DE2000196A1 - Process for the abrasive surface treatment of objects made of solidifying white cast iron - Google Patents
Process for the abrasive surface treatment of objects made of solidifying white cast ironInfo
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Description
TELEFON 7132»TELEPHONE 7132 »
REG.NR. 1469REGISTRATION NUMBER. 1469
Herr Egon Evertz 565 Solingen, Vorländer Strasse 2 3Mr. Egon Evertz 565 Solingen, Vorländer Strasse 2 3
Verfahren zur abtragenden Flächenbehandlung von Gegenständen aus weißerstarrendem GußeisenProcess for removing surface treatment of objects made of solidifying white cast iron
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur abtragenden Flächenbehandlung von Gegenständen aus weißerstarrendem Gußeisen, insbesondere mit 4,0 - 5,0 % C y höchstens 1 % Si und 1 - 6 % Mn.The invention relates to a method for removing surface treatment of objects made of solidifying white cast iron, in particular with 4.0-5.0% C y at most 1% Si and 1-6% Mn.
Die abtragende Flächenbehandlung bei - Gegenständen dieser Art ist häufig erforderlich, wenn z.B. in den Randzonen Gußfehler vorliegen, die bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Gußstückes störend wirken würden. Weiterhin ist eine derartige Flächenbearbeitung aber auch dann erforderlich, wenn die Gußoberfläche durch eine Benutzung irgendwelcher Art Schäden zeigt, so z.B. Warmrisse bei unter Wärmeeinwirkung beanspruchten Gegenständen, wie insbesondere Walzen oder Stahlwerkskokillen. Schließlich sind Flächenbearbeitungen der genannten Art auch dann angebracht, wenn man die. geometrische Gestalt der Fläche aus irgendwelchen Gründen verändern muß, also etwa eine durch Hitzeeinwirkung gekrümmte Fläche einzuebenen hat.The abrasive surface treatment - objects of this type is often required when, for example, be present in the peripheral zones casting defects that would interfere with the intended use of the casting. Furthermore, such surface processing is also necessary if the cast surface shows any kind of damage due to use, such as hot cracks in objects exposed to heat, such as in particular rolls or steel mill molds. Finally, surface treatments of the type mentioned above are also applied when considering the. the geometric shape of the surface has to change for whatever reason, i.e. has to level a surface that is curved by the action of heat.
Der Durchführung von Flächenbearbeitungen dieser Art dienten bislang unterschiedliche mechanische Verfahren, wie das Stemmen, das Fräsen oder das Schleifen. Diese Verfahren sind jedoch in der Praxis sehr aufwendig' und haben zudem den Nachteil, daß die aus der Schmelzphase erstarrte, für verschiedene An wendungsgebiete als besonders vorteilhaft angesehene RandzoneUp to now, surface machining of this type has been carried out using different mechanical processes, such as chiselling, milling or grinding. However, these methods are very expensive in practice and also have the disadvantage that the edge zone which has solidified from the melt phase and is considered to be particularly advantageous for various areas of application
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völlig verlorengeht.is completely lost.
Be- und Verarbeitungsverfahren ,bei denen Schmelzflüsse entstehen, sind bislang bei Gegenständen der genannten Art nicht durchführbar gewesen, weil es bekannt war, daß sich weißerstarrendes Gußeisen nicht schweißen läßt. Zu den Gegenständen aus weißerstarrendem Gußeisen zählen erfindungsgemäß insbesondere auch aus sogenannten Stahleisen hergestellte Erzeugnisse, welches sich im wesentlichen durch die einleitend beschriebene Zusammensetzung kennzeichnet. Gemeinsam ist diesen Werkstoffen, daß es nicht zur Ausscheidung von Kohlenstoff bei der Erstarrung konur.t, sondern daß dieser in fester Lösung bleibt und der Gußbruchflache ^ ein weißes Aussehen gibt.Machining and processing methods in which melt flows arise, have so far not been feasible for objects of the type mentioned because it was known that white cast iron cannot be welded. The objects made of solidifying white cast iron include according to the invention in particular also products made from so-called steel iron, which is essentially characterized by the composition described in the introduction. What these materials have in common is that they do not lead to excretion of carbon during solidification, but that this remains in solid solution and the cast iron surface ^ gives a white appearance.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, bei den letzterwähnten Erzeugnissen ein Verfahren zur abtragenden Flächenbehandlung zu schaffen, bei welcheir die erwähnten .Nachfeile der mechanischen Flachenbedrbeitunc? nicht auftreten können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Gußstücke in kaltem Zustand zunächst oberflächlich bis zum Auftreten einer anfänglichen Verflüssigung mit einer Gas- Sauerstoff-Flamme erhitzt und dann mit einem im wesentlichen aus Sauerstoff bestehenden Gasstrahl derart weitorVehandelt wird, daß sich zunächst eine oxydische Schlacke a·.;. dem anfänglich verflüssigten und danach aus dem Pest des P abzutragenden Gußwerkstoffes bildet, und daß die Schlacke anschließend entfernt wird.The object on which the invention is based is to provide a method for the erosion of the last-mentioned products To create surface treatment in which the mentioned . Filing the mechanical surface pressure? not may occur. This is achieved according to the invention in that the castings are initially superficial in the cold state heated with a gas-oxygen flame until an initial liquefaction occurs and then with an essentially gas jet consisting of oxygen so far previously treated becomes that initially an oxidic slag a ·.;. the initially liquefied and then from the pest of the P to be removed cast material, and that the slag then Will get removed.
