DE1075649B

DE1075649B - Ver 'ahren zum Herstellen von verschleiß esten korrosionsbeständigen und zerspan baren Gußstucken aus einer kohlenstoff haltigen Eisenlegierung

Info

Publication number: DE1075649B
Application number: DENDAT1075649D
Authority: DE
Inventors: Jellmghaus und Emil Prolingheuer Kamen Rudolf
Original assignee: Gebr Jellinghaus Maschinenfa bnk Kamen
Publication date: 1960-02-18

Description

Verfahren zum Herstellen von verschleißfesten, korrosionsbeständigen und zerspanbaren Gußstücken aus einer kohlenstoffhaltigen Eisenlegierung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von gleichzeitig verschleißfesten, korrosionsbeständigen und zerspanbaxen Gußstücken aus einer kohlenstoffhaltigen Eisenlegierung.
Die bisher bekannten, gut zerspanbaren Gußlegierungen sind nicht hinreichend verschleißfest, so daß sie den an aus solchen Legierungen hergestellten Maschinenteilen gestellten Anforderungen nicht ausreichend entsprechen. Besitzen diese Legierungen eine hohe Verschleißfestigkeit zusammen mit einer guten chemischen Korrosionsbeständigkeit, so müssen bisher diese Eigenschaften durch eine Verschlechterung der spanabhebenden Bearbeitung erkauft werden.
Es sind bereits Gußl'egierungeri für die Herstellung von hohen Beanspruchungen ausgesetzten Gegenständen bekanntgeworden, die bei einem Aluminium-, Chrom- oder Nickelgehalt bis zu 200,/o einen gegenüber dem normalen Gußeisen hohen Siliziumgehalt von etwa 5 % aufweisen. Solche Legierungen hat man insbesondere für die Herstellung von zunderbeständigen Werkstoffen verwendet, sie gehören jedoch zu den schlecht spanabhebend bearbeitbaren Legierungen. Ist eine spanabhebende Bearbeitung nach dem Guß noch erforderlich, so können diese an sich sonst gute Widerstandseigenschaften aufweisenden Legierungen nicht verwendet werden. Weiterhin ist sogenannter Potterieguß bekannt, bei welchem der unter 2% liegende Siliziuingehalt des Gusses nach dem Abstich in der Schmelze eingeführt wird. Der so, erzielte Eisenguß entspricht aber nicht den drei gleichzeitig an einen im Sinne der oben aufgewiesenen Gesichtspunkte technisch fortschrittlichen Guß zu stellenden Anforderungen, nämlich sowohl korrosions- als auch verschleißbeständig zu sein, wobei aber gleichzeitig eine gute spanabhebende Bearbeitung möglich sein muß.
Das alte Bestreben der Fachwelt, einen zerspanbaren korrosions- und verschleißbeständigen Eisenguß mit höheren Gehalten an Silizium herzustellen, ist bisher praktisch nicht gelöst worden, sondern die bisherigen Ansätze enden immer in einfachem Gußeisen und zeitigen jedenfalls nicht eine die vorstehend aufgeführten Eigenschaften gemeinsam aufweisende Legierung.
Gemäß der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß aus einer wenigstens 30% Stahlschrott enthaltenden, j edoch praktisch von Legierungszusätzen, wie Aluminium oder Chrom, freien Gattierung im Kupolofen od. dgl., eine Schmelze hergestellt und diese dort auf wenigstens 1600° C überhitzt und der abgestochenen Schmelze bei dieser Temperatur in der Pfanne alles zuzusetzende Silizium, vorzugsweise in Form von reinem Silizium, in anteiligen Mengen von 5 bis 20% zulegiert wird, worauf die Schmelze auf die Vergießtemperatur von etwa 1400° C abgekühlt wird.
Durch dieses Verfahren werden Gußstücke aus einer kohlenstoffhaltigen Eisenlegierung mit höheren Anteilen zu Silizium erzielt, die sowohl spanabhebend bearbeitbar als auch korrosions- und verschleißbeständig sind und im wesentlichen allen an solche Gußteile zu stellenden Anforderungen entsprechen. Es ist überraschend, daß dieser Erfolg vor allem durch besondere Maßnahmen bei dem Herstellen der Legierung im schmelzflüssigen Zustand erzielt wird, nämlich dadurch, daß der Zusatz des Siliziums, vorzugsweise in Form von reinem Silizium oder eines nur einen sehr geringen Eisenanteil enthaltenden Ferrosiliziums, erst in der Pfanne erfolgt. Hierdurch wird offenbar nicht nur eine Verbrennung des Siliziums verhindert, sondern außerdem in besonders vorteilhafter Weise der Kohlenstoff praktisch völlig in die graphitische Form übergeführt und gleichzeitig ein perlitisches Gefüge des Gußstückes erzielt.
Als Beispiel für ein Gußeisen, das sich besonders für die Herstellung von zerspanbaren Gußstücken mit hoher Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit eignet, sei folgende Analyse erwähnt:

