DE1458899A1

DE1458899A1 - Verfahren zum Impfen von Gusseisen

Info

Publication number: DE1458899A1
Application number: DE19651458899
Authority: DE
Inventors: Kaune Dipl-Ing Dr Albert; Traeger Dipl-Ing Dr Heiner
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1965-11-17
Filing date: 1965-11-17
Publication date: 1969-02-13
Also published as: GB1132056A; ES331978A2; AT266360B; NL6614437A

Description

ans· Rapfen von Gußeisen " «ar Batentamaeldung H 65 879 YIa/31' c)

Im Beup-fcp^tent (Patentanmeldung I 63 879 VIa/31o) 1st ein Verfehren «r Impfung von Gußeisen in der Gußform oder in der Kokille beschrieben, das darin besteht, daß die Gußeisensehmelee während des füllens der Form oder Kokille beim Durchströmen des Anguß-bzw. Ansonnittsystems mit dem darin befindlichen eingeformten Impfmittel in Berührung gebracht wird. Hierbei löst die einströmende Eisenschmelze in günstiger Weise geringe Mengen des Impfmittels auf, und es wird eine wirkungsvolle Impfung der Schmelze herbeigeführt. Dieses Verfahren verwendet das Impfmittel in form von Formungen , z.B. als Siebkerne. Die Anfertigung solcher spezieller Impfmittelkörper ist aber in einzelnen fällen, beispielsweise bei kleinen Gußmengen oder oft wechselnden GußSerien, etwas aufwendig. Andererseits wird in der Gießerei-Praxis nur ungern auf Vorrichtungen verzichtet, die einen besonders gleichmäßigen und ruhigen Einlauf der Schmelze in die form gewährleisten und die erfindungsgemäß günstige Voraussetzungen für ImpfaSgliohkeiten schaffen.

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Soloh· Vorrichtungen sind Formkörper wi· Siebkerne oder Wehr·ι die in das Anguß- bzw· Anschnittsystem der form

oder Kokille eingelegt werden. ^;

In Abänderung dea Verfahrens des Hauptpatentee (Patentanmeldung H 65 879) zur Impfung von Gußeisenschmelzen, wobei.die Gußeisensohmelze in der form beim Durchströmen des Angufl- bzw. Ansohnittsystems der form oder Kokille mit dem darin befindlichen Impfmittel in Berührung gebracht wird, wurde nun gefunden, daß auoh dann eine wirkungsvolle Impfung der Schmelze in der form herbeigeführt wird, wenn das Impfrcittel in stückiger form in das Angußsystem und unmittelbar vor eine, die ungelöste Aufnahme des Impfmittels durch die Schmelze verhindernde Durchtrittsvorriohtung lose eingelegt und hierauf der Abguß unter gleichzeitiger Impfung der Schmelze vorgenommen wird.

Als besonders geeignete Durchtrittsvorrichtung in Verbindung mit. dem stückigen, in keiner festen Verbindung mit der Durchtrittsvorrichtung stehenden Impfmittel haben sich Siebkerne erwiesen. Solohe Siebkerne bestehen im allgemeinen aus feuerfestem Material wie Schamotte, Korund, Graphit oder gebundenen Sanden und ähnlichem. Das stüokige Impfmittel ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren in seinen Abmessungen auf die Grösse des Durchlasses dieser Vorrichtung bzw· auf die Größe der Bohrungen des Siebkernes abgestimmt, d.h. die Größe des Impfmittelstüokes wird so gewählt, daß nach Beendigung dee Gieß-

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Vorganges in jedem fall« das Impfmittelstück nicht als solcheε durch die öffnung hindurchtreten und somit auch keinen Einschlußkörper in der im Formhohlraum befindlichen

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erstarrenden 8ohmelze herbeiführen kann. Pie Größe des Impfmittelstückes 1st ferner unter Berücksichtigung der Beschaffenheit der Durchtrittsvorriohtung - wie öffnungsweite in verständlicher Weise auch abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, der Aufsohmelzgeschwindigkeit und der Gieß-

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zeit. . . *

Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Querschnitte-Verminderung, die durch das eingelegte Impfmittelstüok im Angußsystem eintritt, durch eine örtliche Erweiterung des Angusses oder des Laufes auszugleichen. Auf gleiche Weise wird auch verhindert, äalJÄie Sohmelze an dem Impfmittelstück vorb&iströmt und nioht oder nur ungenügend dieses anlöst.