Teilmerkmale dieses Verfahrens sind ans ich als das sogenannte Flämmhobeln bei Stahlblöcken bzw. bei Stahlbrammen. bekannt. Diese bedürfen jedoch, um Spannungsrisse in Nähe der sogenannten Flämmstellen zu vermeiden, vor ihrer Bearbeitung der Aufwärmung auf Temperaturen bis zu mehreren 100 C.Part of the features of this process are the so-called scarfing of steel blocks or steel slabs. known. However, in order to avoid stress cracks in the vicinity of the so-called scarfing points, these require the Warming up to temperatures up to several 100 C.
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Dies erfordert aber einen erheblichen Aufwand an Energie und Zeit. Darüberhinaus ist auch eine gleichmäßige Vorwärmung nur bei geometrisch äußerst einfach gestalteten Körpern möglich, wohingegen es bei Hohlkörpern und geometrisch schwieriger gestalteten Erzeugnissen nicht mehr mit der erforderlichen Gleichmäßigkeit gelingt, sondern unter Umständen die Gefahr von Spannungsrissen noch erhöhen kann, obwohl diese Erzeugnisse, die sich durch einen verhältnismäßig niedrigen Kohlenstoffgehalt von etwa 0,3 % kennzeichnen, aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften ans ich noch'verhältnismäßig gut in der Lage sind, auftretenden Temperaturspannungen durch entsprechende Dehnungen aufnehmen zu können, ohne daß es zu Rissen kommt. Bei den vergleichsweise wesentlich spröderen Gußeisenwerkstoffen, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden sollen, war ein Erfolg des erfindungsgemäßen Vorgehens um so weniger zu erwarten, ;, als sie sogar der erfindungsgemäßen Behandlung in kaltem Zustand .unterzogen wexien.However, this requires a considerable amount of energy and time. In addition, even preheating is only possible with geometrically extremely simple bodies, whereas with hollow bodies and geometrically more difficult products it is no longer possible to achieve the required uniformity, but under certain circumstances the risk of stress cracks can still increase, although these products, which are caused by Characterize a relatively low carbon content of about 0.3%, due to their mechanical properties and are still relatively well able to absorb the temperature stresses that occur through appropriate expansion without cracks occurring. With the comparatively much more brittle cast iron materials as they are to be used according to the invention, success of the procedure according to the invention was all the less to be expected ; when they even underwent the treatment according to the invention in a cold state.
