DE2029443C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung des Erstarrungsverhaltens von schweren, dickwandigen Gußstücken aus Eisen-Kohlenstoff-Legierungen - Google Patents

Description

ren linear lortschreitenden elektromasiiie- von schweren, iliek.\.inm_ftn _χ .

tischen Wanderfeldern mit einer Frequenz 15 Kohlenstoli-Legierungen in wenigstens zumJeJ aus

zwischen 0,5 und K) Hertz, mit einer WeI- unmagnetischen Stollen bestehenden Formen durch

lenlünge μ,π über 0,8 m behandelt werden, Einwirkung räumlich tons,hreiwnder Utktrom^.u

daü tischer Felder u-n^^hselnLL-r Richtung,

b) die Richtung des Wanderns des oder der Ein derartiges Verfahren und nach dtr deutsehe.

WanderfeUer periodisch geändert wird _u„d ^

c) dfe Behandlung der Gulistückc mit den mischung zu em.k;.;. was zu einer

Wanderfeldern nach Erstarrung einer Rand- rung des Blockes iu...en soll. Die S

schicht beginnt und vor dbm Ende der Er- dabei den Ort Λ,- Kolors eines D ehstromlau.u

starrung abgeschlossen wird. *5 motors ein und -- dementsprechend durch ,!,.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ^!:'^{ufendc Nla}S'"''^! ·^:" ""!"^'"T^ihreitenden nn kennzeichnet, daß die Behandlung des Guß- Eine Rich.u,,:.^,,--, des/o.tsth L.tuiden ni , Stückes (1) mit den elektromagnetischen Wander- gnetischen FdJ. s w,:J aurch Umschalten dtsStato, feldern erst dann beginnt, wenn sich mindestens stromes bewirk! iV.scs Vertaliitn Uj, ti - . eine K) bis 20 mm starke, ei Mau ic Randschicht j» Beeinflussung d^ k_;,,u\l!isationsvorfe_ting_ . , ,_; (2) gebildet hat. Schmelzen an, ΗΛnom.gnenschem Wegu D _t An-

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch Wendung magufii^-lvr 1 elder he. aer ntrs uum_L; gekennzeichnet, daß die Feldstärke nach dem kleine. GuL'.Miiek-.· M des weiteren beUnn.au.sue. Überschreiten der fehleranfälligen Teile des Guß- deutschen I'atcni-Li... .1; W 56.», wonach Kim G.t.kn Stückes durch die Erstarrungsfront allmählich 35 ein Magnetsti₍..i,' &mxv, das (..ubstucK gtunnw.ru. aur Null zurückgeregelt wird, wobei die Gesamt- Nach den osu-n^l.^hcn Patentschriften 1 SXl und behandlungszeit mit den elektromagnetischen 185 039 werden C, ,^-lucRe durch MagnettL du Iu-Wanderleldern maximal 50·'« der Gesamterstar-- einflußt, wobei n..d. der erstgenannten Schnltzutrst mngszeit des Gußstückes beträgt. mit WcchselM-viu mnl iv. Abkühlen mit Glcithsirom

4. Vorrichtung zur Beeinflussung des Erstar- 40 gearbeitet werde.. v.-H und nach der zweitgenann.en rungsverhaltens von schweren Schmiedeblöcken die Schmelze durch cm sloßart.g in Intervallen einnach dem Verfahren nach einem der An- wirkendes Kiaülcld Bewegungs.mpulse erhalten soll, sprüche 1 bis 3 aus einer Eisenkokille mit einem Die mit stiitioniircn «ufer statischen Magnet!tide.n ein elektromagnetisches Wandernd erzeugen- arbeitenden Verfahren /ur elektromagnetisj.hc.1 Heden Induktor, "dadurch gekennzeichnet, daß"der 45 einfassung de· I isimiung sind kaum wirksam und Induktor (3) bezüglich der Wanderrichtung des eignen sich nicht tür die Behandlung, schwerer dick-Fekies parallel zur Blockachse (4) vorzugsweise wandiger Gußstücke.

