DE2250165C3 - Nodularisierungszusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit - Google Patents
Nodularisierungszusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von Gußeisen mit KugelgraphitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Nodularisisrungszusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von
Gußeisen mit Kugelgraphit mit einem Gehalt an Magnesium und mindestens einem weiteren Nodularisierungselement
in Form von Cer, Yttrium, Lanthan, Neodym und/oder Praseodym. Eine solche Zusammensetzung
ist interessant in der Gußeisen-Metallurgie, deren Endprodukte Gußwaren aus duktilem Eisen sind
und zum Beispiel durch Kokillen- oder Sandguß hergestellt werden können.
Seit vielen Jahren besteht die hauptsächlich angewandte technische Methode zur Herstellung von
duktilem Eisen in der Zugabe von Magnesium in Form von Magnesium enthaltenden Legierungen oder in der
Zugabe des reinen Elementes, wobei das Magnesium den Graphit veranlaßt, sich in Form von Kügelchen
auszuscheiden. Auf die Bildung des Graphits in dieser Gestalt sind die überragende Festigkeit und Duktilität
des Materials zurückzuführen.
Es gibt viele gut bekannte Nachteile bei der Verwendung von Magnesium oder von Magnesium
enthaltenden Legierurgen, wobei der Hauptnachteil darin zu sehen ist, daß die durch Zugabe von Magnesium
zu geschmolzenem Eisen verursachte Reaktion im allgemeinen sehr heftig ist und von der Bildung von
dicken Wolken aus weißem, Magnesiumoxid-Teilchen enthaltendem Rauch begleitet ist Die Reaktion wird
außerdem begleitet von einem brillanten, weißen, auflodernden Licht, das für das Sehvermögen schädlich
ist Weitere Nachteile bestehen darin, daß das hohe Maß an Reaktivität es schwierig macht, eine hohe Ausbeute
an zugegebenem Magnesium zu erhalten, d.h., das
ίο Verfahren ist uneffektiv. Zusätzlich zu den schlechten
Ausbeuten, die im allgemeinen erhalten werdem, nimmt der Magnesiumgehalt der Schmelze mit der Zeit
aufgrund des Verlustes von Magnesium aus dem Bad ab, so etwa durch Verdampfung, Oxydation und durch
Verbindung mit Schwefel in dem Bad. Der Verlust an Magnesium wird auf diesem Gebiet im allgemeinen als
Abklingen bezeichnet
Bestimmte der obenerwähnten Nachteile können teilweise überwunden werden je nach der Weise, in der
?.o das Magnesium oder die Magnesiumlegierung dem geschmolzenen Metallbad zugegeben wird. So können
beispielsweise Aufblitzen und Auflodern mit Hilfe einer schützenden Abdeckung vom Auge abgeschirmt werden.
Es kann auch eine etwas größere Leistungsfähigkeit realisiert werden, wenn das Magnesium dem Bad
unter Druck zugegeben wird, anstatt das geschmolzene Metall oben auf die Magnesiumlegierung zu gießen.
Diese Methoden sind im allgemeinen unerwünscht aus wirtschaftlichen und verfahrensmäßigen Gesichtspunk-
V5 ten, da sie zusätzliche Einrichtungen erfordern. Solche
Methoden, insbesondere die Druckmethode, belasten das Verfahren außerdem mit einem zusätzlichen Zeit-
und Kostenaufwand.
Andererseits ist es auf diesem Gebiet bekannt, daß auch Cer als Nodularisierungselement (Zusatz zur
Erzeugung von sphärolithischem Gußeisen) verwendet werden kann und bei der Zugabe zum geschmolzenen
Eisen weniger reaktiv ist, so daß das Problem des Aufflammens und Rauchens überwunden werden kann
und sich auch erhöhte Ausbeuten ergeben. Trotz der höheren Ausbeuten und der geringeren Reaktivität
zeigt Cer aber noch einen unerwünscht starken Abklingeffekt. Darüber hinaus ist Cer im allgemeinen
nur wirksam in übereutektischen Gußeisen, es ist ein starker Karbid-Bildner und führt, wie gefunden wurde,
zu Graphitteilchen, die nicht so perfekt gestaltet sind wie diejenigen, die durch das Magnesiumverfahren
gebildet werden.