Gerade der Einsatz in kaltem Zustand ermöglicht die Einhaltung gleichmäßiger Arbeitsbedingungen auch bei differenziert gestalteten Gußerzeugnissen, wie insbesondere bei Stahlwerkskokillen. Darüberhinaus gelingt es erfindungsgemäß, der bearbeiteten Fläche einen Gefügezustand zu geben, der der ursprünglichen, besonders vorteilhaften natürlichen Gußart sehr nahe kommt. Dieser Vorteil bleibt auch dann erhalten, wenn man, wie es häufig angebracht ist, die erfindungsgemäß bearbeitete Fläche im Anschluß hieran noch einer gerinfügigen mechanischen Bearbeitung unterzieht.Use in a cold state in particular enables uniform working conditions to be maintained, even with differentiated conditions designed cast products, especially in the case of steel mill molds. In addition, it is possible according to the invention, the processed To give the surface a structural condition that of the original, particularly advantageous natural casting type comes very close. This advantage is retained even if, as is often appropriate, the invention processed surface is then subjected to a minor mechanical processing.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt man den im wesentlichen aus Sauerstoff bestehenden Gasstrahl aus einer Düse mit einem Durchmesser von 8 - 15 mm und unter einem Druck von 8-40 atü austreten. Beste Betriebsergebnisse wurden bei Verwendung einer Düse zwischen 15 - kO atü erreicht. Die Festlegung der vorstehend genannten DimensionenIn an advantageous embodiment of the process according to the invention, the gas jet, consisting essentially of oxygen, is allowed to exit from a nozzle with a diameter of 8-15 mm and under a pressure of 8-40 atmospheres. The best operating results were achieved when using a nozzle between 15 - kO atü. Establishing the aforementioned dimensions
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dürfte insofern wesentlich sein, als dadurch der Bereich der Fläche, der der jeweiligen Erhitzung unterliegt, zugleich definiert ist. νis likely to be essential in that it increases the area of Area, which is subject to the respective heating, is defined at the same time. ν
Für die der eigentlichen, im wesentlichen über die Schlackenphase verlaufenden Abtragung vorausgehende Erhitzung hat sich als besonders zweckmäßig eine Azetylen-Sauerstofflamme erwiesen, die aus 8-15 benachbarten Düsen von je etwa 1/2 mm Durchmesser mit einem Druck von etwa 1,5 atü austritt. In der Praxis können diese Düsen die eigentliche Sauerstoffdüse ringartig umgeben.The heating prior to the actual erosion, which essentially proceeds via the slag phase, is essential An acetylene-oxygen flame proved to be particularly useful, consisting of 8-15 adjacent nozzles of about 1/2 mm each Diameter with a pressure of about 1.5 atmospheres. In practice, these nozzles can ring-like the actual oxygen nozzle surround.
Zur bestmöglichen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens trägt es weiterhin bei, die Flächenbearbeitung zunächst entlang der kleinsten Flächenkante vorzunehmen und, hiervon ausgehend,For the best possible application of the method according to the invention it also contributes to the surface treatment along first the smallest surface edge and, based on this,
P in senkrecht dazu sowie parallel zur Ebene der zu bearbei teilen Fläche verlaufenden Bahnen fortzusetzen, wobei von außen beginnend, wechselweise sich gegenüberliegende Bahnen gewählt werden, bis die benachbarten Flächenhälften in der Flächenmi* te aneinandergrenzen. Ein derartiges Vorgehen ist der schematischen Zeichnung zu entnehmen. Hierin ist eine Rechteckfläche dargestellt, bei v/elcher die kleinste Flächenkante mit 1 bezeichnet ist. Nachdem die oberflächennahe Schicht entlang der Ramlkantenzone 1 abgetragen wurde, wird die Außenbahn 2 in Pfeinrichtung bearbeitet. Hieran schließt sich die gegenüberliegende Außenbahn 3 an, der wiederum die gegenüberliegende Bahn M folgt. Im Anschluß daran wird die gegenüberliegende Bahn 5P continue in perpendicular thereto and parallel to the plane of the running surface for machining parts webs, starting from the outside, opposing tracks alternately be selected until the adjacent face halves in the Flächenmi * te contiguous. Such a procedure is shown in the schematic drawing. A rectangular area is shown here, in which the smallest surface edge is denoted by 1. After the layer near the surface has been removed along the ram edge zone 1, the outer web 2 is processed in a paving device. This is followed by the opposite outer track 3, which in turn is followed by the opposite track M. Subsequently, the opposite web 5
b bearbeitet, bis schließlich die gesamte Fläche 6 im erforderlichen Ausmaß abgetragen wurde.b processed until finally the entire area 6 in the required Extent has been removed.
Die vorstehend für eine Kechteckflache beschriebene Verfahrensweise kann in übertragenem Sinne natürlich auch für gekrümmte Flächen angewendet werden, so insbesondere für zylindrische Flächen. In diesem Falle bildet eine stirnseitige Kante die kleinste Flächenkante, mit welcher1 der Bearbeitungsvorgang einsetzt, wohingegen die dann folgenden Bearbeitungsbahnen in axialer Richtung verlaufen. Derartige Bearbeitungen sind z.B. an der Außenfläche von Walzen oder an der Innenfläche von Kokillen angebracht.The procedure described above for a corner surface can of course also be used, in a figurative sense, for curved surfaces, in particular for cylindrical surfaces. In this case, an end edge is the smallest surface edge with which 1, the machining operation begins, then the following processing paths while extending in the axial direction. Such treatments are applied, for example, to the outer surface of rollers or to the inner surface of molds.
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