DK143860B - Fremgangsmaade til nodularisering af grafit i smeltet stoebejern samt form til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

143860

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til nodu-larisering af grafit i smeltet støbejern, ved hvilken man bringer støbejernet i kontakt med et nodulariserende stof, der foreligger i form af piller og indeholder rent jern, og 5 et nodulariseringsmiddel valgt blandt magnesium, calcium og cerium og de andre sjældne jordarter, begge i pulveriseret tilstand og agglomereret sammen samt en form til udøvelse af denne fremgangsmåde.

I beskrivelsen til dansk patentansøgning nr. 4274/72 beskri-10 ves en fremgangsmåde af ovennævnte type. Ifølge den nævnte beskrivelse holdes pillerne i bunden af en støbeske, dvs. en ske, der tjener til transport af det smeltede støbejern.

Til hver behandling, der foregår på statisk måde, anvendes det ønskede antal af identiske piller.

15 Formålet med den foreliggende opfindelse er at løse det problem, at i de kendte processer nedbrydes de sammenpressede piller af det agglomererede stof meget hurtigt med det resultat, at magnesiumet ikke blot virker dårligt, men også meget uregelmæssigt, dvs., at der er en dårlig fordeling af 20 magnesiumet eller tilsvarende i smelten.

Ifølge den foreliggende opfindelse løses dette problem ved, at man på støbejernets bane under indløbet i formen anbringer flere pillegrupper, hvis nodulariseringsmiddelindhold ændres fra gruppe til gruppe, idet grupperne er anbragt i en række-25 følge med aftagende nodulariseringsmiddelindhold.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i krav 2 omhandlede har ført til særligt tilfredsstillende resultater ved udøvelse i industriel målestok.

Procentsatserne, der er angivet i den kendetegnende del af 30 krav 3, definerer en særlig gunstig praktisk anvendelig løsning til brug ved industriel udøvelse af fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse.

143860 2

Formen ifølge opfindelsen til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at dens støbekanal, der fører til formhulheden, hår et stykke med et konstant tværsnit, der er lidt større end tværsnittet af pillerne, 5 og hvor dimensionen af dette stykke, målt vinkelret på formens samleplan er lidt mindre end pillernes diameter. En sådan form er en til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen særlig velegnet form, som gør det let at anbringe og fastholde pillerne i den ønskede orden på støbejernets bane.

10 En form ifølge opfindelsen, der er ejendommelig ved, at der mellem støbekanalen og formhulheden findes en kanal med reduceret tværsnit, udmærker sig ved, at den på simpel måde kan standse de slagger, der eventuelt er fremkaldt ved reaktionen .

15 Udførelsesformer for opfindelsen vil nu blive beskrevet under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor fig. 1 er et langsgående tværsnit af en støbeform ifølge opfindelsen, fig. 2 er et tværsnit langs linien 2-2 i fig. 1, og 20 fig. 3 er et diagram, i hvilket kurven repræsenterer det i støbejernet opnåede magnesiumindliold som en funktion af støbetiden.

Det nodulariserende stof, der blev anvendt, udgør 0,5 til 3% med hensyn til støbejernets vægt, og det omfatter en blanding 25 af fine partikler af rent magnesium og rent jern, der er agglo-mereret eller sammenbundet i form af piller. Det anvendte metalpulver af jern og magnesium omfatter en blanding af 1-20%, og fortrinsvis 10 vægt% magnesium og 80-99%, og fortrinsvis 90 vægt% jern. På den ene side er det klart, at et højere 3 143860 magnesiumindhold ikke tillader en homogen fordeling i det smeltede metal, da reaktionen bliver alt for hurtig, og på den anden side har et lavere indhold til følge, at der sker en betydelig forøgelse af det krævede volumen af piller.

5 Pulverets partikelstørrelse er desuden ikke uvæsentlig, da det for at opnå en opløsning, der ikke giver uregelmæssigheder, er tilrådeligt at have partikler, der er så fine som mulige, og til dette formål vælges en partikelstørrelse i intervallet fra 0-500 mikron, fortrinsvis 100-300 mikron.

10 Jern- og magnesiumpulveret sammentrykkes i en presse under 2 et tryk på mindst 1 metrisk ton pr. cm og fortrinsvis adskil- 2 lige metriske tons pr. cm , f.eks. i form af piller eller tykke skiver med en diameter på mellem 0,5 og 5 cm og en tykkelse på mellem 0,5 og 5 cm. Pulveret kan også sammenpresses 15 til en form, som i højere grad ligner en kugle, f.eks. til pudeform, hvorved stablen af piller er mere stabil med hensyn til strømmen af smeltet støbejern.

Fremgangsmåden til anvendelse af nævnte stof omfatter, at man hælder jernet i formen og får det til at flyde på og 20 rundt om pillerne. Ved kontakt med jernet stiger pillernes temperatur, indtil de reagerer på moderat måde.

Den således opnåede reaktion ved tilsætningen af magnesiumet til jernet er progressiv, og magnesiumtilførselens regelmæssighed kan vises på følgende måde.

25 Ifølge den i fig. 1 viste udførelsesform indføres det smeltede jern i det indre af en form 11, som består af et støbt materiale og har en overdel 11a og en underdel 11b, som har et vandret samlingsplan P-P gennem en lodret støbekanal 12, hvis bund har et støbehul 13 til siden, som er anbragt symme-30 trisk med hensyn til planet P-P, og ind i hvilket der åbner sig en vandret prismatisk kanal 14, der også er anbragt symmetrisk med hensyn til planet P-P, og hvis tværsnit er omtrentligt hexagonalt som følge af udformningen, som kræves til 4 143860 adskillelse af støbeformen fra sandet, når de to formhalvdele fremstilles.

