DE1937089C3

DE1937089C3 - Verfahren zum Flammen von Gegenständen aus Gußeisen mit Kugelgraphit

Info

Publication number: DE1937089C3
Application number: DE19691937089
Authority: DE
Inventors: Egon 5650 Solingen Evertz; Damjan Luxemburg Schmit
Original assignee: Tent Sa Luxemburg
Current assignee: Tent Sa Luxemburg
Priority date: 1969-07-22
Filing date: 1969-07-22
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE1937089B2; DE1937089A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Flämmen von Gegenständen aus Gußeisen mit Kugelgraphit wobei die Gußstücke kalt eingesetzt werden.

Gegenstände der genannten Art bedürfen häufig einer Flächenbearbeitung, in deren Verlauf es zu einer Abtragung der Randzonen kommt Dies ist zum Beispiel dann wünschenswert, wenn in den Randzonen Gußfehler vorliegen, die bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Gußstückes störend wirken würden. Weiterhin ist eine derartige Flächenbearbeitung auch dann erforderlich, wenn die Gußoberfläche durch eine Benutzung irgendwelcher Art Schäden zeigt, so zum Beispiel Warmrisse bei unter Wärmeeinwirkung beanspruchten Gegenständen, wie zum Beispiel Walzen oder Stahlwerkskokillen. Schließlich sind Flächenbearbeitungen der genannten Art auch dann angebracht wenn man die geometrische Gestalt der Fläche aus irgendwelchen Gründen verändern muß, also etwa eine zum Beispiel durch Hitzeeinwirkung gekrümmte Fläche einzuebnen hat

Flächenbearbeitungen dieser Art sind bislang in unterschiedlicher Weise mechanisch durchgeführt worden. Dabei wurden Verfahren wie das Stemmen, das Fräsen oder das Schleifen angewendet Diese Verfahren sind jedoch in der Praxis sehr aufwendig und haben zudem den Nachteil, daß die aus der Schmelzphase erstarrte, für verschiedene Anwendungsgebiete als besonders vorteilhaft angesehene Randzone völlig verlorengeht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu schaffen, bei welchem unter Vermeidung der vorstehend erwähnten Schwierigkeiten kalt eingesetzte Gegenstände aus Gußeisen mit Kugelgraphit geflammt werden können.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Gußstückoberfläche in an sich bekannter Weise zunächst bis zum Auftreten eines Schmelzflusses mit einer Gas-Sauerstoff-Flamme erhitzt und dann einem im wesentlichen aus Sauerstoff bestehenden Gasstrahl ausgesetzt wird.

Ein derartiges Verfahren ist teilweise an sich als sogenanntes Flämmhobeln bei Stahlblöcken bzw. bei Stahlbrammen bekannt Hierbei dient es dazu, das gegossene Stahlmaterial oberflächlich derart zu bearbeiten, daß bei anschließenden Walzvorgang Materialfehler vermieden werden. Allerdings muß man dabei bereits oberhalb eines verhältnismäßig niedrigen Kohlenstoffgehaltes von etwa 0,3% eine Vorwärmung des Werkstoffes vornehmen, damit es nicht zu Spannungsrissen in Nähe der sogenannten Flämmstellen kommen kann. Das Vorwärmen der Blöcke bzw. Brammen muß auf Temperaturen bis zu mehreren 100⁰C erfolgen, wenn es die beabsichtigte Wirkung ergeben soll. Hierdurch wird ein erheblicher Aufwand an Energie benötigt Darüber hinaus ist eine gleichmäßige Vorwärmung nur bei geometrisch äußerst einfachen, massiven Körpern möglich, wohingegen es bei Hohlkörpern und geometrisch schwieriger gestalteten Erzeugnissen nicht mehr mit der erforderlichen Gleichmäßigkeit gelingt, sondern unter ungünstigen Umständen die Gefahr von Spannungsrissen noch erhöhen kann.

Die Gefahr von im Zusammenhang mit Erwärmungsund Abkühlungsvorgängen auftretenden Spannungen, die zu Rissen führen, ist bei Gußeisen mit Kugelgraphit bekanntlich in besonders hohem Maße gegeben. Wie sich aus der nachstehenden Tabelle ergibt, sind derartige Spannungen bei den kugelgraphitischen Gußeisenarten erheblich größer als bei Gußeisenarten mit lamellarem Graphit und auch noch beträchtlich größer als bei Stählen.

Tafel 1

Chemische Zusammensetzung (%) C Si Mn P

Spannungen (kp/mm²)

0| 02

Gefüge

3,19	2,56	0,88	0,13	0,004	6,4	0,5	12,6
3,15	3,30	0,77	0,13	0,003	5,5	0,4	10,9
3,80	2,70	0,78	0,14	0,038	1,7	0,1	3,3
0,34	0,40	0,80	0,02	0,029	5,0	0,4	11,3

Perlit + Kugelgraphit Perlit + 40% Ferrit+ Kugelgraphit Perlit + lamellarer Graphit Perlit-Ferrit (Stahl)

Die zu Rißbildungen führenden Eigenspannungen sind weiterhin gerade bei thermisch beanspruchten Gußgegenständen, wie zum Beispiel bei Stahlwerkskokillen, besonders hoch, wie die nachstehende Tafel zeigt.