überwiegend im unteren Teil der Kokille (5) an- Hie deutsche Patentschrift 31 I .95. ehe schwei-

geordnet ist und der dem Induktor (3) gegenüber- /erische Patentschnlt 250 424, das ücut.scne i.e-

liegcnde Bereich der Kokille (5) aus nicht ferro- 50 _{briUldlsnulslc}, 6 ^M) 213, die oste.TC.ch.schen Paten.-

magnetischem Material (6), der übrige Bereich schrillen 186 784, 188453 Ι8Γ7:.1, I ^U/7,

(7) aus ferromagnetische^ Gußeisen besteht. 200 2?o und die I 'SA.-Patentschr.lt 2 %3 758 betref-

5. Vorrichtung zur Beeinflussung des Erstar- fen die Beeinflussung von stranggegossenen hrzeugmngsverhallens von schweren Formgußslücken nissen, bei denen zumindest in einer Dimension ein nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche I 55 geringer Abstand der Oberllaene vom schmelzflusbis 3 aus einer keramischen Form, die von aus sicen Teil des Gußstückes w.rliei-i und bei denen die Einzelteilen zusammengesetzten Formkästen um- Behandlung mit elektromagnetischen, l-ekUm auch geben ist, und aus einem ein elektromagnetisches außerhalb der Kokille nach dem Abzug erfolgen Wanderfeld erzeugenden Induktor, dadurch ge- kann. Dabei werden nach der USA.-I atentschritt kennzeichnet, daß nur die im Bereich des elektro- «o auch dicke Blöcke, und zwar mit einem Drehteld bemagneiischen Wanderlekles befindlichen Teile !nndelt. Oie britische PaionM-hnft 722 305 betrifft der Formkästen aus nicht ferromagnetisehem Ma- ein austcniüsehes Kokillenmatenal und die USA-Paterial bestehen. " tentsehi.it 1 05^l) 0S3 die Trennung einer dispergier-

6. Induktor mit Fisenjoch zur Durchführung ten Phase, die in einer elektrisch leitenden Phase eindes VerLihiens nach einem der Ansprüche T 65 gebettet ist. mit Hilfe elektromagnetischer Kräfte, bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktor Nach der bereits zitierten österreichischen Patentaus mehreren gegeneinandei beweglichen Teilen schrift 186 78« wird für das herkömmliche GieUveri!3 14) bestehi"". ' " fahren auch die Anwendung eines in Längsrichtung

des Blockes verlaufenden Feldes vorgeschlagen. Dre Schwierigkeit bezüglich des Eindringens des Magnetfeldes durch die Kokille und durch die bereits erstarrte Schicht in dem Block soll durch Anwendung von bedeutend stärkeren Magnetfeldern als beim kontinuierlichen Gießen in als aufwendig bezeichneter Weise überwunden werden.

In »Transactions of the Metallurgical Sue. of ΛΙΜΕ«, Oktober 1961, S. 993 bu 1001, wurde über den günstigen Einfluß eines Drehfcldes beim Gießen vor kleinen Blöcken in Kokillen mit 100 und 110 mm Innendurchmesser berichtet. Es konnte eine wesentliche Kornverfeinerung, insbesondere bei zur Grobkornbildung neigenden austenitischen Stählen, erreicht werden. Es ist auch schon angeregt worden, ebene elektromagnetische Induktoren, die ein Wanderfeld erzeugen, beim Gießen von Turbinenschaufeln einzusetzen (A. L. Verte, Elektromagnitnaja raslivka i obrabotka sigkogo metalla, Verlag Metallurgia, Moskau 1967, deutsche Übersetzung: Gesellschaft zur Förderung der Eisenhüttentechnik GmbH, Düsseldorf, »Die elektromagnetische Technik beim Gießen und bei der Behandlung flüssiger Metalle«), Nach Bild 49 dieser Veröffentlichung und dem zugehörigen Text soll der Induktor das am dünneren Ende schneller abgekühlte Metall abtransportieren und es mit dem noch wärmeren Metaii mischen, wobei flüssiges Metall durch die Verminderung der Speiser eingespart werden soll und auch die Schwindungsporosität und Blasen vermindert werden sollen. Durch die gleiche Veröiientlichung, Bild 50 und zugehöriger Text, ist ein Vorschlag bekannt, die Kristallisation großer Gußstücke zu beeinflussen. Dabei soll flüssiges Metall zwischen dein Gußkörper und einem Behälter zirkulieren, der mit dem Gußstück durch die Kanäle zweier Induktionspumpen verbunden ist. Diese Einrichtung ist jedoch unvorteilhaft. Die dünnen Pumpkanäle ermöglichen eine Beeinflussung des Gußstückes nur für kurze Zeit nach Erstarrungsbeginn, da das Metall dann sehr schnell in den engen Kanälen erstarrt. Die durch die Behandlung zu beseitigenden Gießfehler dagegen treten erst in einem späteren Stadium der Erstarrung auf, in dem die Vorrichtung nicht mehr aktionsfähig ist Des weiteren ist das Abnehmen des Induktorblockes und die Trennung vom Gußstück sowie die Entfernung des erstarrten Metalls aus den Induktorkanälen sehr aufwendig. An gleicher Stelle wird noch der Hinweis gegeben, bei unmittelbarem Anbringen von Induktoren am Gußstück solle man die dickeren Stellen des Gußstückes wählen, da der Induktor dort länger auf den Kristallisationsvorgang einwirken könne.

