DE2440675C3 - Verwendung von Kugelgraphitguß für Rotationskörper - Google Patents
Verwendung von Kugelgraphitguß für RotationskörperInfo
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Kugelgraphitguß für auf Reibung beanspruchte Rotationskörper,
insbesondere gegossene Bremsscheiben.
Bisher war es allgemein üblich, derartige Rotationskörper, insbesondere Bremsscheiben für Scheibenbremsen
von Schienenfahrzeugen oder Straßennutzfahrzeugen, aus perlitischem Gußeisen herzustellen.
Der Nachteil dieses Werkstoffes bei der Verwendung für diesen Zweck besteht jedoch darin, daß eine vorzeitige
Zerstörung der Reibfläche durch Thermoschockrisse auftritt, wenn erhebliche Bremsbeanspruchungen
vorliegen. Außerdem erleidet perlitisches Gußeisen bei längerfristigen Erwärmungen oberhalb
von 50 C Volumenänderungen, die bei deranschließenden Abkühlung auf Raumtemperatur oder Umgebungstemperatur
nicht mehr vollständig zu beseitigen sind. Man bezeichnet dies als das »Wachsen« von Gußeisen,
was unter Umständen die Thermoschockrißbildung noch beschleunigt.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde vorgeschlagen (DE-AS 12 13 621) derartige Rotationskörper
aus einer kugelgraphitischen Gußeisenlegierung mit ferritischer Grundmasse herzustellen. Um dies zu erreichen,
mußte jedoch das Gußstück eineraufwendigen Wärmebehandlung unterworfen werden. Nurmitdieser
Wärmebehandlung konnte dieser WerkstolT frei von Flocken- und Lamellengraphit und mit einer ferritischen
Grundmassc erhalten werden.
■1(1 Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
davin, einen Werkstoff für auf Reibung beanspruchte Rotationskörper zu finden, welcher einerseits einen
wesentlich besseren Widerstand gegen Thermoschockrißbildung aufweist und welcher andererseits die guten
Verschleißcigenschaftcn des bekannten perlitischen Gußeisens besitzt und welcher außerdem ohne eine
aufwendige Wärmebehandlung erhalten werden kann.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß ein Gußeisen mit Kugelgraphit mit der chemischen Zusammensetzung
von
3,80 bis 4,10% Kohlenstoff
2,65 bis 3,25% Silizium
2,65 bis 3,25% Silizium
bis 0,50% Nickel
bis 0,20% Mangan
0,50 bis 1,00% Kupfer
0,50 bis 1,00% Kupfer
bis 0,10% Phosphor
bis 0,01 % Schwefel
bis 0,10% Magnesium
Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen und mit im Gußzustand vollständig ferritischem Gelüge für
auf Reibung beanspruchte Rotationskörper, insbesondere Bremsscheiben, verwendet wird.
Der hohe Kohlenstoff- und hohe Silizium-Gehalt gewährleisten, daß der ferritische Kugelgraphitguß
einen niedrigen Elastizitätsmodul und eine hohe Duktilität aufweist. Ein niedriger Elastizitätsmodul und eine
hohe Duktilität des Werkstoffs gewährleisten einen guten Widerstand gegenüber Thermoschockrissen.
Versuche haben gezeigt, daß bei hohen Bremsbeanspruchungen, die entsprechende Erwärmung an der
Reibfläche zur Folge haben, der Kugelgraphit lokal von der Grundmasse gelöst wird und sich bei der anschließenden
Abkühlung in dünnsten Schichten als Karbid abscheidet. Dieser oberflächliche Gefügezustand
stellt eine ausreichende Verschleißfestigkeit, wie sie beim perlitischen Gußeisen gegeben ist, auch
beim ferritischen Kugelgraphitguß sicher.
In der folgenden Tabelle sind die für die Verwendung als Werkstoff für Rotationskörper wichtigen Daten des
erfindungsgemäß zu verwendenden Werkstoffes GGG-ferritisch anderen bekannten und für Bremstrommeln
oder Bremsscheiben bereits verwendeten Werkstoffen gegenübergestellt. Die Werte sind hierbei für unterschiedliche
Temperaturen ermittelt worden, wobei diese Temperaturbereiche etwa der Erwärmung entsprechen,
welche insbesondere bei Scheibenbremsen an Schienenfahrzeugen in der Praxis vorkommen und
gemessen worden sind.
