DE2250165C3

DE2250165C3 - Nodularisierungszusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit

Info

Publication number: DE2250165C3
Application number: DE2250165A
Authority: DE
Inventors: Harry Fisher Levittown Pa. Brooks; Andrew Batisto Delrani Malizio; Martin Albert Florence Rice
Original assignee: United States Pipe and Foundry Co LLC
Current assignee: United States Pipe and Foundry Co LLC
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1972-10-13
Publication date: 1978-05-24
Also published as: ES407636A1; JPS5625492B2; IT975256B; NO135098C; FR2156367B1; DE2250165A1; NO135098B; FI56980C; GB1415697A; DK151103C; DE2265330B2; DE2265330A1; TR17878A; DE2265330C3; ES416875A1; JPS5723015A; CA976762A; ZA727069B; AU465895B2; BE790044A

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.

Tabelle I

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

0,05

(0,01 von
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 %

1 Min.

5 Min.

10 Mm.

A
B
C
D

Mg alleine
Ce alleine
Mg + Ce

Mg + Ce +

LA + Nd + Y

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

26.5
38
64
58

22
22
60
50

15 Min.

16
6

52
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

Patentansprüche:

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.