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Im allgemein·™ wurden beim Guß neutrale Siebkerne in die form eingelegt um einen möglichst gleichmäßigen und schlaokenfreien Einlauf der Sohmelze zu erzielen. Der Siebkern wird ■o gewählt, jg?|!j| der freie Fläohendurchtritt der Bohrungen der Quersohni^sfläche des Laufes entspricht. In ähnlicher Weise kann &&$& auch das stückige Impfmittel nach dem erfindungsgemä8*$ Verfahren in Verbindung mit anderen geeigneten Vorrichtungen verwendet werden. Hierbei ist lediglich zu berücksichtigen, daß das stüokige Impfmittel bei Gußende noch größer ist als die Durchtrittsöffnung der Vorrichtung.

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gewählt als die Quereohnittsflache des Laufes. Als artige Vorrichtungen kommen somit außer Siehkernen auch Gitterroste oder ähnliche Einlagen oder aber auch einfach·, verengte Ausbildungen des Eingußtrichters, des Gießkanals oder der Läufe unter Beaohtung der erwähnten Querschnittsverhältnisse in Frage.

Solche Vorrichtungen verhindern in jedem Fall·, daß das stückige Impfmittel von der Schmelze in die Form eingeapült wird. Die einströmende Schmelze löst vielmehr je nach Gießbedingungen lediglich eine ausreichend· Menge des.Impfmittels auf unter Hinterlassung der Hauptmenge. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren führt die Impfung in der Form einen besonders wirkungsvollen Impfeffekt herbei. Hierbei ist es jedoch ohne Bedeutung, an weloher Stelle des Anguß- bzw. Anschnittsystems das stückige Impfmittel und die das lose Impfmittelstück zurückhaltend· Durohtrittevorrichtung angeordnet ist, d.h. es ist ohn· Bedeutung, ob sich diese Stelle im Gußtümpel, im EinguStriohter, im Gußkanal oder im Lauf befindet. Entscheidend ist lediglich, daß di· Stückgröße des Impfmittels immer grOfl«r bleibt als die in dieser Vorrichtung für die einströmende Schmelze vorgesehenen öffnungen.. - '" ·

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das

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Ferner wird selbstverständlich der freie Plächenduroh- I

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tritt der Vorrichtung nicht oder nur /w es entlieh kleiner ' :.

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Al« Iapfmit-t·! korn·!! di· an eioh. bekannten Vorlegierungen in »tüokiier form in Prag·. Bekannte Impfmittel sind bei-•peilBveiee Ii«fi«rung«n d·· SiIiBlume mit Erdalkalimetallen ond/oder mit Hagneeium, liaen, Zirkon, Niekel, Kupfer, Zinn bzw. Mangan. Die Impfaittel können als Legierungen all«in oder al· G«ml*ohe dieser legierungen verwendet werden. Sie ·1ηκ·1η·η Iapfmittel haben je nach ihrer &ueammeneetaung rereohiedene Wirkungen auf die Sohaelze, was aber für di· Dorohftthrung d·· «rfittdungagemäBen Verfahren« unweeentlioh ist. In bekannter Weiee kann auoh di· Löeungegeeohwindigkeit der Impfmittel duroh Legierungezueätze verändert werden, beiepieleweiee duroh Zusatz· von Aluminium, Hagn«sium und/od«r Oaloium in !•rrosilioium-Legierungen.-

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Die erfindungsgemäß notwendige stüokige Form der Impfmittel kann in verschiedener Weise bereitgestellt werden. Im allgemeinen wird stückiges Impfmittel durch Zerkleinern erstarrter Impfmittelsohmelzen und durch Klassieren der ge« eigneten Korngrößen gewonnen. Man kann aber auch voA feineren Anteilen ausgehen und diese durch an sioh bekannte ' Maßnahmen zu stückigem Material aufbereiten, wie Brikettieren! Paketieren oder Pelletisieren.

