DEE0008163MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 20. November 1953 Bekanntgemacht am 3. Mai 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Es ist bekannt, daß man durch Zugabe von bestimmten Behandlungselementen zu Gußeisenschmelzen
gußeiserne Werkstücke herstellen kann, in denen der Graphit ganz oder teilweise in kompakter
bis kugeliger Form vorliegt, wodurch sich die mechanischen Eigenschaften der Werkstücke
außerordentlich verbessern lassen. Bei fast allen diesen Behandlungselementen ist Voraussetzung
zur Kristallisation des Graphits in der angestrebten Form, daß die Gußeisenschmelze tunlichst wenig
Schwefel enthält bzw. praktisch schwefelfrei ist.
Darüber hinaus und in Abweichung hiervon ist es weiterhin bereits bekanntgeworden, daß bei der
Erstarrung von weiß erstarrenden schwefelreichen Gußeisenschmelzen Graphit in kompakter bis kugelartiger
Form nach einem Glühprozeß erhalten werden kann. Ferner hat man auch schon vereinzelt
bei der Erstarrung von solchen grau bis überwiegend meliert erstarrenden Gußeisenschmelzen,
welche Schwefel bis zu etwa 0,2% enthielten, einige wenige kugelförmig ausgebildete Graphiteinschlüsse
gefunden, und es ist daher auch schon versucht worden, durch Einführen von Schwefel in
grau erstarrende Gußeisenlegierungen eine kugelförmige Graphitausscheidung zu erhalten. Bis
heute ist jedoch noch nichts darüber bekanntgeworden, inwieweit diese letztgenannten Vorschläge
zum Erfolg geführt haben.
609 508/209
E 8163 VI/18 b
Eingehende Versuche haben nun gezeigt, daß durch Benutzung von Schwefel allein die Kugelgraphitbildung
nur in unzureichendem Maße angeregt wird.
Überraschenderweise haben jedoch weitere ausgedehnte
Versuche nunmehr ergeben, daß die Kugelgraphitbildung in solchen Gußeisenlegierungen
besonders angeregt wird, in denen sowohl ein hoher Schwefelgehalt als auch gleichzeitig ein merklicher
ίο Aluminiumgehalt vorhanden ist. Demgemäß besteht
die Erfindung darin, in die flüssige Schmelze Schwefel und Aluminium in solchen Mengen und
in solchem Mengenverhältnis zueinander einzubringen, daß sich durch die Wirkung dieser beiden
Elemente der Graphit in dem diese beiden Elemente enthaltenden erstarrenden Guß ganz oder
teilweise in kompakter bzw. knotenartiger oder kugelartiger Form abscheidet.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung eine Gußeisenlegierung, welche den Graphit ganz oder
teilweise in kompakter bis kugeliger Form enthält, die gekennzeichnet ist durch einen Schwefelgehalt
von etwa 0,2 bis 1%, vorzugsweise etwa 6,3 bis
0,5%, und einen Aluminiumgehalt von etwa 0,1 bis 1%, vorzugsweise von etwa 0,3 bis 0,5%.
Unter den Elementen, welche man als Zusatzstoffe zur Beeinflussung der Graphitform in Gußeisenschmelzen
eingeführt hat, ist früher auch bereits das Aluminium genannt worden. Die Meinungen
über den Einfluß des Aluminiums auf die Kugelgraphitbildung bei gleichzeitiger Anwesenheit
anderer bekannter metallischer, die Kugelgraphitbildung anregender Mittel sind geteilt. Dagegen
ist bisher grundsätzlich mit Aluminium allein nach dem bisherigen Stand der Technik keine Kugelgraphitbildung erzielt worden.
Um so überraschender ist es, daß gerade das Aluminium bei einem Zusatz zu ungewöhnlich
schwefelreichen Legierungen in der Lage ist, die Kugelgraphitbildung entscheidend zu fördern, während
nach dem heutigen Stand der Entwicklung auf diesem Gebiet die metallischen Behandlungs-■
elemente ausgesprochen schwefelarme Schmelzen erfordern.
Der Kohlenstoffgehalt der neuen Legierung liegt vorzugsweise über 3,2% bei einem Siliziumgehalt
von über 1,2%.
Die Schliffbilder zeigen die Ausbildung des Graphits in einer Gußeisenschmelze mit 3,7%
Kohlenstoff, 2,58 °/o Silizium, 0,20% Mangan,
.0,034% Phosphor, 0,400% Schwefel und 0,45% Aluminium.
Während ein Teil der Graphitkugeln in der bisher bekannten sphärolithischen Form zur Ausscheidung
gelangt (Bild 1), fällt bei dem erfindungsgemäßen Gußeisen ein anderer Teil " des
Graphits in einer besonders kennzeichnenden »Krautkopf«-ä'hrilicheh ': Form an.; Diese ; bisher '
überhaupt im Schrifttum noch nicht bekannte Graphitform izeigt Bild 2. /V
Die Herstellung des neuen. Werkstoffes kann auf die verschiedenste Art und Weise erfolgen. Zweckmäßigerweise
wird man in einem Schmelzofen, wie z. B. Kupolofen od. dgl., unter Verwendung billigster
Einsatzstoffe, wie Garttierungsstoffe.■■;. und
Brennstoffe, ein hoch schwefelhaltiges Rinneneisen erzeugen, welches anschließend entweder allein mit
billigen aluminiumhaltigen Zusatzstoffen behandelt wird, oder welches vor oder nach der Aluminiumbehandlung
noch mit einem schwefelhaltigen Zusätzstoff versetzt wird.
Die mechanischen Eigenschaften des neuen Werkstoffes liegen in der'^Größenordnung der
bisher bekannten auf anderem Wege erzeugten Gußeisensorten, welche mehr oder weniger große An-'teile
von Graphit in Kugelform enthalten.
Das neuartige Gußeisen hat gegenüber den bisher bekannten Gußeisen gleicher Art den Vorteil, daß
es in äußerst einfacher Weise aus wohlfeilen Rohstoffen ■ zu bedeutend billigeren Gestehungskosten
hergestellt werden kann, so daß erst nunmehr diesen hochwertigen gußeisernen Werkstoffen Gebiete erschlossen
werden, in die dieser Werkstoff bisher nicht eindringen konnte. ■ .
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen von Gußeisen,
welches den Graphit ganz oder teilweise in kompakter bzw. knotenartiger oder kugelartiger
Form enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in 90 c die flüssige Schmelze Schwefel und Aluminium
in solchen Mengen und in solchem Mengenverhältnis zueinander eingebracht werden, daß sich
durch die Wirkung dieser beiden Elemente der Graphit in dem diese beiden Elemente enthaltenden
erstarrenden Guß ganz oder teilweise in kompakter bzw. knotenartigef oder kugelartiger
Form abscheidet.
2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1
hergestellte Gußeisenlegierung, · welche den Graphit ganz oder teilweise in kompakter bis
kugelförmiger Form enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der erstarrte Guß einen Schwefelgehalt
von etwa 0,2 bis 1 % bei gleichzeitigem Aluminiumgehalt von etwa 0,1 bis 1 % aufweist.
. 3. Gußeisenlegierung nach Anspruch'2, gekennzeichnet
durch einen- Schwefelgehalt ■zwischen etwa 0,3 und 0,5 % und einen Aluminiumgehalt
zwischen etwa 0,3 und 0,5% im erstarrten
Guß. ■■■■'.'■■
4. Gußeisenlegierung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Kohlenstoffgehalt
von über 3,2 % und einen Siliziumgehalt von über ij2%.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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