Die bekannten Einrichtungen zur elektromagnetischen Beeinflussung der Erstarrung flüssiger Metalle sind außer für Strangguß nur für relativ kleine Stahlgußteile angewendet worden und eignen sich wegen der meist verwendeten hohen Frequenzen von 50 Hertz wegen der geringen Eindringtiefe der elektromagnetischen Wellen in Stahl nicht für die Behandlung von schweren, dickwandigen Gußstücken aus Eisen-Kohlenstoff-Legierungen.

Bei der Erstarrung derartiger Gußstücke unterscheidet man im allgemeinen drei Kristallisalionszonen, und zwar in unmittelbarer Nähe der Forniwand einen schmaien Bereich feiner, regellos orientier.er, globulitischer Kristalle, einen sich daran anschließenden Bereich stengeiförmiger Kristalle mit bevorzugter Wachstumsrichtung vom Rand zur Mitte hin, die mit zunehmender Entfernung von der Wand größer und dendritisch verästelt werden, und schließlich im Kern die ausgedehnteste Zone von globulitischen oder dendritischen Kristallen mit ungeordneter Orientierung. Dabei treten vor allem im Übergangsbereich zwischen der gerichtet erstarrten Randzone und dem ungeordnet erstarrten Kern Anreicherungen z. B. von Phcsphor und Schwefel in

ίο Verbindung mit Fehlstellen auf. die auf nicht mehr speisbare interdendritische Hohlräume und Gaskanäle zurückzuführen sind. Die Übergangszone zeigt dementsprechend bei mechanisch-technologischen Prüfungen einen deutlichen Abfall in den Verformungseigenschaften. Außerdem können die hier vorliegenden Fehlstellen bei der spanenden Verformung angeschnitten werden und eine Nachbehandlung erforderlich machen oder zum Ausfall des Stückes !uhren. Bei großen Schmiedeblöcken sind nicht nur die Steigerungserscheinungen, sondern auch die als Fußsand bekannte Abscheidung nichtmetallischer Einschlüsse im Fußteil des Blockes ein wesentlicher Ausschußfaktor.

Versuche, das Erstarrungsverhalten durch Impfen der Schmelze günstig zu beeinflussen, haben nur bis zu Wandstärken der Gußstücke von etwa 250 mm Erfolg gebracht. Bei größeren Wandstärken verläuft die Kristallisation derart langsam, daß wegen der zeitlichen Begrenzung der Impfwirkung der Behandiungseffekt vor hinreichendem Fortschreiten der Kristallisation abgeklungen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik wird die Aufgabe der Erfindung darin gesehen, bei schweren, dickwandigen Gußstücken aus Eiscn-Kohlenstoff-Legierungen den normalen Erstarrungsverlauf dahingehend zu beeinflussen, daß die Übergangszone unterdrückt und eine möglichst feinkörnige, gleichachsige Kristallausbildung erzielt wird und daß die nichtmetallischen Einschlüsse gleich-