Tafel 2

Gemessene Tangentialspannung nach

einem Abguß der in Kursivschrift angegebenen Zahl von

kg/mm*

Abgüssen

+4	+9(6)
-2	+ 14 (8)
-4,5	+ 11 (81)
-3	+4 00

+9 (180)

-4(100)

Diese, dem Fachman geläufigen Sachverhalte standen jedenfalls einem Flächenbearbeitungsverh»lten der erfindungsgemäßen Art, wobei nach aller Voraussicht mit einer erheblichen Zunahme der Warmrißempfindlichkeit zu rechnen war, grundsätzlich entgegen. Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag der Anwendung des von der Stahlflächenbearbeitung her bekannten Flämmhobelns nicht nur eine Zunahme der Warmrißempfindlichkeit verhindert werden konnte, sondern daß es sogar möglich war, die Gußwerkstoffe in kaltem Zustand der Flämmbehandlung zu unterziehen. Hierdurch konnten gleichmäßige Arbeitsbedingungen auch bei differenziert gestalteten Gußerzeugnissen, wie insbesondere bei Stahlwerkskokillen, erzielt werden. Darüber hinaus gelingt es erfindungsgemäß, der bearbeiteten Fläche einen Gefügezustand zu geben, der der ursprünglichen, besonders vorteilhaften natürlichen Gußhaut sehr nahekommt. Dieser Vorteil bleibt auch dann erhalten, wenn man, wie es häufig angebracht ist, die erfindungsgemäß bearbeitet? Fläche im Anschluß hieran noch einer geringfügigen mechanischen Nachbearbeitung unterzieht.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt man den im wesentlichen aus Sauerstoff bestehenden Gasstrahl aus einer Düse mit einem Durchmesser von 8 bis 15 mm und unter einem Druck von 8 bis 40 atü austreten. Beste Betriebsergebnisse wurden bei Verwendung einer Düse mit einem Durchmesser zwischen 10 bis 12 mm und einem Druck zwischen 15 bis 40 atü erreicht. Die Festlegung der vorstehend genannten Dimensionen dürfte insofern wesentlich sein, als dadurch der Bereich der Räche, der der jeweiligen Erhitzung unterliegt, zugleich definiert ist.

Für die der eigentlichen, im wesentlichen über die Schlackenphase verlaufenden Abtragung vorausgehende Erhitzung hat sich als besonders zweckmäßig eine A.zetylen-Sauerstoffflamme erwiesen, die aus 8 bis 15 benachbarten Düsen von je '/2 mm Durchmesser mit eimern Druck von 1,5 atü austritL In der Praxis können diese Düsen die eigentliche Sauerstoffdüse ringartig umgeben.

Zur bestmöglichen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens trägt es weiterhin bei, die Oberflächenbearbeitung zunächst entlang der kleinsten Flächenkante vorzunehmen und, hiervon ausgehend, in senkrecht dazu sowie parallel zur Ebene der zu bearbeitenden Fläche verlaufenden Bahnen fortzusetzen, wobei von außen beginnend, wechselweise sich gegenüberliegende Bahnen gewählt werden, bis die benachbarten Flächenhälften in der Flächenmitte aneinandergrenzen. Ein derartiges Vorgehen ist der schematischen Zeichnung zu entnehmen. Hierin ist eine Rechteckfläche dargestellt, bei welcher die kleinste Flächenkante mit 1 bezeichnet ist Nachdem die oberflächennahe Schicht entlang der Randkantenzone 1 abgetragen wurde, wird die Außenbahn 2 in Pfeilrichtung bearbeitet. Hieran schließt sich die gegenüberliegende Außenbahn 3 an, der wiederum die gegenüberliegende Bahn 4 folgt Im Anschluß daran wird die gegenüberliegende Bahn 5 bearbeitet, bis schließlich die gesamte Fläche 6 im erforderlichen Ausmaß abgetragen wurde.

Die vorstehend für eine Recheckfläche beschriebene Verfahrensweise kann in übertragenem Sinne natürlich auch für gekrümmte Flächen angewendet werden, so insbesondere für zylindrische Flächen. In diesem Falle bildet eine stirnseitige Kante die kleinste Flächenkante, mit welcher der Bearbeitungsvorgang einsetzt, wohingegen die dann folgenden Bearbeitungsbahnen in axialer Richtung verlaufen. Derartige Bearbeitungen sind zum Beispiel an der Außenfläche von Walzen oder an der Innenfläche von Kokillen angebracht.

Hie-zu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patenunsprüche:

1. Verfahren zum Flämmen von Gegenständen aus Gußeisen mit Kugelgraphit, wobei die Gußstücke kalt eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußstückoberfläche in an sich bekannter Weise zunächst bis zum Auftreten eines Schmelzflusses mit einer Gas-Sauerstoff-Flamme erhitzt und dann einem im wesentlichen aus Sauerstoff bestehenden Gasstrahl ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen aus Sauerstoff bestehende Gasstrahl aus einer Düse von 8 bis 15 mm Durchmesser austritt und einen Druck von 8 bis 40 atü besitzt

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Düsendurchmesser zwischen 10 bis 12 mm und ein Sauerstoffdruck zwischen 15 und 40 atü gewählt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhitzung eine Azetylen-Sauerstoffflamme gewählt wird, die aus 8 bis 15 aneinander benachbarten Düsen von je V₂ mm Durchmesser mit einem Druck von 1,5 atü austritt

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbearbeitung zunächst entlang der kleinsten Flächenkante vorgenommen wird und hiervon ausgehend, in senkrecht dazu sowie parallel zur Ebene der zu bearbeitenden Fläche verlaufende Bahnen erfolgt wobei von außen beginnend, wechselweise sich gegenüberliegende Bahnen gewählt werden, bis die bearbeiteten Flächenhälften in der Flächenmitte aneinandergrenzen.