C I si I Mn I P I s

3 I 5 I 0,6 I 0,05 I 0,08

Beim normalen Vergießen werden Brinellhärtewerte bis 160 und mehr erreicht, die beim Gießen in der Kokille oder gegen Kokille noch weiter bis auf über 300 ansteigen.
Trotzdem sind die Gußstücke in normaler Weise auf der Drehbank mit den üblichen Drehstählen zu be` arbeiten. Infolge der hohen Verschleißfestigkeit ist die Lebensdauer von aus solchen Gußlegierungen hergestellten Gegenständen - z. B. hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzten Gleitlagern, Führungsbahnen u. dgl. - auf das Mehrfache erhöht.
Bei Gußlegierungen beispielsweise in obiger Zu--sammensetzung liegt der Kohlenstoff im wesentlichen in Form von Graphit vor, und daher sind aus einer solchen Legierung hergestellte Gegenstände selbstschmierend und ölaufsaugend, woraus sich gewisse Notlauf-Eigenschaften ergeben.
Das Gefüge ist fast vollständig perlitisch. Ferrit ist nur in Spuren vorhanden. Wegen des hohen Si-Gehaltes liegt vorhandener Kohlenstoff, wie bereits erwähnt, im wesentlichen in Form von Graphit vor. Der Phosphorgehalt ebenso wie der Schwefelgehalt können gegenüber dem angegebenen Zusammensetzungsbeispiel nach oben und unten schwanken.
Das neue Gußeisen läßt sich ohne Schwierigkeiten brennhärten. Der Gattierung wird Stahlschrott nicht unter 30% zugesetzt. Wichtig ist, daß die Schmelze auf ungefähr 1600° C überhitzt wird. jedoch darf das Vergießen erst nach Abkühlen auf etwa 1400° C erfolgen. Der Zusatz an Ferrosilizium oder reinem Silizium soll erst in der Pfanne, keinesfalls im Kupolofen erfolgen.

Claims

" " PATBNTANSYRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von gleichzeitig verschleißfesten, korrosionsbeständigen und zerspanbaren Gußstücken aus einer kohlenstoffhaltigen Eisenlegieiüng, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer wenigstens 30 %, Stahlschrott enthaltenden, jedoch praktisch von Legierungszusätzen, wie Aluminium oder Chrom, freien Gattierung im Kupolofen od. dgl., eine Schmelze hergestellt und diese dort auf wenigstens 1600° C überhitzt und der abgestochenen Schmelze bei dieser Temperatur in der Pfanne alles zuzusetzende Silizium, vorzugsweise in Form von reinem Silizium, in anteiligen Mengen von 5 bis 20% zulegiert wird, worauf die Schmelze auf die Vergießtemperatur von etwa 1400° C abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelgehalt der Legierung höchstens 0,08%, beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 127 445; schweizerische Patentschrift Nr. 221995; A. Grützner, »Eisen-undStahllegierungen«,1932, S. 32; E. Houdremont, »Handbuch der Sonderstahlkunde«, 1943, S.783; »Auszüge deutscher Patentanmeldungen«, Bd. 19 (1948), S.93 (St 48659 VIa/18b); E. Piwowarsky, »Hochwertiges Gußeisen«, 2. Auflage, 1951, S.637.