Piller 15a, 15b, 15c etc. anvendes i rækkefølge i passagen 14, idet disse piller har form af cylindriske stykker, hvis dia-5 meter i alt væsentligt svarer til højden af tværsnit af passagen 14 og består af et agglomereret magnesium- og jernpulver, hvori magnesiumindholdet varierer fra den ene pille til den anden, f.eks. fra 5-75%, idet resten er jern. Disse piller anbringes i kontakt med hinanden langs aksen i pas-10 sage 14 og holdes på plads ved hjælp af trykket af den øvre del 11a og den nedre del 11b af formen.

Støbekanalen 14 har i den ende, som ligger længst væk fra støbehullet 13a, en indsnævret sektion 16, således at slaggen, som eventuelt bliver dannet ved indvirkning af det smeltede 15 metal på pillerne, holdes tilbage ved hjælp af den påvirkning, som skyldes denne indsnævring. Det smeltede metal flyder derpå ud i støbehulheden 17, som svarer til den del, som skal støbes, og også er anbragt til hver side af planet P-P.

Behandlingspillerne 15a, 15b, 15c ... er anbragt i den neder-20 ste halvdel af kanalen 14, den øverste del 11a af formen anbringes på plads, og derpå hældes det smeltede jern gennem støbeåbningen 12. Jernet strømmer i kanalen 14 mellem sidstnævntes vægge og pillerne, således at jernet ved kontakt med pillerne progressivt behandles på en sådan måde, at den deri 25 indeholdte grafit bliver kugleformet. Tværsnittet af den fri passage mellem passagens vægge og pillerne bestemmes i overensstemmelse med det smeltede metals ønskede strømningshastighed.

Det følgende anvendelseseksempel illustrerer mere nøjagtigt 30 de opnåede fordele.

Der anvendes en form med en tilsvarende opbygning som den i fig. 1 viste, bortset fra, at hulheden 17 er elimineret, så 143860 5 ledes at jernet strømmer frit ud af formen ind i kobbersmeltedigler, som er beregnet til analyse af det behandlede jern.

I kanalen 14 er der indført seksten behandlingspiller med følgende egenskaber: 5 en pille med 75% magnesium, to piller med 10% magnesium, tretten piller med 5% magnesium, idet resten er jern i alle pillerne.

Pillen indeholdende 75% magnesium anbringes i opstrømsenden 10 af pillestablen for at behandle det rå smeltede metal hurtigt, derpå anbringes de følgende piller således, at deres magne= siumindhold er faldende. Støbetemperaturen er mellem 1400 og 1420°C.

Betingelserne er derfor væsentligt mindre gunstige end de, 15 som opnås ved støbning af industrielt fremstillede dele, da der ved, at man arbejder med en fri strøm af metal ind i smeltedigler, ikke fås nogen fordel af den normale efterfølgende bevægelse eller omrøring i hulheden 17, som sikrer en bedre homogenitet, hvilket i endnu højere grad er sandt i 20 dette tilfælde, fordi magnesiumet får tid til at blive spredt i støbedelen under afkølingen.

Prøverne i smeltediglerne tillader derpå bestemmelsen af restmagnesiumindholdet i det behandlede metal som en funktion af støbetiden, målt fra man påbegynder ihældningen af 25 jernet i støbeåbningen, incl. tiden til analysering af diglernes indhold (af størrelsesordenen 2/100 min.), og de følgende resultater opnås: ^fketid 5 10 15 2Q 15 1/100 mm.

30 Mg-indhold 24 22 22 22 24 tusindedele%

Claims (4)

143860 Det fremgår tydeligt af fig. 3, at magnesiumindholdet er i alt væsentligt konstant og mellem 0,022 og 0,024%. Dette bemærkelsesværdige resultat viser, at delene støbt under tilsvarende betingelser har en god homogenitet af magnesiumind-5 holdet, og at gråtittets form og matrixens struktur er i alt væsentlig jævn eller ensartet. Man vil forstå, at det er muligt at erstatte magnesiumet med calcium, cerium eller et andet af de sjældne jordarters metaller. 10 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til nodularisering af grafit i smeltet støbejern, ved hvilken man bringer støbejernet i kontakt med et nodulariserende stof, der foreligger i form af piller og indeholder rent jern, og et nodulariseringsmiddel valgt blandt 15 magnesium, calcium og cerium og de andre sjældne jordarter, begge i pulveriseret tilstand og agglomereret sammen, kendetegnet ved, at man på støbejernets bane under indløbet i formen anbringer flere pillegrupper, hvis nodulari-seringsmiddelindhold ændres fra gruppe til gruppe, idet grup-20 perne er anbragt i en rækkefølge med aftagende nodularise-ringsmiddelindhold.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved, at man benytter på forholdsvis måde en pille med 75% magne= sium, to piller med 10% magnesium og 13 piller med 5% magne= 25 slum.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegne t ved, at man anvender et stof, som i alt indeholder 10 vægt% magnesium og 90 vægt% jern, i en mængde på 0,5-3% med hensyn til støbejernets vægt.

4. Form til udøvelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af