DE1558524C3 - Verfahren zur Herstellung von Impf legierungen für Gußeisenschmelzen auf der Basis von kalziumhaltigen Ferrosilizium - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Impf legierungen für Gußeisenschmelzen auf der Basis von kalziumhaltigen FerrosiliziumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Impflegierungen für Gußeisenschmelzen auf der
Basis von kalziumhahigem Ferrosilizium, welches gegebenenfalls noch weitere metallische Legierungskomponenten
enthalten kann, wobei das Kalzium in Form einer Kalziumverbindung in die Impflegierung eingebracht
wird.
Es ist bekannt, daß Silizium auf die Gefügeausbildung des Graugußeisens einen vorteilhaften Einfluß ausübt.
Silizium erhöht die Zerfallsgeschwindigkeit des Eisenkarbids. Mit steigendem Siliziumgehalt nehmen außerdem
Kernzahl und Kristallisationsgeschwindigkeit für die Bildung des Grafits zu. Silizium verhindert daher
eine starke Unterkühlung der Schmelze.
Die Wirkung des Siliziums auf das Gefüge und damit die Festigkeit von Gußeisen ist viel intensiver, wenn es
nicht nur mit der Gattierung im Ofen geschmolzen wird, sondern zum Teil nach dem Schmelzprozeß in der
Pfanne dem Eisen zugesetzt wird. Dieser Pfannenzusatz wird als »Impfung« und der aus der Nachsilizierung
sich ergebende Einfluß auf die Eigenschaften des Gußeisens als »Impfeffekt« bezeichnet.
Aus dem Schrifttum sind zahlreiche siliziumhaltige Impfmittel für Gußeisen bekannt. Die gebräuchlichsten
sind Ferrosilizium, Kalzium-Silizium, Silizium-Mangan-Zirkon und Siliziumkarbid. Sie werden in fester Form
dem Gußeisen in der Rinne oder Gießpfanne zugeführt. Zur Impfung von Sphärogußeisen, einem hochwertigen
Gußeisen mit kugeliger Grafitausbildung, wird hauptsächlich ein kalzium- und aluminiumhaltiges Ferrosilizium
mit einem Si-Gehalt von 75% eingesetzt, da durch das gleichzeitige Vorliegen von Aluminium und Kalzium
im Ferrosilizium dessen Impfwirkung wesentlich erhöht wird. Vorgenannte Impflegierung zeichnet sich
durch ein gutes Lösungsvermögen in schmelzflüssigem Eisen sowie durch eine;,gute Siliziumausbeute und
durch fehlende Schlackenbildung aus.
Zur Herstellung von kalziumhahigem Ferrosilizium, das gegebenenfalls noch weitere metallische Legierungskomponenten,
wie z. B. Aluminium oder Magnesi-
um enthalten kann, wurde bisher Ferrosilizium mit Kalzium-Silizium
legiert. Geht man von technischem Ferrosilizium aus, so ist die anfallende Impflegierung aluminiumhaltig
da im technischen Ferrosilizium das Aluminium als Verunreinigung vorliegt.
Es wurde nunmehr überraschend festgestellt, daß die mit einer aus kalziumhaltigem Ferrosilizium bestehende
Impflegierung erzielbare Impfwirkung auf Gußeisenschmelzen von der Form des Einbringens des Kalziums
in die Impflegierung abhängig ist und gegenüber der herkömmlichen Praxis, bestehend in der Verwendung
von Kalzium-Silizium als Legierungskomponente für Ferrosilizium, verbessert werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Impflegierungen für Gußeisenschmelzen auf der
Basis von kalziumhaltigem Ferrosilizium, welches gegebenenfalls noch weitere metallische Legierungskomponenten
enthalten kann, wobei das Kalzium in Form einer Kalziumverbindung in die übrigen Ausgangskomponenten
der'lmpflegierung eingebracht wird, besteht
darin, daß als Kalziumverbindung Kalziumkarbid in einer Menge von 1 bis 20%, vorzugsweise 2 bis 8 Gewichtsprozent,
bezogen auf die übrigen Ausgangskomponenten, verwendet wird.
Insbesondere kann dieses Verfahren auf kaiziumhaltige Ferrosiliziumlegierungen angewendet werden, die
als weiteren Bestandteil Aluminium enthalten.
