DE2842019B2

DE2842019B2 - Betriebsweise zum Druckgießen von rostfreiem Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt

Info

Publication number: DE2842019B2
Application number: DE2842019A
Authority: DE
Inventors: Nobuo Shizuoka Kashiwagi; Zenichi Fuji Mochizuki; Yasuo Numazu Sugiura
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1977-09-29
Filing date: 1978-09-27
Publication date: 1980-09-25
Also published as: JPS5449929A; GB2005168B; DE2842019C3; DE2842019A1; GB2005168A; US4178983A

Description

Die Erfindung betrifft eine Betriebsweise zum Druckgießen zur Herstellung von rostfreiem Suhl von Austenit-Typ mit niedrigem Schmelzpunkt.

Im allgemeinen werden rostfreie Stähle zum Druckgießen verwendet, jedoch besitzen diese rostfreien Stähle einen hohen Schmelzpunkt von über 1450"C, so daß es schwierig ist, sie so, wie sie sind, zum Druckgießen zu verwenden. Aus diesem Grund sind rostfreie Stähle mit niedrigem Schmelzpunkt entwickelt worden, in denen Elemente, wie Kupfer, Mangan, Silicium, Bor, Niob, Phosphor, Molybdän und dgl. als Zusätze verwendet werden, um den Schmelzpunkt herabzusetzen. Jedoch neigen derartige rostfreie Stähle dazu, eine Bor- oder Phosphorverbindung oder ähnliche Verbindungen zu bilden, die ein Reißen der Druckgußprodukte bei erhöhten Temperaturen hervorrufen, wenn man sie in einer Druckgußform erstarren läßt

Aus der US-PS 30 00316 ist ein Verfahren zur Herstellung austenitischer rostfreier Stähle bekannt, die 8 bis 14% Nickel, 16 bis 20% Chrom, 24 bis 34% Silicium, 0,25 bis 045% Bor, 0,2 bis 24% Mangan, bis 4% Molybdän und bis 2% Kupfer enthalten; bei diesem Verfahren liegt die Gießtemperatur unter 1450" C.

Wenngleich durch Zusatz der genannten Elemente zu herkömmlichen rostfreiem Stahl in den erwähnten Mengenverhältnissen ein verbesserter, rißfreier, rostfreier Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt werden kann, treten bei dem Stahl für lange Zeit flüssige und feste Phase nebeneinander auf, da er eine große Menge verschiedener Elemente enthält. Deshalb ist es unmöglich, die Rißbildung lediglich durch geeignete Auswahl der Zusammensetzung zu eliminieren, wenn die anderen Verfahrensbedingungen nicht berücksichtigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Druckgußerzeugnissen aus rostfreiem Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt, die im heißen Zustand kaum zur Rißbildung neigen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Betriebsweise beim Druckgießen einer Legierung aus 0,01 bis 0,1% Kohlenstoff, 1.0 bis 3,0% Silicium, I bis 12% (ausschließlich J bis 7%) Mangan, 8 bis 25% Nickel, 16 bis 20% Chrom, 14 bis 2,5% Kupfer. 0,2 bis 0.7% Bor, 0,5 bis 2,0% Molybdän, Rest Eisen, in einer aus einer Wolfram- oder Molybdänlegierung hergestellten Druckgießform, die; bei einer Temperatur von 250 bis 450⁰C gehalten wird, bei einer Gießtemperatur, die die Temperatur der flussigen Phase der geschmolzenen

Legierung um 100 bis 15O⁰C übersteigt, die dadurch

gekennzeichnet ist, daß ein Einspritzdruck von 200 bis 500 kg/cm² sowie eine Druckkolbengeschwindigkeit

von 0,2 bis 1,0 m/s verwendet wird.

Um die Zeit, während der flüssige und feste Phase

ίο nebeneinander auftreten, abzukürzen, ist es erforderlich, den rostfreien Stahl rasch abzukühlen, und zur Erreichung der raschen Abkühlung ist es wiederum erforderlich, außer den Bedingungen für das Baumaterial der Druckgießform, die Temperatur der Druckgießform und die Gießtemperatur auch die angegebenen günstigsten Werte für den Einspritzdruck und die Spritzkolbengeschwindigkeit zu wählen.

