gußeisen hat gegenüber den bisher bekannten Gußeiseri gleicher Art den Vorteil, daß es in äußerst einfacher Weise aus wohlfeilen Rohstoffgin zu bedeutend billigeren Gestehungskosten hergestellt werden kann, so daß erst nunmehr diesen hochwertigen gußeisernen Werkstoffen Gebiete erschlossen werden, in die dieser WeTkStoff bisher nicht eindringen konnte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von Gußeisen, welches den Graphit ganz oder teilweise in kompakter bzw. knotenartiger oder kugelartiger Form enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in die flüssige Schmelze Schwefel und Aluminium in solchen Mengen und in solchem Mengenverhältnis zueinander eingebracht werden, daß sich durch die Wirkung dieser beiden Elemente der Graphit in dem diese beiden- Elemente enthaltenden erstarrenden Guß ganz oder teilweise in kompakter bzw. knotenartiger oder kugelartiger Form abscheidet. -2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellte Gußeisenlegierung, welche den Gzaphit ganz öder teilweise in kompakter bis kugelförmiger Form enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der erstarrte Guß einen Schwefelgehalt von etwa o,2 bis i % bei gleichzeitigem Aluminiumgehalt von etwa o,1 bis 1% aufweist. 3. Gußeisenlegierung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Schwefelgehalt zwisdhen etwa 0,3 und 0,5 % und einen Aluminiumgehalt zwischen etwa 0,3 und 0,5% im eT-starrten Guß. 4. Gußeisenlegierung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Kohlenstoffgehalt von über 3,2"/o und einen Siliziurrigehadt von über 1,2°/o.