4" mäßig über das Gußstück verteilt sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung gelöst durch die Kombination folgender, zum Teil an sich bekannter Merkmale:

a) daß die Gußstücke mit einem oder mehreren linear fortschreitenden elektromagnetischen Wanderfeldern mit einer Frequenz zwischen 0,5 und 10 Hertz, mit einer Wellenlänge von über 0,8 m behandelt werden, daß

b) die Richtung des Wanderns des oder der Wanderfclder periodisch geändert wird und daß c) die Behandlung der Gußstücke mit den Wandcrfeldern nach Erstarrung einer Randschicht beginnt und vor dem Ende der Erstarrung abgeschlossen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch die Frequenz zwischen 0,5 und 10 Hz und die Wellenlänge \on über 0,Sm Eindringtiefen der elektromagnetischen Wellen über i0 bis 100cm und eine genügend große Rührgeschwindigkeit und somit eine Beeinflussung der dickwandigen Gußstücke zu einem solch späten Zeitpunkt des Erstarrungsverlaufes, bei dem es 711m Auftreten der oben beschriebenen Fehlstellen kommt. Dadurch, daß in diesem Bereich

c>5 noch eine kräftige Strömung aufgezwungen werden kann, findet ein verstärkter Materialtransport statt, der ein Vielfaches des Diffusions- und Naturkonvektionstransportes ausmacht. Hierdurch werden die

Temperatur und Konzcnfrationsgradicnicn inneilialb der Reststhmelze abgebaut. Das macht das Andre ten der konstitutionellen Unterkühlung uiiii als deren Folge die Ausbildung einer fehlerhaften Ohergangs-/oiH unwahrscheinlicher. Durch die veistärkte Beweguiifi werden vorschießende Dendriten umgeknickt und abgebrochen. Besonders die abgebrochenen Dendriten dürften in der Kern/one keimwirksam sein und bewirken ein feines Gefiige. Beide Einflüsse bewirken eine gleichmäßige Verteilung dct nichtmetallischen Einschlüsse. Insbesondere wird deren Ansammlung im Blockluß großer Schmiedehlöcke vci mieden.

Die bisher besprochenen Maßnahmen unter a) sollten erwartungsgemäß ausreichen, um die dendritische F.rslarrung und die Ausbildung einer (Ihergangszone zu vermeiden. Versuche der Anmelderin haben jedoch ergeben, dall trot/ einer gewissen Verbesserung diese Fehler immer noch, wenn auch in verringertem Umfang, aultraten. Hs hat sich nun gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen periodischen Änderung der Richtung des Wanderfeldes nach b), durch die zusatzlich eine gewisse Turbulenz erreicht und die Einstellung stationärer Bedingungen verhindert wird, in allen Fällen belriedigend fehlerfieic Gußstücke erzeugt werden konnten.

Dadurch, dall die Behandlung mit den Wanderfeldern nach c) nach Erstarrung einer Randschicht beginnt, wird verhindert, daß die Form durch die strömende Eisen-Kohlenslofl-I.egierung beschädigt wird, was zu Schaden in der Oberfläche der Gußstücke führen kann. Sie soll vor dem linde der F.rstarrung abgeschlossen werden, um eine zu starke Anreicherung der seigernden Elemente in der MiHe des Gußstückes zu vermeiden.

Fine sichere Beeinflussung des Erstarrungsverhaltens der Gußslücke bei geringem apparativem Aufwand ist dadurch erreichbar, daß die elektromagnetischen Wanderfelder an der fortschreitenden Erstairungsfront eine spezifische Rührkraft von S bis 6(M) Newton je qm, vorzugsweise zwischen 20 und 150 Newton je qm. erzeugen. Diese Rührkraft kann nach der folgenden bekannten Formel berechnet werden

Γ μ» I H₀ e ' J .

Dabei ist /' die spezifische Rühikraft (in Newton/qm) in der Schmelze in einem Abstand ν (in m) von der Spulenoberfläche, wenn die magnetische Feldstarke an der Spulenoberfläche W_n (in A/m) beträgt und τ die Polteilung des Induktors (in m) ist. |i„ ist die Induktionskonstante 4.i ■ IO ⁷ H/m. Die Polteilung t der Rührspule ist gleich der halben Wellenlange der fortschreitenden elektromagnetischen Welle Versuche der Anmeldet in haben gezeigt, daß es vorteilhaft ist. beim Vorrücken der Erstarrungsfront durch allmähliche Steigerung der Stromstärke im Induktor einen Abfall der spezifischen Rührkrail an der Erstarrungsfront auf unter 5 bzw. 20 Newton je qm zu vermeiden.

