DE3045020A1 - Mittel zur behandlung von geschmolzenem metall und dessen verwendung zur behandlung von geschmolzenem eisen - Google Patents
Mittel zur behandlung von geschmolzenem metall und dessen verwendung zur behandlung von geschmolzenem eisenInfo
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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Description
Mittel zur Behandlung von geschmolzenem Metall und dessen Verwendung zur Behandlung von geschmolzenem Eisen
Die Erfindung bezieht sich, auf ein Mittel zur Behandlung
von geschmolzenem Metall sowie auf dessen Verwendung zur Behandlung von geschmolzenem Eisen.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung
von Vermiculargraph.it enthaltendem Gußeisen.
Der hier verwendete Ausdruck ''Vermiculargraphit enthaltendes
Gußeisen1' bezeichnet ein Gußeisen, in welchem Floekengraphit
zu einer abgerundeten, kürzeren Form, verglichen mit dem Graphit in normalem Graugußeisen modifiziert wurde. Diese
modifizierte Form von Graphit ist auch unter anderen Hamen einschließlich "Quasi-Flocken-Graphit" und '·'kompaktierter"
Graphit bekannt.
Vermiculargraphit enthaltendes Gußeisen wird üblicherweise
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durch die Behandlung von geschmolzenem Eisen mit Magnesium
in Verbindung mit Titan und einem oder mehreren Seltenen
Ermetallen hergestellt, üblicherweise werden das Magnesium
in Form einer 5 %igen Magnesium-Ferrosilicium-Legierung mit
einem Gehalt an Cer, und das Titan als Ferrotitan oder Titanmetall
zugegeben. Cer und andere Seltenen Erdmetalle können auch als Mischmetall zugesetzt werden.
Die erforderliche Menge an Titan mit Bezug auf die zugesetzte Menge an Magnesium hängt von der Wanddicke des
jeweiligen Gußstücks, das erzeugt werden soll ab, und die Erfordernisse für die Herstellung von Gußstücken mit dünnen Querschnitten
,beispielsweise Abgassammelleitungen oder Auspußrohren
sind daher von denjenigen für die Herstellung von Gußstücken mit dicken Querschnitten, z.B. von Block- oder Kokillenformen,
verschieden. Wenn die Menge an Magnesium im Bereich von 0,015 % bis 0,035 °/° liegt, ist jedoch im allgemeinen
am unteren Ende die erforderliche Titanmenge in der Größenordnung von 0,08 bis 0,10 %, während sie am oberen oder
hohen Ende oberhalb 0,15 % liegt.
Wenn getrennte Zusätze von Magnesiumtitan und Seltenem Erdmetall gemacht werden, kann es schwierig sein, die richtige
Graphitstruktur zu bilden und ein Eisen mit einem übermäßigen
Gehalt an Titan oder ein Eisen mit einer nodularen Graphitstruktur aufgrund der Anwesenheit von ungenügend Titan im
Hinblick auf die Menge des vorhandenen Magnesiums kann leicht gebildet werden.
Diese Schwierigkeiten können überwunden v/erden, indem man Speziallegierungen verwendet, die Magnesium, Titan und Seltene
Erdmetalle enthalten und die GB-PS 14 27 445 beschreibt die
Herstellung und Verwendung von solchen Legierungen.
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Es wurde nunmehr festgestellt, daß Verraiculargraphit enthaltendes
Gußeisen wirksam und zuverlässig ohne die Ifotwendigkeit
für die Herstellung einer speziellen Behandlungslegierung unter Verwendung eines Preßlings, welcher Eisenpulver,
Magnesium, Titan und ein Seltenes Erdnetall enthält, hergestellt
werden kann.
