DE2934220C2

DE2934220C2 - Verfahren zur Herstellung von Gußeisen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2934220C2
Application number: DE19792934220
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Ing. 6380 Bad Homburg Scheil
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1979-08-24
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1986-04-03
Also published as: DE2934220A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gußeisen, insbesondere von Gußeisen mit Kugelgraphit, bei dem in die Schmelze während des Eingießens in die Form ein pulverisiertes Impfmit'tel mit einem inerten Trägergas in den Gießstrahl eingeblasen wird.

Das Impfen der Schmelze unmittelbar vor der Erstarrung wird bei der Herstellung von Gußeisen häufig angewandt, um eine erwünschte Gefügeausbildung zu gewährleisten und die Bildung von Lunkern zu verhindern. Beispielsweise wird bei der Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit durch das Zusetzen eines Impfmittels eine Weißerstarrung mit Lunkerbildung vermieden.

Da die Wirksamkeit der verwendeten Impfmittel wie Ferrosilicium (FeSi) oder Caiciumsilicium (CaSi) nach dem Einbringen in die Schmelze über der Zeit relativ schnell nachläßt, ist man bestrebt, das Impfmittel erst kurz vor der Erstarrung der Schmelze beizugeben. Um dies zu erreichen, wurde bisher die Formimpfung angewendet Hierbei wird das Impfmittel an geeigneter Stelle in der Form angeordnet so daß es beim Gießen durch das in die Form einströmende Gußeisen gelöst und in der Schmelze verteilt wird. Eine gleichmäßige Verteilung des Impfmittels wird bei diesem Verfahren jedoch nicht erreicht Das Impfmittel geht nur teilweise in Lösung. Die ungelösten Impfmittelrückstände haben eine sehr große Härte und führen zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Bearbeitung der Gußslücke.

to Man ist dann dazu übergegangen, wie beispielsweise aus der DE-PS 10 92 496 hervorgeht Zusatzstoffe mit den üblichen Impfmitteln in fester Form mit beispielsweise einem Blasrohr unter Verwendung von Trägergas auf die Badoberfläche von Gußeisenschmelzen aufzublasen. In diesem Fall gelangen zwar die Zusatzstoffe vermittels ihrer kinetischen Energie bis unter die Badoberfläche und ein gegebenenfalls inertes Trägergas verhindert ein Abbrennen. Die Zusatzstoffe müssen jedoch noch schmelzen und die optimale Vermischung

20- erfolgt erst durch Rühren der behandelten Gußeisenschmelze in Druckkammern oder Druckpfannen. Gerade dieses Verfahren erfordert zusätzlich weitere Anlagen, und die Behandlung kann nicht wie für eine optimale Wirkung gefordert, unmittelbar vor dem Eingießen in die Form vorgenommen werden.

Zur Abhilfe des geschilderten Problems ist in der DE-OS 28 07 527 vorgeschlagen worden, die Zusatzelemente in geschmolzenem Zustand unter Verwendung von Trägergasen in die Schmelze einzublasen. Bei der Hinzugabe von geschmolzenen Impfstoffen ist jedoch unklar, wie effektiv die Impfwirkung, d. h. die Bildung von Keimzentren für die Graphitausscheidung bei der Erstarrung, tatsächlich ist

Ein weitergehender Vorschlag für die bedeutsame Impfung von Gußeisen mit Kugelgraphit ist aus der GB-PS 15 27 054 bekannt bei der granuläres oder pulverförmiges Impfmittel mittels eines Zerstäubers der Metallschmelze zugegeben wird. Obwohl eine Steigerung der Graphitausbildung festgestellt wurde, wird durch das Einblasen eines auf Raumtemperatur befindlichen Trägergases in Verbindung mit dem pulverförmigen Impfstoff eine zu hohe Temperaturdifferenz im Vergleich zur Metallschmelze geschaffen, so daß das Impfmittel nicht vollständig in Lösung gehen und es somit zu ungelösten Impfmittelrückständen kommen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Gußeisen zu schaffen, durch das ein gleichmäßiges Verteilen des Impfmittels gewährleistet ist und Impfmittelrückstände im Gußeisen vermieden werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Trägergas vor dem Einblasen auf eine etwa der Temperatur der Schmelze entsprechende Temperatur erhitzt wird. Neben der gleichmäßigen Verteilung des Impfmittels in der Schmelze, die durch das Einblasen in den Gießstrahl gewährleistet wird, ist die Erwärmung des Trägergases und die damit verbundene Erwärmung des Impfmittels von entscheidender Bedeutung für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie sich in der Praxis gezeigt hat, wird erst hierdurch die rückstandsfreie Lösung des Impfmittels in der Schmelze möglich. Durch die Erhitzung des Trägergases wird einer Abkühlung des Gießstrahls entgegengewirkt, so daß sich das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Gießen kleiner, dünnwandiger Gußstücke eignet. Das erfindungsgemäße Verfahren findet weiterhin bevorzugte Anwendung beim Kokillengießen, um trotz hoher Abkühlungsgeschwindigkeiten ein vollständiges

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Lösen des Impfmittels sicherzustellen. Mit Beendigung des Gießvorgangs wird durch die foto-

Sind dem Trägergas größere Mengen Impfmittel bei- elektrische Steuerung das Ventil der Blaspistole wieder gemischt, so ist es zweckmäßig, zusammen mit dem Trä- geschlossen.