Im einzelnen kann die Erfindung wie folgt vorteilhaft ausgestalte! sein:

line zu frühzeitige starke Bewegung der flüssigen I is< n-Kohlenstofi-I.egicrung kann dazu führen, daß die bereits erstarrte Randschale des Gußstückes wiedi-r aufschmilzt Dies kann zu Schäden in der Haut des Gußstückes um! 7u Durchbrüchen bei keramischen und Anschwcillungen bei metallischen Formen führen.'Zur Verhinderung derartiger Schaden schlägt die Erfindung vor, dall die Behandlung des Gußstückes mit dem oder den elektromagnetischen Wanderfeldern erst dann beginnt, wenn die erstarrte Randschicht eine Dicke von mindestens IO bis 20 mm erreicht hat.

Die Beeinflussung der Kristallisation soll nur so lange fortgeführt werden, wie bei unbeeinflußtem

in (k'lüge die fchlcranfälligc Obergangszonc; auf treten würde. Bei Überschreiten dieser Zone soll die spezifische Rührkraft allmählich auf Null zuriickgercgelt werden. Eine eiektroinduktive Beeinflussung auch in den Bereich der gleichachsigen Kristallisation hinein würde folgende Nachteile mil sich bringen. Statt der sonst hier globulitisch ablaufenden Kristallisation würde die glattwandige langsam in eine rauh wandige Erstarrung übergehen und zu den Nachteilen führen, die in der vorherliegenden Erstar-

lungszone durch die Behandlung vermieden worden sind. Die Restschmelze würde sich derartig mit den Elementen anreichern, die die Liquidustcmperatiiren absenken, daß besonders bei großen Gußstücken im tragbare Konzentralionsunterschiede zwischen Rand-

»5 und Kernzone auftreten würden. Durch das langsame Zurückregeln der spezifischen Rührkraft wird ein scharfer Übergang zwischen beeinflußter und unbeeinflußter Primärgefügeausbildung mit ent sprechend unterschiedlichen Eigenschaften vermie-

den. Möglichst gleichmäßige Eigenschaften über den Gesamtquerschnitt des Gußstückes können dadurch erreicht werden, daß die Behandlungszcit mit den elektromagnetischen Wanderfeldern maximal M) «ί. der Gesamterstarrungszeit des Gußstückes betrügt

Zur Beeinflussung des Erstarrungsverhaltens von schweren Schmiedeblöcken hat sich eine Vorrichtung als vorteilhaft erwiesen, die aus einer KisenkokilK¹ und einem ein elektromagnetisches Wanderfeld erzeugenden Induktor besteht, wobei der Indukloi he ziiglich der Wandcrrichtiing des Feldes parallel z.ui Kokillenachse und bevorzugt überwiegend im unteren Bereich der Kokille angeordnet ist und der dem Induktor gegenüberliegende Bereich der Kokille aus nich! ferromagnetischem Material, der übrige Be

reich aus ferromagnetischem Gußeisen besteht. Du mehrteilige Kokille wird durch Bandagen zusammen gehalten. Das auf diese Weise gebildete Fenster au nicht ferromagnetischem Material ermöglicht da-Eindringen des elektromagnetischen Wanderfeldev Als solches Material kommen z. B. austenitiscrn Stähle, Gußeisenwerkstoffe oder Kupferlegierungen sowie Massen oder Steine aus Graphit oder Keramik in Frage. Durch die Anordnung des Induktors zum Blockfuß hin wird in diesem Bereich eine verstärkte Strömung herbeigeführt, die nichtmetallische Einschlüsse gemeinsam mit dendritischen Kristallen vom Fuß des Blockes, der besonders störanfällig bezüglich der Anhäufung nichtmetallischer Einschlüsse ist, wegtransportiert.

Für die Behandlung von Formgußstücken empfiehlt die Erfindung eine Vorrichtung aus einer keramischen Form, die von aus Einzelteilen zusammengesetzten Formkästen umgeben ist, und aus einem ein elektromagnetisches Wanderfeld erzeugenden In-

duktor. Dabei bestehen nur die im Bereich des elektromagnetischen Wanderfeldes befindlichen Teile der Formkästen aus nicht ferromagnetischem Material, die übrigen sind aus Gußeisen. Das ermöglicht hei

<a

Geringhaltung der Aufwendungen für die Formkästen einen guten Wirkungsgrad des Induktors.