Gemäß der Erfindung wird ein Mittel zur Behandlung von
geschmolzenem Metall geschaffen, das durch Pressen einer Mischung gebildet wird, welche feinteiliges Eisen, Magnesium,
Titan und Seltenes Erdmetall enthält.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Vermiculargraphit enthaltendem
Gußeisen geschaffen, das die Behandlung des geschmolzenen Eisens mit einem gepreßten Behandlungsmittel, das aus
feinteiligem Eisen, Magnesium, Titan und Seltenem Erdmetall gebildet wurde, umfaßt.
Verschiedene Arten von Eisenpulvern können zur Anwendung gelangen, z.B.Eisenschwamm, Eisenpulver oder Stahlpulver.
Wenn Eisenschwamm verwendet wird, soll dessen Reinheit vorzugsweise wenigstens 98 % betragen, da Verunreinigungen
(hauptsächlich Eisenoxyd und Aluminiumoxid) zur Umsetzung mit dem Magnesium neigen. Vorzugsweise hat das Eisenpulver
eine Teilchengröße von weniger als 0,5 mm.
Das Magnesium kann als reines Magnesium oder in Form einer.
Legierung mit einem hohen Magnesiumgehalt vorhanden sein. Die bevorzugte Teilchengröße des Magnesiums ist kleiner
als 2,0 mm, vorzugsweise kleiner als 0,7 ^m.
Das Titan kann als Titanmetall oder als eine Legierung, z.B.
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Ferrotitan, vorhanden sein. Vorzugsweise "besitzt das Titan
eine ähnliche Teilchengröße wie das Magnesium.
Das Seltene Erdmetall kann in metallischer Form, "beispielsweise
als Mischmetall, in Form eines Seltenen Erdmetallsalzes, wie z.B. eines Fluorids oder in Form einer Legierung,
z.B. als Silicid, zugegeben werden.
Die Behandlungsmittel gemäß der Erfindung können zweckmäßig in Form von Briketts, Tabletten oder Pellets vorliegen,
welche nach bekannten Arbeitsweisen, einschließlich Verpressen einer Mischung der Komponenten bei hohen Drücken
hergestellt werden können. Die Mittel können in einer gebräuchlichen senkrechten oder waagerechten Tablettierpresse
hergestellt v/erden, wobei eine bevorzugte Arbeitsweise darin besteht, die Zusammensetzung zwischen zwei gegenläufigen
Walzen zu pressen.
Kohle, z.B. kristalliner Graphit, kann der Mischung zur Verbesserung der Verpreßbarkeit und zur Unterstützung der
gewünschten Dichte zugesetzt v/erden. Der Zusatz von Kohle kann auch das Zusammenbrechen des Behandlungsmittels in
geschmolzenem Eisen durch die Verhinderung der Teilchen des Eisenpulvers am Zusammensintern unterstützen.
Um eine Segregation der Komponenten während des Mischens
zu vermeiden und um eine Bindung in dem Behandlungsmittel zu unterstützen, kann es erwünscht sein, ein Bindemittel
der Mischung zuzugeben, wie z.B. Gummi oder ein natürliches oder synthetisches Harz.
Um die Reaktivität des Magnesiums zu steuern, ist es erwünscht, einen Anteil an Calcium der Zusammensetzung einzuverleiben, wie
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dies in der DE-OS 27 53 282 beschrieben ist. Das Calcium
v/ird vorzugsweise in Form von Calciumsilicid zugegeben.
Vorzugsweise besitzen die Behandlungsmittel gemäß der Erfindung
eine Dichte von oberhalb 4,3 g/ciir, damit, wenn
diese Mittel zur Behandlung von geschmolzenem Eisen nach einer Ubergießarbeitsv/eise verwendet werden, sie in dem
geschmolzenen Metall während einer ausreichend langen Dauer verbleiben, um die gewünschte Behandlung zu bewirken,
und nicht zu der Oberfläche zu rasch aufsteigen.
Vorzugsweise hat das Behandlungsmittel die folgende Zusammensetzung, bezogen auf Gewicht:
Magnesium 1,0 bis 10,0 % Titan 1,0 bis 20,0 %
Seltene Erdmetalle0,05 bis 4,0 %
Calcium 0,1 bis 10,0 % Eisen Rest.