Aus der schweizerischen Patentschrift 3 05 469 ist es bekannt, als Nodularisierungsmittel Magnesium in
Verbindung mit Cer zu verwenden. Es gelingt jedoch auch bei dem dort geschilderten Verfahren nicht, ein
starkes Abklingen der Nodularisierungswirkung zu verhindern, weshalb große Mengen der Nodularisierungsmittel
eingesetzt werden.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von duktilem Gußeisen zu
entwickeln, das mindestens einige der Probleme löst, die bisher hingenommen werden mußten. Es soll durch die
(κ, Erfindung erreicht werden, die Menge an Nodularisierungsmittel
(Kugelbildner), die zur Bildung von Kugelgraphit in Gußwaren erforderlich ist, zu vermindern.
Weiterhin sollen durch die Erfindung die mit der Zugabe des Nodularisierungsmaterials verbundene
(>5 Rauchü'ldung und das Aufflackern vermindert werden.
Zweck dtr Erfindung ist es auch, das Maß des »Abklingens« des Nodularisierungseffektes in dem
behandelten Bad zu senken. Auch soll der Ablagerungs-
gehalt des duktilen Eisens durch das erfindungsgemäße Verfahren auf ein Minimum herabgesetzt werden. Ein
erwünschtes Ziel, das durch die Erfindung erreicht wird, besteht weiterhin in der Möglichkeit der Auswahl einer
Anzahl von individuellen Nodularisierungsmitteln und der Wahl der Mengen an den individuellen Nodularisierungsmitteln.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Zusammensetzung Magnesium und
jedes weitere der Elemente in einer Menge von 1 1 is 3 Gewichtsp.-ozent der Zusammensetzung vorliegt und
die Gesamtmenge der Nodularisierungselemente in der Zusammensetzung 12% nicht übersteigt, and Ferrosilizium
in der Zusammensetzung in einer Menge von mindestens 88 Gewichtsprozent enthalten ist, wobei
gegebenenfalls in Form einer Legierung verwendetes Magnesium in einer Menge von 1 bis 3 Gewichtsprozent
der Legierung vorliegt. Hierbei sind die Mengen der einzelnen Elemente im allgemeinen so bemessen, daß
der Anteil jedes einzelnen Nodularisierungselements für sich alleine noch nicht genügt, sphäroidischen Graphit
zu bilden, die Gesamtmenge an Nodularisierungsmitteln aber zur Bildung von sphäroidischem Graphit ausreicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß zwei oder mehr Nodularisierungsmittel
in einer Silizium-Eisen-Legierung oder Mischung von Silizium-Eisen ; t'gierungen enthalten sind, wobei
die Legierung oder Mischung aus Legierung, η nicht mehr als drei Prozent an jedem einzelnen Nodularisierungsmittel
enthält und die Kombination aller Nodularisierungsmittel in der Legierung oder Mischung on
Legierungen 12%, vorzugsweise 6%, nicht überschreitet. Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile sind
folgende:
a) eine drastische Verminderung an Rauch und Auflodern, wenn die Nodularisierungsmittel bzw.