Pas erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Impfung von Bisen- und Stahlschmelzen. Insbesondere hat es sioh bei der Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit und von Gußeisen '■ mit Lamellengraphit als hoohwirksam und sehr geeignet erwie- ■ sen.

Der Vorteil dee'erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, j daß eine hochwertig·, kontrollierte Impfbehandlung der Bisenschmelze in der gußform erzielt wird, wobei man sioh ebenso einfaoher wie wirksamer Impfmaßnahmen bedient, ferner ist auch die Verwertung von hinsiohtlioh ihrer Korngröße zunächst ungeeigneter Anteile von Impfmitteln möglich, da diese in bekannter Weise in für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet· stüokige Formen übergeführt und in das Verfahren eingegeben werden können.

Ein weiterer Vorteil des erfindungagemäßen Verfahrens besteht darin, daß das sonst bei der Impfung von Qufteisensohaelzen

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in den Gießpfannen - beispielsweise durch Übergießen oder Einrühren des lapfmittels - während der meist viele Hinuten dauernden Gießzeit zu beobachtende "Abklingen"des Impfeffektee nieht berücksichtigt zu werden braucht. Infolge der bei der Anwendung des erfindungegemäßen Verfahrens zu erzielenden überaus kräftigen Impf wirkung genügen ungewöhnlich geringe Iapfmittelzusätze. Dies bedeutet, daß man auch solche Impfstoffe verwenden kann, die zwar besonders wirkungsvolle

/hervorrufen **

lapfeffekteVaoer auch sohädliohe Nebenwirkungen bei üblichen Impfverfahren herbeiführen, beispielsweise Aluminium in ferrosllicitui.

Zu erwähnen ist noch, daß das vor der Vorrichtung verbleibende Impfmittel nicht verloren geht. Ee friert in das im Angtülsystem erstarrende Eisen ein und kommt mit dem Rücklauf wieder in die Schmelzöfen. Dort siliziert bzw. legiert 6L die Sohmelzen.

Sie Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Ein· im Induktionsofen aus aufgekohltem und legiertem Tiefziehblech hergestellte Graugußsohmelze wurde nach einer überhitzung und längerer Standzeit im Ofen mit folgender Analyse und Temperatur aus einer Handpfanne vergossen.

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·" β —

Während des Füllens der Handpfanne erfolgte eine Impfung mit Ο,29δ Calcium-Silicium.

C Mn P S Si Fe Gießt empera tür 3,1 0,5 0,4 0,02 1,6 Rest 142Q

Es wurden sogenannte Wanddickenproben abgegossen, die aus Platten verschiedenen Durchmessers (5-30 mm) bestehen· Die Platten werden steigend gegossen, sie stehen in der Form hintereinander und sind von einem langen Lauf her seitlich angeschnitten. Am Anfang des Laufes steht der Eingußtrichter, zwischen Eingußkanal und Laufbeginn liegt in der Oberkasten/ünterkasten-Trennung ein Siebkern aus Keramik mit 8 mm Lochweite und 25 mm freiem Durohfluflquersohnitt. Eingußkanal bzw. Laufbeginn haben eum Siehkern hin jeweils eine domartige Erweiterung.

Es wurden Formkästen sowohl ohne eingelegtes Impfmittel vergossen, wie auoh in einige Kästen jeweils ein Stückchen Vorlegierung auf den Siebkern gelegt wurde. Das Vorlegierungsstückohen hatte einen mittleren Durchmesser von etwa 18 mm und folgende chemische Zusammensetzungt

Fe Mg Ca Al Si

96 JC 9t 9t *

8,4 11,0 2,8 1,3 Rest

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— Q _

Naoh den Guß wurden die Bruohbilder der Flatten und einige Schilffbilder beurteilt. Die in der Form nach dem erfindungsgeeäßen Verfahren durchgeführte Impfung hatte die Weißeinstrahlung in den Platten mit kleinerem Durchmesser verhindert und das Gufigefüge verfeinert.