Gute Impfeffekte auf Gußeisenschmelzen werden erzielt, wenn zur Herstellung der Impflegierung Ferrosilizium
mit einem Si-Gehalt von 60 bis 90% und gegebenenfalls einem Aluminiumgehalt von 0,3 bis 3% mit
Kalziumkarbid legiert wird. Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung kann auch technisches Kalziumkarbid
verwendet werden.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Impflegierung ergibt gegenüber den nach herkömmlichen
Verfahren hergestellten Impflegierungen gleicher Zusammensetzung beim Einbringen in Gußeisenschmelzen
eine wesentliche Verbesserung der Zugfestigkeit des Gußeisens, was aus der Abbildung ersichtlieh
ist. Weiterhin stellt Kalziumkarbid im Vergleich zu Kalzium-Silizium eine wirtschaftlich billigere Legierungskomponente
zur Herstellung von Impflegierungen dar.
(erfindungsgemäße Arbeitsweise)
Eine 2 t fassende Pfanne wurde im Verlaufe von etwa 20 Minuten mit flüssigem Ferrosilizium mit einem Si-Gehalt
von 75 Gewichtsprozent gefüllt. Gleichzeitig wurden 80 kg etwa 80prozentiges Kalziumkarbid
gleichmäßig mit dem Einlaufstrahl des flüssigen Ferrosiliziums nach und nach in die Pfanne eingebracht.
Nach dem Abschlacken der Schmelzoberfläche wurde das mit Kalziumkarbid behandelte Ferrosilizium in bekannter
Weise vergossen. Man erhielt eine Ferrosiliziumlegierung mit einem Kalziumgehalt von 1,2%.
Beispiel 2
(bekannte Arbeitsweise)
(bekannte Arbeitsweise)
In einer 2 t fassenden Pfanne wurden 80 kg Kalziumsilizium
mit einem Kalziumgehalt von etwa 30% vorgelegt. Anschließend wurde die Pfanne mit flüssigem Ferrosilizium
mit 75% Si gefüllt und nach kurzem Abstehen die Schmelze abgeschlackt. Die Schmelze wurde
danach wie üblich vergossen. Es wurde eine Impflegierung mit etwa 1,2% Kalzium erhalten, die durch Brechen
und Klassieren zerkleinert wurde.
Mit Hilfe der in den Beispielen 1 und 2 erläuterten Impflegierungen wurden jeweils übereutektische Graugußschmelzen
mit einem Sättigungsgrad (Sc) von 1,05 geimpft und die Änderung der Zugfestigkeit des Graugusses
in Abhängigkeit von der Menge an zugeführtem Impfmittel ermittelt. Die hierbei erzielten Ergebnisse
sind in den in deriAbbildung dargestellten Kurven verdeutlicht, wobei die obere Kurve die Impfwirkung eines
mit Kalziumkarbid und die untere Kurve die Impfwirkung eines mit Kalzium-Silizium legierten Ferrosiliziums
wiedergibt. Es kann festgestellt werden, daß die Zugfestigkeit eines mit der erfindungsgemäßen Impflegierung
behandelten Graugusses die eines mit der bekannten Impflegierung geimpften Graugusses wesentlich
übertrifft.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Impflegicrungen für Gußeisenschmelzen auf der Basis von kalziumhaltigem
Ferrosilizium, welches gegebenenfalls noch weitere metallische Legierungskomponenten
enthalten kann, wobei das Kalzium in Form einer Kalziumverbindung in die übrigen Ausgangskomponenten
der Impflegierung eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Kalziumverbindung
Kalziumkarbid in einer Menge von 1 bis etwa 20%, bezogen auf die übrigen Ausgangskomponenten,
verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kalziumkarbid in einer Menge von 2
bis 8%, bezogen auf die übrigen Ausgangskomponenten, verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Ausgangsmaterial verwendete
kalziumhaltige Ferrosilizium als weitere Komponente Aluminium enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Ausgangsmaterial verwendete
kalziumhaltige Ferrosilizium einen Siliziumgehalt von 60 bis 90% aufweist und mit 0,3 bis
3% Kalziumcarbid legiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das kalziumhaltige Ferrosilizium weiterhin
0,3 bis 3% Aluminium enthält.
Applications Claiming Priority (2)
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