die Legierung dem Bad zugesetzt werden;
b) ein stark herabgesetztes Abklingen des Nodularisierungseffekts;
c) eine Herabsetzung der gesamten Nodularisierungsmittelmenge,
die für einen gegebenen Guß erforderlich ist;
d) eine Herabsetzung des Ablagerungsgehaltes in den Gußwaren.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen in
Verbindung mit der Zeichnung und den Ansprüchen.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Grundschritte bei der herkömmlichen Herstellung von
Gußwaren aus duktilem Eisen (Fi g. 1 ist nicht Teil der Erfindung),
F i g. 2 eine graphische Darstellung, in der die Menge
von in einem Bad von geschmolzenem Eisen bleibenden wirksamen Nodularisierungselementen gegen die Verweilzeit
aufgetragen ist und die Zugaben von einem Nodularisierungselement (wie es aus dem Stand der
Technik bekannt ist) den Zugaben von mehr als einem Nod'ilarisierungselement gemäß der Erfindung gegenübergestellt
sind,
Fig. 3 die Wiedergabe einer Mikrofotografie der Graphitstruktur eines Röhrengusses nach verlängerter
Verweilzeit einer Schmelze, der 5 Nodularisierungselemente in Übereinstimmung mit der Erfindung zugesetzt
wurden,
Fig.4 eine graphische Darstellung, in der die Prozentsätze der in einem Bad aus Gußeisen verbleibenden
ursprünglichen Zugabemengen gegen die Verveilzeit aufgetragen sind und die Zugaben von
einem Nodularisierungselement, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, den erfindungsgemäßen
Zugaben von mehr als einem Nodularisierungselement gegenübergestellt sind und
F i g. 5 eine graphische Darstellung, in der die Menge von zwei Nodularisierungselementen, die in einem unter
Herstellungsbedingungen gefertigten Rohr verbleiben, gegen die Zeit nach der erfindungsgemäßen Zugabe
aufgetragen sind.
In Fig. 1 ist das übliche Verfahren zur Herstellung von duktilen Gußeisenwaren schematisch wiedergegeben.
Die Erfindung befaßt sich hauptsächlich mit der Nodularisierungsstufe. Die vorhergehenden Stufen sind
in der Fachwelt allgemein bekannt. Die Beziehungen zwischen den verwendeten Nodularisierungsmitteln, die
Art und Weise der Verwendung und der Nodularisierungseffekt bilden im wesentlichen die Grundlage der
Erfindung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die
Gesamtmenge an Nodularisierungsmitteln, die zur Herstellung von duktilem Eisen benötigt wird, herabgesetzt
werden kann, wenn mehr als ein Nodularisierungselement in richtiger Menge zugesetzt wird. Dies
ermöglicht eine Verminderung der Konzentration der Nodularisierungselemente in dem Bad, wodurch andererseits
wieder die Leistungsfähigkeit verbessert wird, eine längere wirksame Lebensdauer der Keime,
d. h. ein vermindertes Abklingen, erzielt wird und weiterhin das Auflodern und die Rauchbildung und die
Tendenz des Eisens zur Bildung von Ablagerungen auf ein Minimum herabgesetzt werden.
Die folgenden in den Tabellen I und II aufgeführten Ergebnisse wurden bei der Nodularisierung einzelner
Schmelzen von Gußeisen mit niedrigem Schwefelgehalt erhalten:
Soweit nicht anders angegeben, handelt es sich bei den Mengenangaben um Gewichtsprozente.
Test | Zugegebene | Gesamtzugabemenge | Insgesamt | verbleibende Menge | in Gew.-% ir | der Schmelze nach |
Elemente | in Gew.-% | |||||
1 Min. | 5 Min. | 10 Min. | 15 Min. | |||
A | Mg | 0,05 | 0,022 | 0,016 | 0.011 | 0,008 |
B | Ce | 0,05 | 0,037 | 0,019 | 0,01 1 | 0,003 |
C | Mg + Ce | 0,05 | 0,041 | 0,037 | 0,030 | O.O:? 7 |
(0,025 Mg + | (0,020) | (0,017) | (0,015) | (0,013) Mg") | ||
0.025 Ce) | (0,021) | (0,020) | (0,015) | (0,014) Cc |
I oi'tsel/iini:
Zugegebene GcsnmtziijMbemeiijje Inspevimt verHabemle Menge in (iew.-'Vn in der Schmelze nach
Elemente in Gew. ">>
1 Min. 5 Mm. 10 Min. 15 Min.
Mg
+ Cc
+ La
+ Nd
+ Y
+ Cc
+ La
+ Nd
+ Y
0,05
(0,01 von
jedem der
5 Elemente)
jedem der
5 Elemente)
0,034 | 0,029 | 0,025 | 0,022 |
(0,008 | 0,007 | 0,006 | 0,005) Mg |
(0,008 | 0,006 | 0.005 | 0,004) Cc |
(0,0085 | 0.006 | 0.0025 | 0,001) l.a |
(0,005 | 0,005 | 0,0065 | 0,01O)Nd |
(0,005 | 0,005 | 0,005 | 0,002) Y |
*) Die in Klammern gesetzten Zahlen sind die Mengen der einzelnen Elemente
Tabelle Il
Zugegebene Elemente
Gesamtzugabemenge in Gew.-% Anteil der in der Schmelze verbliebenen ursprünglichen