Plattendioke (mm)	Graphit ausbildung	30	20	10	A-Lamellen	Perlit	Perlit +5-1056 Zemen- tit	VJl
ohne zusätzliche Impfung vergossen	Gufigefüge	Perlit
	Perlit +10-20# Zemen- tit

Plattendicke (mm)	.Graphit ausbildung	30	20	10	A-Lamellen	Perlit	Perlit	VJl
mit zusätzlicher Impfung vergossen	Gußgefüge	Perlit
	Perlit

Es zeigte sich weiterhin, daß die Impfung in der Form nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine wesentliche Verkürzung der Primärdendriten im Guß hervorrief und eine bessere Verteilung des Phosphideutektikums bewirkte.

Beispiel 2

Eine in Induktionsofen aus unlegiertem Gießereiroheisen hergestellte Gußeisensohmelze wurde nach dem Aufsilizieren und

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Überhitzen in eine schlanke Pfanne abgestochen und bei 1480 ⁰C mit 0,6 <fi einer Magnesiumvorlegierung (31,2 f> Mg, 4,5# Oa, 8,1# Pe Rest Si) im Tauchverfahren behandelt. e Nach dem Absohlaoken erfolgte eine erste Impfung der Schmelze durch Einrühren von 0,8$ körnigem Ferrosilizium (FeSi 90) und- danach der Abguß zu Wandickenproben, wie sie bereits im ersten Beispiel beschrieben wurden.

Grußanalyse C

Mn

Mg

Fe

377 0,09 0,03 0,008 2,3 0,051 Rest

Auf dem Siebkern eines !Teils der abgegossenen Wanddickenproben lag je «in Stück Impfmittellegierung mit einem Durchmesser von ca, 18 mm und folgender Analyse:

Fe

Al

Ca

Si

8,5 5,1 0,7 Rest

Die abgegossenen Platten wurden anhand von Schliffbildern wie folgt beurteilt:

Plattendicke (mm)	Sphärolithen	30	20	10	5
ohne zusätzliche Impfung vergossen	(ruß ge füge	9096	90#	9096	909t
	Ferrit + 10?6 Perlit	Ferrit + 10# Perlit	Perlit + 30# Ferrit + 1096 Zemen- tit	Perlit + 30# Ferrit + IO96 Zemen- tit

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U58899

Plattendioke (mn)	·■	30	20	10	5
mit zusätzlicher Tmpfting vergossen •	Sphärolithen		90*	90*	90*
lußgefüge	Ferrit + 10* Perlit	Ferrit + 10* Perlit	Ferrit + 10* Perlit	Ferrit +30 * Perlit

Die zusätzliche Impfung in der Form beseitigte die Weißeinetrahlung und verringerte die Wanddiokenabhängigkeit, die Bphärolithen wurden kleiner.

Ansprüche - 12 -

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Claims

- 12 - T458899 Patentansprüche

1. Verfahren zur Impfung von G-uß eisenschmelz en, wobei die G-ußeisenschmelze in der Form "beim Durchströmen des Anguß- bzw. Anschnittsystems der Form oder Kokille mit dem darin befindlichen Impfmittel in Berührung gebracht wird nach Patent ... (Patentanmeldung M 63 879 VIa/31c), dadurch gekennzeichnet, daß das Impfmittel in stückiger Form in das Angußsystem unmittelbar vor eine, die ungelöste Aufnahme des Impfmittels durch die Schmelze verhindernde Durchtrittsvorrichtung lose eingelegt und hierauf der Abguß {met/ der Schmelze vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Impfmittel an sich bekannte Vorlegierungen in stückiger Form wie gebrochene, brikettierte, pelleti— sierte, paketisierte oder in ähnlicher Weise aufbereitete Vorlegierungsschmelzen verwendet werden.

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