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Publication number: DEE0008163MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 20. November 1953 Bekanntgemacht am 3. Mai 1956Registration date: November 20, 1953. Advertised on May 3, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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.It is known that by adding certain treatment elements to cast iron melts Cast iron workpieces can be produced in which the graphite is completely or partially in a more compact form to a spherical shape, which changes the mechanical properties of the workpieces can be greatly improved. With almost all of these treatment elements is a prerequisite for the crystallization of the graphite in the desired form that the cast iron melt as little as possible Contains sulfur or is practically sulfur-free.

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 hat man auch schon vereinzelt bei der Erstarrung von solchen grau bis überwiegend meliert erstarrenden Gußeisenschmelzen, welche Schwefel bis zu etwa 0,2% 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.In addition, and in deviation from this, it has also become known that in the Solidification of white solidifying sulfur-rich cast iron melts graphite in compact to spherical form Shape can be obtained after an annealing process. Furthermore, one has already seen a few during the solidification of such gray to predominantly mottled solidifying cast iron melts, which contained sulfur up to about 0.2%, a few spherical graphite inclusions found, and attempts have therefore already been made by introducing sulfur into gray solidifying cast iron alloys to obtain a spherical graphite precipitate. To Today, however, nothing is known about the extent to which these latter proposals have led to success.

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Eingehende Versuche haben nun gezeigt, daß durch Benutzung von Schwefel allein die Kugelgraphitbildung nur in unzureichendem Maße angeregt wird.In-depth experiments have now shown that spheroidal graphite is formed through the use of sulfur alone stimulated only inadequately.

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 merklicherSurprisingly, however, others have expanded Experiments now show that the spheroidal graphite formation in such cast iron alloys is particularly encouraged, in which both a high sulfur content and at the same time a noticeable

ίο 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.ίο aluminum content is present. Accordingly, there is the invention therein, in the liquid melt sulfur and aluminum in such amounts and to be brought in in such proportions that the effect of these two Elements of the graphite in the solidifying cast containing these two elements partially deposited in a compact or knot-like or spherical shape.

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 0,2 bis 1%, vorzugsweise etwa 6,3 bis 0,5%, und einen Aluminiumgehalt von etwa 0,1 bis 1%, vorzugsweise von etwa 0,3 bis 0,5%.The invention also relates to a cast iron alloy which completely or partly in compact to spherical form, which is characterized by a sulfur content from about 0.2 to 1%, preferably from about 6.3 to 0.5%, and an aluminum content of about 0.1 to 1%, preferably from about 0.3 to 0.5%.

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. Among the elements that are used as additives to influence the shape of graphite in cast iron melts introduced, aluminum was also mentioned earlier. The opinions on the influence of aluminum on spheroidal graphite formation when it is also present other known metallic nodular graphite stimulants are shared. On the other hand In principle, according to the prior art, no spheroidal graphite formation has hitherto been achieved with aluminum alone.

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 nach dem heutigen Stand der Entwicklung auf diesem Gebiet die metallischen Behandlungs-■ elemente ausgesprochen schwefelarme Schmelzen erfordern.It is all the more surprising that aluminum in particular is too unusual when it is added sulfur-rich alloys is able to promote the spheroidal graphite formation decisively, while According to the current state of development in this field, the metallic treatment ■ elements require extremely low-sulfur melts.

Der Kohlenstoffgehalt der neuen Legierung liegt vorzugsweise über 3,2% bei einem Siliziumgehalt von über 1,2%.The carbon content of the new alloy is preferably above 3.2% with a silicon content of over 1.2%.

Die Schliffbilder zeigen die Ausbildung des Graphits in einer Gußeisenschmelze mit 3,7% Kohlenstoff, 2,58 °/o Silizium, 0,20% Mangan, .0,034% Phosphor, 0,400% Schwefel und 0,45% Aluminium.The micrographs show the formation of graphite in a cast iron melt with 3.7% Carbon, 2.58% silicon, 0.20% manganese, .0.034% phosphorus, 0.400% sulfur and 0.45% aluminum.

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«-ä'hrilicheh '^: Form an.; Diese ; bisher ' überhaupt im Schrifttum noch nicht bekannte Graphitform izeigt Bild 2. /VWhile some of the graphite spheres are precipitated in the previously known spherulitic form (Fig. 1), another part of the graphite in the cast iron according to the invention is obtained in a particularly characteristic "cabbage head"-ä'hrilicheh' ^: form. This; so far Fig. 2. / V

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 Garttierungsstoffe.■■;. 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.The making of the new. Material can be done in a wide variety of ways. Appropriately one is in a melting furnace, such as. B. cupola od. Like. Using the cheapest Input materials, such as gardening materials. ■■ ;. and Fuels that produce a high sulfur channel iron, which is then either alone with cheap aluminum-containing additives is treated, or which is treated before or after the aluminum treatment a sulfur-containing additive is added.

Die mechanischen Eigenschaften des neuen Werkstoffes liegen in der'^Größenordnung der bisher bekannten auf anderem Wege erzeugten Gußeisensorten, welche mehr oder weniger große An-'teile von Graphit in Kugelform enthalten.The mechanical properties of the new material are in the order of magnitude of the previously known types of cast iron produced by other means, which more or less large proportions contained in spherical graphite.

Das neuartige Gußeisen hat gegenüber den bisher bekannten Gußeisen gleicher Art den Vorteil, daß es in äußerst einfacher Weise aus wohlfeilen Rohstoffen ■ zu bedeutend billigeren Gestehungskosten hergestellt werden kann, so daß erst nunmehr diesen hochwertigen gußeisernen Werkstoffen Gebiete erschlossen werden, in die dieser Werkstoff bisher nicht eindringen konnte. ■ .The novel cast iron has the advantage over the previously known cast iron of the same type that it in an extremely simple way from cheap raw materials ■ at significantly cheaper production costs can be manufactured, so that only now these high-quality cast-iron materials have opened up areas into which this material has not yet been able to penetrate. ■.

Claims

PATENT REPRESENTATION:

1. A method for producing cast iron which contains the graphite in whole or in part in a compact or nodular or spherical shape, characterized in that in 90 ^c the liquid melt sulfur and aluminum are introduced in such amounts and in such a quantitative ratio to each other that Due to the action of these two elements, the graphite in the solidifying cast containing these two elements is entirely or partially deposited in a compact or nodular or spherical shape.

2. By the method of claim 1 produced cast iron alloy, · which completely or partially in the graphite in more compact to contains spherical shape, characterized in that the solidified casting contains a sulfur content from about 0.2 to 1% with a simultaneous aluminum content of about 0.1 to 1%.

. 3. Cast iron alloy according to Claim 2, characterized by a sulfur content ■ between about 0.3 and 0.5% and an aluminum content between about 0.3 and 0.5% in the solidified Molding. ■■■■ '.' ■■

4. cast iron alloy according to claim 1 to 3, characterized by a carbon content of over 3.2% and a silicon content of over ij2%.

1 sheet of drawings