Gesamtmenge in %
Gesamtmenge in %
1 Min.
5 Min.
10 Mm.
A
B
C
D
B
C
D
Mg alleine
Ce alleine
Mg + Ce
Ce alleine
Mg + Ce
Mg + Ce +
LA + Nd + Y
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
Gesamtkohlenstoff
Silicium
Mangan
Schwefel
Phosphor
3,4-3,60/0
1,9-2,1%
0,25-0,300/0
0,005-0,012%
0,04-0,060/0
44
74
80
69
74
80
69
26.5
38
64
58
38
64
58
22
22
60
50
22
60
50
15 Min.
16
6
6
52
44
44
In jedem der Testversuche A bis D der obigen Tabellen enthielt das Schmelzbad aus Gußeisen mit
niedrigem Schwefelgehalt vor der Nodularisierungsstufe die folgenden Elemente in den angegebenen
Bereichen:
In Test A erfolgte die Magnesiumzugabe von 0,05% des Eisens in der Form von handelsüblichem, cerfreiem
Magnesium-Ferrosilicium mit einem Magnesiumgehalt von 6.17%. In Test B wurden dem Bad 0,05% reines
metallisches Cer in Form von Schnitzeln zugegeben. In Test C erfolgte die kombinierte Magnesium- und
Cer-Zugabe in Form einer Legierung, die 3,0% Magnesium und 3,0% Cer, 45% Silicium und den Rest an
Eisen enthielt. Die Gesamtzugabe an Nodularisierungsmitteln von 0,05 Gewichtsprozent setzte sich zusammen
aus 0,025% Magnesium und 0,025% Cer. In Test D betrug die Gesamtzugabemenge an Nodularisierungsmittel
wiederum 0,05%. In diesem Falle setzte sich das Nodularisierungsmittel aus jeweils 0,01% der folgenden
fünf Elemente zusammen: Magnesium, Cer, Lanthan, Neodym und Yttrium. Magnesium und Cer wurden in
Form einer Ferrosilicium-Legierung mit 3% Magnesi um und 3% Cer zugegeben. Die Zugabe von Lanthan
und Neodym erfolgte in metallischer Form. Das Neodym enthielt 74% Neodym und 14% Praseodym.
Das Yttrium wurde in Form einer Ferrosiliciumlegierung mit 20% Yttrium zugegeben.
Die in den Tabellen I und II aufgeführten Ergebnisse
sind in gleicher Weise in den F i g. 1 und 2 graphisch dargestellt, in denen die Menge an im Bad des
geschmolzenen Gußeisens verbleibenden Nodularisierungsmittel für jeden Test A bis D als Funktion der Zeit
gegen die Menge an ursprünglich dem Bad zugesetzten Nodularisierungsmitteln aufgetragen ist Aus F i g. 2 ist
ersichtlich, daß die Gehalte an Magnesium und Cer im Laufe der Zeit auf immer niedriger werdende Werte
schwinden, und ab einem gewissen Zeitpunkt reicht dei
Gehalt nicht mehr aus, um eine gute sphäroidisch« Graphitstruktur zu erzeugen. Beim Schleuderguß vor
Rohren in Metallformen hat sich gezeigt, daß Gußeiser mit einem Schwefelgehalt in der Größenordnung vor
0,004 bis 0,006%, einen Mindestbereich des Magnesium gehalts von 0,012 bis 0,014% Magnesium benötigt, urr
sicherzustellen, daß eine Graphitstruktur in einem RoIn
mit 6 Zoll Durchmesser erhalten v/ird, in welche! annähernd 90% des Graphits als gut geformt«
Kügelchen vorliegen. Im Falle von Cer liegt dei
benötigte restliche Gehalt bei annähernd 0,016%. Nach einer Aufbewahrungs- bzw. Verweilzeit von 10 Minuter
waren bei alleiniger Zugabe weder Magnesium noch Cer in ausreichenden Mengen in der Schmelze
vorhanden, um die gewünschte Graphitstruktur sicherzustellen, d. h., beide Mengen lagen unter dem kritischen
Spiegel, wie aus den Kurven A und B in Fig. 2 ersichtlich ist.