Bei zu niedrigem Einspritzdruck würde day üschmolzene Metall nicht gegen die Innenoberfläche der Druckgießform gepreßt und damit nicht rasch abgekühlt werden. Dies verursacht eine ungleichmäßige Erstarrung des geschmolzenen Metalles und Rißbiidung. Bei zu hohem Einspritzdruck wird jedoch das eingespritzte geschmolzene Metall sehr dicht an die unregelmäßige Oberfläche der Form gedrückt, so daß die Widerstandsfähigkeit gegenüber der Abtrennung des Gußerzeugnisses von der Form und damit die Rißbildung des Erzeugnisses erhöht werden. Daher liegt der geeignete Einspritzdruck bei 200 bis 500 und vorzugsweise 300 bis 400 kg/cm².

Das geschmolzene Metall wird bei einer Kolbengeschwindigkeit unterhalb 0,2 m/s zufolge unregelmäßigen Flusses nicht gründlich in den Hohlraum der Form eingespritzt, wodurch Temperaturunterschiede innerhalb des gesamten eingespritzten geschmolzenen Metalls und Hitzerisse zufolge des unzureichenden Einspritzdruckes hervorgerufen werden. Wenn andererseits die Geschwindigkeit des Einspritzkolbens über 1 m/s liegt, wird eine turbulente Strömung des geschmolzenen Metalls in der Form erzeugt und damit das Gußerzeugnis porös gemacht Da sich das geschmolzene Metall an den porösen Stellen des Gusses nicht gleichmäßig verfestigt, erfolgen an diesen Stellen leicht Rißbildungen. Beim Spritzgießen von rostfreiem Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt ist es daher zweckmäßig, das geschmolzene Metall mit einer Kolbengeschwindigkeit von 0,2 bis 1,0 m/s, vorzugsweise 0,6 ±0,1 m/s, einzuspritzen.
Somit können Gußerzeugnisse aus rostfreiem Stahl mit niedrigem Schmelzpunkt erhalte;;, werden, indem man eine Legierung aus den erwähnten Elementen, die die < ben erwähnte Zusammensetzung besitzt, unter den oben beschriebenen Gießbeding'ingen unmittelbar erstarren läßt

Versuch und Vergleichsversuch

Ein Werkstoff mit der Zusammensetzung 0,06% C, 24% Si, 9,0% Mn, 10,0% Ni, 16,7% Cr, 1,9% Cu, 0,4% B und 0,9% Mo, Rest Fe, wurde unter den folgenden Bedingungen in einer Druckgießform vergossen:

Temperatur

der Druckgießform:

Gießtemperatur:

Einspritzdruck:

Druckkolbengeschwindigkeit:

300, 400° C

I450"C

200, 500, ggf. außerdem

100, 400, 600 kg/cm²

0,15, 0,60, 1,20 m/s.

4

Die Ergebnisse des Druckgießens unter diesen bilden, in denen die Gießbedingungen außerhalb des bei Bedingungen sind in der nächfolgenden Tabelle dem erfindungsgemäßen Verfahren definierten Berei-

zusammengefaßt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß ches liegen,
sich zu einem hohen Prozentsatz Risse in den Fallen

Tabelle

Verhältnis zwischen Gießbedingungen und
Rißbildung

Formtemp. Druckkolben- Einspritzdruck RiU-

geschwindigkeit bildung

(C) (m/s) (kg/cm²) (%)

300 0,15

0,60 1,20

400 0,15

0,60 UO

	93
200	"90
400	87
500	87
600	87
100	68
inn ΛΛΛ*	50
400	30
500	40
600	60
100	88
200	70
400	60
500	60
600	70
200	85
500	85
200	10
500	30
200	50
500	40

Claims

Patentansprüche:

1. Betriebsweise beim Druckgießen einer Legierung aus 0,01 bis 0,1% Kohlenstoff, 1.0 bis 3,0% Silicium, 1 bis 12% (ausschließlich 3 bis 7%) Mangan, 8 bis 25% Nicke!, 16 bis 20% Chrom, 1,5 bis 24% Kupfer, 0,2 bis 0,7% Bor, 04 bis 2,0% Molybdän, Rest Eisen, in einer aus einer Wolfram- oder Molybdänlegierung hergestellten Druckgießform, die bei einer Temperatur von 250 bis 450° C gehalten wird, bei einer Gießtemperatur, die die Temperatur der flüssigen Phase der geschmolzenen Legierung um 100bis 150°Cübersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einspritzdruck von 200 bis 500 kg/cm² sowie eine Druckkolbengeschwindigkest von 0,2 bis 1,0 m/s verwendet wird.

2. Betriebsweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einspritzdruck von 300 bis 400 kg/cm² verwendet wird.