Zur Erleichterung des Anpassens der elektromagnetischen Rührvorrichtung an die Form der Gußstücke besteht der Induktor mit Eisenjoch aus mehreren, gegeneinander beweglichen Teilen. Dabei kann ein guter magnetischer Schluß zwischen den Einzelteilen der Spulen dadurch erreicht werden, daß die Eisenjoche der einzelnen, gegeneinander beweglichen Teile zahniörmig ineinandergreifen und um eine die Zähne durchsetzende Achse klappbar sind. Eine noch bessere Beweglichkeit, allerdings unter Inkaufnahme von größeren magnetischen Verlusten, erreicht man, wenn man die Einzelteile der Induktoren ohne verbindenden Eisenkern am Gußstück .inordnet.

Im folgenden soll an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben werden. Es zeigt im einzelnen

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Behandlung von Schmiedeblöcken in seitlicher Ansicht, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 eine Ansicht von oben, teilweise im Schnitt, der Vorrichtung nach Fig. I,

Fi g. 3 das Verfahren zur Beeinflussung des Erstarrungsvorganges bei einem Hammerbären,

F i g. 4 eine Rührspule aus zwei gegeneinander beweglichen Teilen,

Fig. 5 eine senkrechte Ansicht zu Fig. 4,
F i g. 6 und 7 die Anpassung von Rührspulen mit beweglichen Einzelteilen einer anderen Ausführungsform an ein im Querschnitt rechteckiges und an ein im Querschnitt kreisförmiges Gußstück,

F i g. 8 die Behandlung eines großen Laufrings, F i g. 9 einen teilweisen, senkrechten Schnitt nach AB entsprechend Fi g. 8,

Fig. 10 die Behandlung eines Kurbelwellenhubes, teilweise im Schnitt,

Fig. 11 eine zu F i g. 10 senkrechte Ansicht.
Nach F i g. 1 wird ein Verfahren zur Beeinflussung der Erstarrung von Gußstücken aus Eisenlegierungen in wenigstens zum Teil aus unmagnetischen Stoffen bestehenden Formen durch Einwirken räumlich fortschreitender elektromagnetischer Felder von wechselnder Richtung ausgeführt. Dabei wird das schwere dickwandige Gußstück 1 nach Erstarren einer Randschicht 2 mit einem linear fortschreitenden elektromagnetischen Wandcrfeld behandelt, das von einem Induktor 3 erzeugt wird und eine Frequenz von 0,5 Hz hat. Die Polteilung der Spule 3 beträgt 2 m, dementsprechend die Wellenlänge der elektromagnetischen Welle 4 m. Der Induktor 3 arbeitet mit zwei Stromkreisen 31 (Leitungen voll ausgezeichnet) bzw. 32 (Leitungen strichliert), in denen je ein Satz von vier Spulen 33, 34. 35, 36 bzw. zwei Spulen 37, 38 zusammengeschaltet ist. Die beiden bei 31 bzw. 32 eingespeisten Wechselströme haben eine Phasenverschiebung von rund 90° gegeneinander. Die Richtung des Wandcrns des elektromagnetischen Wandcrfeldes ist parallel zur Blockachse 4. Die Richtung des Wandcrns des Feldes wird periodisch alle 2 Minuten geändert. Der der Rührspule 3 gegenüberliegende Bereich der Kokille 5 ist aus aiistcnitischcm Stahl 6 (in F i g. 2 strichlicrt gezeichnet), der übrige Bereich 7 aus fcrromagnetischcm Gußeisen.

Fig. 3 zeigt die Behandlung eines liegend gegossenen oberen Hammerbären 8, 9 in einer keramischen Form 10, dabei wird der Induktor II, der am Schaft S des Hämmerbaren anliegt, mit geringerer Leistung beaufschlagt als der Induktor 12, der am größervolumigen Kopf 9 des Hammerbären anliegt. Auf diese Weise erreicht man eine gleichmäßige spezifische Rührkraft im gesamten Gußstück.