gergas auch das Impfmiitel ausreichend zu erhitzen. Die Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen

Temperatur des Trägergases wird bei dem erfindungs- 5 Verfahrens bestehen insbesondere in einer einfachen gemäßen Verfahren vorzugsweise so eingeregelt, daß Handhabung, einer genauen Impfmitteldosierung und sie unter dem Schmelzpunkt des Impfmittels liegt. Hier- einer vollständigen Lösung des Impfmittels in der durch wird ein Zusammenbacken des Impfmittels und Schmelze. Da die Zuführung von Trägergas, ImpLnittel ein Niederschlagen des Impfmittels an den Rohren der und elektrischer Energie in die Blaspistole über flexible Einblasvorrichtung vermieden. io Leitungen erfolgen kann, ist das erfindungsgemäße Ver-

Besonders gute Ergebnisse werden mit dem erfin- fahren bei den verschiedensten Gießverfahren anwenddungsgemäßen Verfahren erzielt, wenn die Körnung bar und kann daher sowohl in Kokillen- als auch in des Impfmittels 0,06 bis 0,2 mm beträgt Sandgießereien eingesetzt werden.

Eine vorteilharte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung darin, daß vor der Ausblasöffnung der Vorrichtung zum Einblasen des Impfmittels in den Gießstrahl ein vom Trägergas durchströmtes Rohr vorgesehen ist, das durch eine Heizvorrichtung erhitzt -wird. Eine besonders einfache Ausgestaltung kann dabei darin bestehen, daß das Rohr einen elektrischen Heizwiderstand bildet Die Länge des Rohres beträgt vorteilhaft ca. 500 mm, wobei seine Betriebstemperatur ca. 1000° C beträgt Das Rohr kann erfindungsgemäß aus hochtemperaturbeständigem Stahl oder aus einem keramischen Werkstoff bestehen. Um neben dem Trägergas auch eine ausreichende Erwärmung des Impfmittels zu gewährleisten, wir« bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Trägergas mit dem Impfmittel vor dem Durchströmen des Rohres gemischt

Im folgenden wird eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bischrieben.

Es werden kleinere Bauteile wie Sattelgehäuse und Bremsträger für Scheibenbremsen aus Gußeisen mit Kugelgraphit hergestellt, wobei als Gießform eine Kokille verwendet wird. Als Impfmittel soll der Schmelze beim Eingießen in die Kokille Ferrosilicium beigegeben werden. Hierzu ist eine Blaspistole vorgesehen, die in Abhängigkeit vom Gießsti'ahl gesteuert wird und beim Eingießen eine vorgegebene Menge des Impfmittels in den Gießstrahl einbläst Als Trägergas für das Impfmittel wird Stickstoff verwendet. Die Blaspistole ist an ein Dosiergerät angeschlossen, das Trägergas und Impfmittelstaub in einem bestimmten Mengenverhältnis mischt. Die Blaspistole weist ein ca. 500 mm langes Rohr aus hochtemperaturbeständigem Stahl auf, das als Widerstand an einen Leistungstransformator angeschlossen ist und auf eine Temperatur von ca. 1000° C erwärmt wird. Die Austrittsöffnung des Rohres mündet unmittelbar neben der Eingießöffnung der Kokille und ist auf den Gießstrahl gerichtet.

Findet ein Gießvorgang statt, so wird durch die Leuchtwirkung des Gießstrahls über eine Fotozelle die Blaspistole angesteuert. Das Ventil der Blaspistole wird geöffnet und das mit Impfmittelstaub beladene Trägergas strömt durch das erhitzte Rohr gegen den Gießstrahl, wodurch die staubförmigen Teilchen des Impfmittels in die Schmelze eindringen und in dieser in Lösung gehen. Das Trägergas verhindert eine Oxydation des Impfmittels und reduziert die Oxydation am Gießstrahl. Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Impfmittels in der Schmelze zu gewährleisten, wird während des gesamten Gießvorgangs Impfmittel in den Gießstrahl eingeblasen. Dabei wird die erforderliche Menge des Impfmittels durch Festlegung des Mischungsverhältnisses im Dosiergerät und Regelung der ausströmenden Gasmenge in der Zeiteinheit bestimmt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Gußeisen, insbesondere von Gußeisen mit Kugelgraphit bei dem in die Schmelze während des Eingießens in die Form ein pulverisiertes Impfmittel mit einem inerten Trägergas in den Gießstrahl eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas vor dem Einblasen auf eine etwa der Temperatur der Schmelze entsprechende Temperatur erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Trägergas das Impfmittel erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Trägergases unter dem Schmelzpunkt des Impfmittels liegt

4. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet daß die Körnung des impfmittels 0,06 bis 0,2 mm beträgt.

5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet daß das Einblasen des Impfmittels während des gesamten Gießvorgangs erfolgt

6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein vom Trägergas durchströmtes Rohr, das durch eine Heizvorrichtung erhitzt wird und dessen Ende in eine Ausblasöffnung mündet

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß das Rohr einen elektrischen Heizwi- -derstand bildet

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß die Länge des Rohres ca. 500 mm beträgt und die Heiztemperatur bei ca. 1000⁰C liegt

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus einem hochtemperaturbeständigen Stahl oder Keramikwerkstoff besteht

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch ein Dosiergerät, in dem das Trägergas mit dem Impfmittel vor dem Durchströmen des Rohres gemischt wird.