Wie vorstehend festgestellt, hängt die erforderliche Menge
an Titan mit Bezug auf die Menge des vorhandenen Magnesiums hinsichtlich der Herstellung einer Vermicular-G-raphitstruktur
von der VTanddicke des herzustellenden Gußstückes ab. Die tatsächliche Zusammensetzung des Behandlungsmittels kann
daher innerhalb der vorstehend angegebenen Grenzen stark variieren. Da die Behandlungsmittel gemäß der Erfindung
einfach herzustellen sind, verglichen mit den bekannten Speziallegierungen, ist es zweckmäßig, eine Reihe von
Behandlungsmxtteln mit verschiedenen chemischen Zusammensetzungen herzustellen, um den verschiedenen Arten von
Gußstücken gerecht zu werden.
Das Gewicht der Briketts oder Tabletten des Behandlungsmittels,
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- er -
das zur Behandlung von geschmolzenem Eisen verv;endet wird,
hängt von der Zusammensetzung des Eisens ab, liegt jedoch üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 3,0 Gew.%, bezogen auf
das Gewicht des Eisens.
Nach der Behandlung mit den Briketts oder Tabletten wird
gev7Öhnlich das Eisen geimpft, z.B. mit Ferrosilicium.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des folgenden Beispiels näher erläutert.
Eine Zusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung von kompaktierten Graphit enthaltendem Gußeisen wurde durch
Zusammenmischen der folgenden Komponenten in den folgenden Gewichtsanteilen hergestellt:
| Exsenschwamm | 68,0 |
| Magnesium | 5,0 |
| Titan | 9,5 |
| Seltenes Erdmetall- | |
| fluorid | 0,5 |
| Calciumsilicid | 17,0 |
2 Gew.% eines Phenolformaldehydharzes, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, wurde während des Mischens
zugegeben.
Die Zusammensetzung wurde zu Briketts mittels einer Brikettiermaschine
mit gegenläufigen Walzen, die unter einem Arbeitsdruck von 5 t/cm betrieben wurde, hergestellt.
Geschmolzenes Eisen mit einem Kohlenstoffgehalt von 3,5 %
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und mit einem Siliciumgehalt von 2,0 % wurde mit 1,5
der Briketts, bezogen auf das Gewicht des Eisens, "behandelt,
wobei das Eisen über die Briketts auf den Boden einer Gießpfanne gegossen wurde. Das Eisen wurde mit 0,5 Gew.%
3?errosilicium, bezogen auf das Gewicht des Eisens, geimpft und zu Probestäben von 25 mm Durchmesser gegossen.
Bei Prüfung des Gußeisens wurde festgestellt, daß es eine vollständig vermiculare Graphitstruktur besaß.
13003B/OA83
Claims (5)
1. Mittel zur Behandlung von geschmolzenem Metall, dadurch
gekennzeichnet, daß es eine gepreßte Mischung von feinteiligem Eisen, Magnesium, Titan und Seltenem Erdmetall umfaßt.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es "bezogen auf Gewicht
1,0 "bis 10,0 % Magnesium
1,0 "bis 20,0 % Titan
0,05 bis 4,0 % Seltene Erdmetalle
0,1 "bis 10,0 % Calcium und
als Rest Eisen
enthält.
3- Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß es eine Dichte von oberhalb 4,3 g je chk besitzt.
4. Verwendung des Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zur Herstellung von Vermiculargraphit enthaltendem Gußeisen,
dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Eisen mit einem gepreßten Behandlungsmittel behandelt wird, das
aus teilchenförmigen! Eisen, Magnesium, Titan und Seltenem Erdmetall gebildet wurde.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet-, daß
das Behandlungsmittel .in einer Menge im Bereich von 0,5 his 3>O Gev;.%, bezogen auf das Gewicht des Eisens,
verwendet wird.
130035/0483
ORIGINAL INSPECTED
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