Der Induktor nach den Fig. 4 und 5 besieht aus zwei gegeneinander beweglichen Teilen 13, 14 deren

ίο Eisenjoche zahnförmig ineinandergreifen (15, 16) und die um eine die Zähne durchsetzende Achse 17 klappbar sind. Die Rührspulen nach Fig. 6 und 7 sind mehrteilig ohne verbindenden Eisenkern und darum besonders gut an verschiedene Gußstückformen anpaßbar, so an die im Querschnitt rechteckige Form 18 oder die im Querschnitt runde Form 19.

Nach F i g. 8 wird ein großes sperriges Gußstück, hier ein Laufring, mit zwei Induktoren 21, 22 behandelt. Deren Wanderfelder sind jeweils so geschaltet,

ao daß sie gleichsinnig verlaufen, d. h., daß sie das Metall des Lauf rings beide entweder im oder entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn fördern. Es ist von den Abmessungen der Induktoren und der Gußstücke abhängig, ob zur ausreichenden Beeinflussung der Er-

starrung ein oder mehrere Induktoren eingesetzt werden müssen.

Die Fig. 10 und Π zeigen die Behandlung eines Kurbelhubes 23 in zwei Ansichten. Die Betriebs- und Unlersuchungsergebnisse bei der Behandlung der

Kurbelhübe sollen im folgenden angegeben werden. Es wurde mit einem zweiphasigcn Induktor mit 288 VA Leistung Kurbelhübe mit einem Gießgewicht von 26 t behandelt. Die Hübe waren dabei in Kastensätzen geformt, deren im Wirkungsbereich des Induk-

tors 11 liegende Seite 24 und Stirnwände 25 aus austenitischem Stahl bestanden, um das Eindringen des elektromagnetischen Wanderfeldcs durch die Kastenwände in das Gußstück 23 zu erleichtern. Die Fortbewegungsrichtung des elektromagnetischen

Wanderfeldes wurde alle zwei Minuten geändert, die Rührleistung des Induktors von dem Beginn des Rührens von 5 kVA bis auf 110 kVA in Schritten gesteigert. Zum Aufbau einer genügend starken Randschale, die nicht etwa durch die verstärkte Bewegung

der Restschmelze nach dem Beginn des Rührens wieder aufgelöst werden konnte, wurde mit der Behandlung erst 45 Minuten nach Gußende begonnen. Durch die Erhöhung der Rührleistung mit dem Fortschreiten der Erstarrung wurde eine annähernd konstante bzw. sogar eine geringe Steigerung der spezifischen Rührkraft vor allem im Bereich der zu entfernenden Schattenstreifen an der fortschreitenden Erstarrungsfront erreicht. Nach 7 Stunden Erstarrungszeit, bei einer Gesamterstarrungszeit von rund

24 Stunden, wurde die Induktorleistung innerhalb einer Stunde schrittweise bis auf Null zuriickgeregelt. Dadurch wurde der Aufbau von Seigerungs- und Konzentrationsunterschieden im Kern des Gußstücks vermieden. Baumannabdriickc und Primärge-

fügcätzungcn an Platten, die zwischen dem Speiser 26 und dem eigentlichen Gußstück 23 entnommen wurden, zeigten erhebliche Verbesserungen gegenüber Proben, die aus unbehandcltcn gleicliariigin Stücken stammten. Sie hatten feinkörnigeres Priniär-

gefüge, kaum erkennbare Seigcrungszonen und nur seiir vereinzelte Schattenstreifen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

309 682/ Π

Claims (7)

7 Induktor nach Anspruch 6, dadurch ge- Pa.entansprüche: kennzeichnet, daü die fiscnjod« der emzelnen oeoeneinander beweglichen Teile (13. 14) zahn-

1. Verfahren zur Beeinflussung des Erstar- förmig(15, 16) ineinandergreifen oml um eine

rungsvorgangs von schweren, dickwandigen Guß- 5 die Zähne durchsetzende Achse _v 17) klappen

stücken aus Eisen-Kohlenstoll-Legierungen in sind,
wenigstens zum Teil aus unmagnetischen Stollen

bestehenden Formen durch Einwirkung räumlich —

fortschreitender, elektromagnetischer Felder von
wechselnder Richtung, gekennzeichnet io

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