| GG-25 | GGG-ferril. | GGG-50 | GS-52 | GS-25 | |
| verg. 75/90 | Cr Mo4 | ||||
| verg. 75/90 | |||||
| Zugfestigkeit (kp/mm2) bei 20X | >25 | >40 | >50 | >75 | >75 |
| Streckgrenze (kp/mm2) | - | >25 | >32 | >52 | >60 |
| Ε-Modul (kp/mm2) | -11,000 | -16,000 | -17,000 | -20,000 | -20,000 |
| Dehnung(%) | - | >15 | >7 | >12 | >12 |
| Zugfestigkeit (kp/mm2) bei 300 C | >25 | >40 | >50 | >75 | >75 |
| Streckgrenze (kp/mm2) | - | >19 | >26 | >48 | >52 |
| Ε-Modul (kp/mm2) | ~ 10,000 | - 14,000 | -15,000 | -19,000 | -19,000 |
| Dehnung(%) | - | >15 | >7 | >12 | >12 |
Fortsetzung
ÜG-25
| GGG-lerril. | GGO-50 | CJ.S-52 | (JS-25 |
| viTg. 75/'«) | Cr Mo4 | ||
| vcrg. 75/90 | |||
| >22 | >30 | >45 | >45 |
| >15 | >20 | >35 | >35 |
| ~ 9,000 | ~ 9,000 | -13,000 | -14,000 |
| >22 | >10 | >20 | >16 |
Zugfestigkeit (kp/mm2)
Streckgrenze (kp/mm2)
Ε-Modul (kp/mm2)
Dehnung (%)
Streckgrenze (kp/mm2)
Ε-Modul (kp/mm2)
Dehnung (%)
bei 500"C
~ 9,500
Aus dieser Tabelle geht nun ganz klar hervor, daß bei allen Temperaturen, die beim Einsatz des Werkstoffes
bei Reibbremsen auftreten können, der erfindungsgemäß zu verwendende Werkstoff GGG-ferritisch
die höchste Dehnung der zusammengestellten und bisher für Scheibenbremsen bzw. Rotationskörper
verwendeten Werkstoffe besitzt. Andererseits findet man, daß bei 500 C der erfindungsgemäße Werkstoff
den niedrigsten Ε-Modul besitzt, wobei insbesondere die höherwerligen Werkstoffe GS-52 und GS-25 CrMo4
wesentlich höhere Werte aufweisen. Daraus ist also zu ersehen, daß der Werkstoff GGG-ferritisch eine
wesentlich bessere Beständigkeit gegen Thermoschockrisse besitzt. Andererseits besitzt aber der erfindungsgemäß
zu verwendende Werkstoff genügend r> Festigkeit gegen Verschleiß, um die hohe Belastung
von auf Reibung beanspruchten Rotationskörpern zu ertragen. Hinzu kommt, daß durch die Erwärmung
und anschließende Abkühlung der in diesem Werkstoff in dünnsten Schichten als Karbid ausgeschiedene
2(1 Kugelgraphit eine ausreichende Verschleißfestigkeit
ergibt, welche der Verschleißfestigkeit beim perlitischen
Gußeisen entspricht. Daraus resultiert die gute Eignung dieses Werkstoffes für auf Reibung beanspruchte
Rotationskörper, wobei die Herstellung dieser 2~> Körper nicht mit einer relativ aufwendigen Wärmebehandlung
belastet ist.
Claims (3)
- Patentanspruch:
- Verwendung von Gußeisen mit Kugelgraphit der chemischen Zusammensetzung
-
3.80 bis 4.10% C 2,65 bis 3,25% Si bis 0,50% Ni bis 0,20% Mn 0,50 bis 1,00% Cu bis 0,10% P bis 0,01% S bis 0,10% Mg Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen und ι -, mit im Gußzustand vollständig ferritischem Gefüge für auf Reibung beanspruchte Rotationskörper, insbesondere Bremsscheiben.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742440675 DE2440675C3 (de) | 1974-08-24 | 1974-08-24 | Verwendung von Kugelgraphitguß für Rotationskörper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742440675 DE2440675C3 (de) | 1974-08-24 | 1974-08-24 | Verwendung von Kugelgraphitguß für Rotationskörper |
Publications (3)
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| DE2440675B2 DE2440675B2 (de) | 1977-12-01 |
| DE2440675C3 true DE2440675C3 (de) | 1984-06-20 |
Family
ID=5924003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742440675 Expired DE2440675C3 (de) | 1974-08-24 | 1974-08-24 | Verwendung von Kugelgraphitguß für Rotationskörper |
Country Status (1)
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-
1974
- 1974-08-24 DE DE19742440675 patent/DE2440675C3/de not_active Expired
Also Published As
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| DE2440675A1 (de) | 1976-03-04 |
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