Im Gegensatz zum Verhalten von Magnesium oder Cer, wenn diese einzeln in Mengen von 0,05%
zugegeben werden, führt die kombinierte Zugabe geringerer Mengen (0,025%) an Magnesium und Cer
oder je 0,01% von 5 Nodularisierungselementen zu einer wirksameren Ausnutzung der Nodularisierungszugabe
sowohl vom Standpunkt der höheren anfänglichen Ausbeute als auch der verlängerten Wirkungsdauer aus
gesehen. Es ist auch aus den Kurven »Cc< und »D«
ersichtlich, daß der Gesamtgthalt an Nodularisierungs mitteln des Bades selbst nach 15 Minuten nach der
Zugabe über 0,02% liegt
Es wurde weiterhin gefunden, daß sich die verschiede nen Nodularisierungselemente in ihrer Nodularisierungskraft unterscheiden, wenn sie Schmelzen von
Gußeisen einzeln zugegeben werden. Werden sie jedoch in Kombination zugegeben, dann kann jedoch
die kombinierte Gesamtmenge der Prozentsätze der in der Schmelze verbleibenden Nodularisierungselemente
als ein Schätzwert für ihre Nodularisierungskraft in der
Schmelze verwendet werden.
Als Erläuterung hierzu zeigt Tabelle I die Restkonzentrationen von 5 Nodularisierungselementen in einer
GuBeisenschmelze zu Zeitpunkten bis zu 15 Minuten
nach der Zugabe von je 0,01% des jeweiligen Elementes. 18 Minuten nach Zugabe der 5 Elemente
wurde ein Rohr mit 6 Zoll Durchmesser aus der Schmelze durch Schleuderguß hergestellt (Test D).
Dieses Rohr hatte eine annehmbare kugelige Graphit- s
struktur, wie in Fig.3 gezeigt ist. Da die restlichen
Mengen der einzelnen Nodularisierungselemente in dieser Schmelze so klein sind, wie in Tabelle I gezeigt ist,
kann die Struktur nach Fig. 3 nur ein Ergebnis der kombinierten Nodularisierungskraft aller anwesenden iu
Elemente sein Es ist in Tabelle I auch angezeigt, daß die Gesamtsumme der in der Schmelze verbleibenden
Nodularisierungselemente, die zur Bildung einer annehmbaren Graphitstruktur im Rohr erforderlich ist,
von der gleichen Größenordnung ist wie die restliche i.s
Menge von. Magnesium aHeine oder Cer aHeine, die erforderlich wäre, um die gleiche annehmbare Graphitstruktur
zu erreichen, wie früher erwähnt.
Die in F i g. 2 gezeigten Kurven wurden erhalten durch Zugabe von jeweils nur einem Nodularisierungselement
oder durch kombinierte Zugabe der Elemente zu einem Bad aus geschmolzenem Gußeisen, das die
unten angeführten Elemente in den folgenden Konzentrationsbereichen in der Endzusammensetzung enthielt.
Gesamtkohlenstoff
Silicium
Mangan
Schwefel
Phosphor
25
3,4-3,6%
2,7-2,9%
0,25-0,30%
0,004-0,008%
0,04-0,06%.
Die in Tabelle 11 angegebenen Gehalte, die aus Tabelle I abgeleitet sind, sind in Fig.4 graphisch
dargestellt, wobei die höhere Ausbeute der erfindungsgemäß eingesetzten Nodularisierungselemente gegenüber
dem Stand der Technik wiederum deutlich herausgestellt ist.
Im Produktionstest wurden kombinierte Magnesium- und Cer-Zugaben zu Chargen von 6 t Eisen in einer
Gießpfanne gemacht. Das Eisen hatte die folgende Analyseform der kombinierten Magnesium- und Cer-Zugabe.
Gesamtkohlenstoff
Silicium
Mangan
Schwefel
Phosphor
3,4-3,6%
1,9-2,1%
025-0,30%
0,005-0,012%
0,04-0,06%
Die Daten aus diesen Produktionstests sind in Tabelle so
IH aufgeführt. Die Zugaben erfolgten in Form von Magnesium-Ferrosilicium (mit 5% Magnesium) kombiniert
mit Cer-Ferrosilicium (mit 10% Cer). Die zugegebenen Mengen betrugen 0,025% Magnesium
plus 0,025% Cer und ergaben eine Gesamtzugabe an Nodularisierungselementen von 0,05%. Die Tests
zeigen, daß Schleudergußrohre mit guten sphäroidischen Graphitstrukturen nach Zeitdauern von selbst 34
Minuten nach Zugabe gegossen werden können. Die in Tabelle III gezeigten Daten sind in Fig.5 graphisch
wiedergegeben. Die Kurven in F i g. 5 zeigen, daß in 34 Minuten nach Zugabe von Magnesium plus Cer
gegossenen Rohren 0,013% Magnesium und 0,010% Cer gefunden werden konnten. Das auffallende an
diesen Daten ist, daß keines der Elemente für sich allein in einer ausreichenden Menge zur Sicherstellung der
Bildung von guten sphä'roidischen Graphitstrukturen vorliegt Der kombinierte Gesamtgehalt der Nodularisierungselemente
(0,023%) reicht dagegen zur Bildung der gewünschten Graphitstruktur aus. Hierdurch wird
weiterhin erläutert, daß durch geringe Zugaben von Nodularisierungselementen eine größere Leistungsfähigkeit
und längere Wirkungsdauer erhalten wird, denn der Restgehalt an Magnesium plus Cer 34 Minuten nach
erfolgter Zugabe (0,023%) entspricht einer Ausbeute von 46% der ursprünglichen Gesamtzugabe an
Nodularisierungsmittel.
Tabelle IM | Verblieben | im Guß- | Insgesamt |
Zeit von Nodu- | stück | verblieben | |
larisiermittel | im Gußstück | ||
Zugabe bis zur | Mg | Ce | Mg + Ce |
Erstarrung | (Gew.-o/o) | (Gew.-%) | (Gew.-o/o) |
0,016 | 0,007 | 0,023 | |
91/2 Min. | 0,014 | 0,010 | 0,024 |
11 Min. | 0,016 | 0,010 | 0,026 |
12>/2 Min. | 0,016 | 0,010 | 0,026 |
14 Min. | 0,019 | 0,006 | 0,025 |
15'/2 Min. | 0,015 | 0,007 | 0,022 |
17 Min. | 0,018 | 0,015 | 0,033 |
6 | 0,016 | 0,007 | 0,023 |
241/2 | 0,021 | 0,008 | 0,029 |
26 | 0,015 | 0,010 | 0,025 |
27 "/2 | 0,014 | 0,013 | 0,027 |
29 | 0,013 | 0,011 | 0,024 |
31 | 0,015 | 0,012 | 0,027 |
321/2 | 0,013 | 0,010 | 0,023 |
34 | |||
Das Rohr erfüllt die strengen Forderungen bei industriellen Spezifizierungen an Kerbschlagzähigkeit
und Zugfestigkeit.
Eine weitere Testreihe bei der Herstellung von Schleudergußrohren wurde unter Herstellungsbedingungen
durchgeführt, um zu bestimmen, ob die bei der kombinierten Zugabe von 2 getrennten Legierungen
(Magnesium-Ferrosilicium plus Cer-Ferrosilicium) erhaltenen Ergebnisse auch bei der Zugabe einer einzigen
Legierung, die beide Nodularisierungselemente (Magnesium und Cer) enthält, erhalten werden können.
Bei diesen Tests wurden Chargen aus Gußeisen von 6 t mit Zugaben einer Legierung, die 2,5% Magnesium
und 2,4% Cer enthielt, behandelt. Bei einem Test erfolgte eine Zugabe von 0,83 Gewichtsprozent dieser
Legierung. Dies entsprach einer Zugabe von 0,021% Magnesium und 0,020% Cer, d. h. einer Gesamtzugabe
an Nodularisierungsmitteln ve η 0,041 %. Bei diesem Test
enthielten 31 Minuten nach der Nodularisierungsbehandlung gegossene Rohre mit 8 Zoll Durchmesser,
0,011% Magnesium und 0,012% Cer, d.h. eine Gesamtmenge von 0,023% (Magnesium plus Cer). Dies
entspricht einer Ausbeute von 56% der ursprünglichen Menge und verdeutlicht, daß hohe Ausbeuten und eine
längere Wirkungsdauer der Nodularisierungselemente erhalten werden kann, sowohl durch gleichzeitige
Zugabe von getrennten Legierungen, die jeweils ein Nodularisierungselement enthalten, oder durch die
Zugabe einer Legierung, die mehr als ein Nodularisierungselement enthält.
Bei diesen Betriebsversuchen unter Verwendung der 2,5% Magnesium und 2,4% Cer enthaltenden Legierung
waren das Auflodern und die Rauchentwicklung, die gewöhnlich Begleiterscheinungen bei der Zugabe von
Magnesium enthaltenden Legierungen sind, praktisch vollständig beseitigt.
Aus dem Vorgehenden ergibt sich, daß die Zugabe einer Legierung oder einer Mischung von Legierungen
mit einem Gehalt von jeweils nicht mehr als 3% der zwei oder mehr Nodularisierungselemente in kleinen
Mengen sicherstellt, daß eine ausreichende Menge an Nodularisierungsmittel über eine längere Zeitdauer
vorhanden ist, als wenn die gleiche Gesamtmenge an nur einem Nodularisierungsmittel zugegeben würde und
gleichzeitig eine die Zugaben begleitende heftige Reaktion vermieden wird. Dieses Phänomen ist
überraschend und noch nicht völlig erklärbar.
Das Gesamtgewicht der Nodularisierungselemente
10
im geschmolzenen Gußeisenbad liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 0,03 bis 0,12 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Bad.
Bei Experimenten unter Verwendung der obengenannten Legierung mit 2,5% Magnesium und 2,4% Cer
für die Herstellung von Sandgüssen wurde gefunden, daß annehmbare Gräphitstrukturen erhalten werden
können bei Zugabemengen der Nodularisierungselemente, die 20% unter denjenigen liegen, die bei einem
herkömmlichen Ferrosilicium mit 5% Magnesium erforderlich sind. Durch diese Herabsetzung reicht die
Zugabe von weniger Legierung aus, und dies bedeutet wiederum eine Verminderung der Ablagerungsmenge
im Metall.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Nodularisierungszusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von Gußeisen mit
Kugelgraphit mit einem Gehalt an Magnesium und mindestens einem weiteren Nodularisierungselement
in Form von Cer, Yttrium, Lanthan, Neodym und/oder Praseodym, dadurch gekennzeichnet,
daß Magnesium und jedes weitere der Elemente in einer Menge von 1 bis 3 Gewichtsprozent
der Zusammensetzung vorliegt und die Gesamtmenge der Nodularisierungselemente in der
Zusammensetzung 12% nicht übersteigt, und Ferrosilizium
in der Zusammensetzung in einer Menge von mindestens 88 Gewichtsprozent enthalten ist,
wobei gegebenenfalls in Form einer Legierung verwendetes Magnesium in einer Menge von 1 bis 3
Gewichtsprozent der Legierung vorliegt.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nodularisierungselemente
in der Zusammensetzung in Form mindestens einer Ferrosilizium-Legierung vorliegen.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nodularisierungselemente
von Magnesium und Cer mit im wesentlichen gleichen Mengen gebildet werden.
4. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie
mindestens zwei Legierungen enthält, von denen eine Magnesium in einer Menge von 1 bis 3
Gewichtsprozent enthält und die andere mindestens ein Nodularisierungselement in Form von Cer,
Yttrium, Lanthan, Neodym und/oder Praseodym, die jeweils in einer Menge von 1 bis 3 Gewichtsprozent
in der Legierung vorliegen.
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung die
einzelnen Nodularisierungselemente in im wesentlichen gleichen Mengen von 3,0 Gewichtsprozent,
bezogen auf die Legierung, enthält.
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