DE896658C

DE896658C - Stahl fuer Stahlschrot zur Metallbearbeitung

Info

Publication number: DE896658C
Application number: DEA4697A
Authority: DE
Inventors: Thomas J Hutchinson Jun
Original assignee: Wheelabrator Corp
Current assignee: Wheelabrator Corp
Priority date: 1949-10-14
Filing date: 1950-10-13
Publication date: 1953-11-12

Description

Stahl für Stahlschrot ,zur Metallbearbeitung Die Erfindung betrifft Metallschrat oder -kügelchen für die Schrotstahlreinigung, -hämmerung, -po@litur und ähnliche Verwendungszwecke bei der Metallbearbeitung.
Bisher war man nicht imstande, Stahlschrot auf wirtschaftlicher Basis herzustellen, obwohl dies für Gußeisenschrot seit vielen. Jahren möglich ist und solcher weitgehend verwendet wird. Infolge seiner höheren Gießtemperatur und höheren Viskosität, aber auch infolge der Gegenwart verschiedener Legierungsbestandteile ergeben sich beim Stahl beträchtlich größere Schwierigkeiten, wenn man versucht, das geschmolzene Metall-nach den üblichen Verfahren in Schrot aufzulösen. Diese üblichen Verfahren bestehen darin, daß ein Strom von geschmolzenem Metall einem Flüssigkeitsstrahl ausgesetzt wird, in der Regel einem Wasserstrahl, durch welchen das geschmolzene Metall in kleine flüssige Kügelchen aufgelöst wird. Diese werden in einem Wasserbad als feste Kügelchen aufgefangen.
Die große Schwierigkeit bei der Verwendung von Stahl liegt in der Herstellung von gutem, brauchbarem Schrot. Guter brauchbarer Schrot weist folgende Eigenschaften auf: Er ist rund, massiv, besitzt richtige Mikrostruktur, hat keine Risse und Spannungen, besitzt schließlich lange Lebensdauer und ist gut härtbar. Nicht einwandfreier Schrot kann einen: oder mehrere der nachstehenden Mängel aufweisen.: er kann hohl oder zackig sein, er kann Löcher oder Risse aufweisen, er kann nicht richtig härtbar sein oder nicht die entsprechende Mikrostruktur oder Festigkeit gegenüber Bruch infolge Schlägen und Alterung aufweisen.
Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten durch Verwendung von Stahllegierungen bestimmter Zusammensetzung; welche das Trennverfahren durchmachen. können -und trotzdem die richtigen Eigenschaften. im Endprodukt erzielen lassen. Diese Legierungen gewährleisten nicht nur einen Schrot von guter Rundheit und Massivität, sondern zeichnen sich auch durch Fehlen von Löchern, Rissen und Spannungen aus. In der folgenden Tabelle A ist die Mindestzahl von Bestandteilen. angegeben, die zur Erzielung der besagten Kennzeichen notwendig sind. Sie enthält sowohl die grundlegenden Legierungsbestandteile als auch deren Gewichtsprozente.

TabelleA

Kohlenstoff ......... 0,1o bis i,700/0

Silizium ............ 0,3o bis i,oo%

Mangan ............ 0,3o bis 2,oöo/o

Eisen............... Rest

Zusätzlich zu diesen Bestandteilen können je nach den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes andere Elemente zugesetzt werden, beispielsweise Chrom bis 5 %; Molybdän bis 5 0/a; Vanadin bis 0,q.0/0, Nickel bis 2,5 % und Kupfer bis i 0/0.
Durch Versuch wurde festgestellt, daß für die Mengen der Legierungsbestandteile gewisse Grenzen bestehen. Guter Stahlschrot ist stark vom richtigen Siliziumgehalt abhängig. Wenn beispielsweise der Siliziumgehalt im Metall im Zeitpunkt, wo dieses zwecks Trennung gegossen wird; über 1% liegt, sind die nach der Trennung gebildeten Teilchen gern zackig. Tatsächlich ließ sich eine befriedigende Rundheit, außer durch Gießen bei außergewöhnlich hohen Temperaturen, bei einem Siliziumgehalt von über o,8o/a nicht erreichen. Zusätzliches Silizium reduziert den Flüssigkeitszustand und die Oberflächenspannung, so daß der Stahl sich nicht zu einem runden Kügelchen zusammenzieht. Andererseits ergab bei den Versuchen ein Siliziumgehalt unter 0,3% zwar runde, jedoch hohle Kügelchen, dies ungeachtet der Zusatzmenge der anderen verwendeten Legierungsbestandteile oder Desoxydationsmittel.
Der Kohlenstoffgehalt ist bei der Herstellung von rundem, massivem Material ebenfalls wirksam. Kohlenstoff erhöht die Siliziumtoleranzen. Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto höher ist,der bei einer bestimmten Temperatur erzielbare Flüssigkeitszustand. Allgemein kann gesagt werden, daß bei höherem Kohlenstoffgehalt niedrigere Gießtemperaturen notwendig sind, während der Siliziumgehalt größer gewählt werden kann, und trotzdem runde Stahlkügelchen erhalten werden.
Im folgenden sollen einige spezifische Beispiele von Legierungen gemäß der Erfindung angeführt werden. Diese Legierungen sollen nach ihrem Kohlenstoffanteil als hoch- und mittelwertig bezeichnet werden. Dabei soll unter hochwertig ein Stahlschrot 'von 1,2 bis 1,7% Kohlenstoff und unter mittelwertig ein Stahlschrot von 0,3 bis 1,2% Kohlenstoff verstanden werden.

In den folgenden Beispielen bedeutet der Eisenrest im wesentlichen ausschließlich Eisen -mit den üblichen Unreinigkeiten in normalen Mengen. Beispiel i Schrot mit hohem Kohlenstoffgehalt Versuche ergaben, daß guter Schrot mit den gewünschten Eigenschaften (Rundheit, Massivität, Riß- und Spannungsfreiheit und zweckmäßige Mikrostruktur) aus Stahl mit einem hohen. Kohlenstoffgehalt innerhalb der in Tabelle i gegebenen Grenzen hergestellt werden kann.

Ausführung Nr. i

Kohlenstoff .......... 1,2o bis 1,70ö/0

Silizium . . . , . . . . . . . . . 0,3o bis i,ooo/o

Mangan ............. 0,3o bis 1,50'0/0

Chrom .............. o bis o,6oa/o

Molybdän . . . ... . . . . . . . o bis i,6o%

Vanadin ............. o bis 0,3ö0/0

Kupfer . . . . . . . . . . . . . . o bis i,o0%

Nickel . . " . . . . . . . . . . . . o bis i,oo%

Eisen . . . . . . . . . . . . . . . Rest

In den folgenden Ausführungen Nr. 2; 3, q., 5 und 6 werden spezifische Beispiele für Stahlschrot gegeben, welche innerhalb der in Ausführung i gegebenen Grenzen liegen.

Ausführung Nr. 2

Kohlenstoff .................. 1,350%

Silizium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,500/0

Mangan ..................... 0,70'0/0

Chrom ...................... 0,350/0

Molybdän . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i,5ön/o

Vanadin ..................... 0,2o0/0

Eisen :...................... Rest

Ausführung Nr. 3

Kohlenstoff ................... i,5oo/0

Silizium ..................... 0,50%

Mangan ..................... 1,5o0/0

Eisen ....................... Rest

Ausführung Nr. q.

Kohlenstoff .................. 1,38%

Silizium ....... ...............0;920/0

Mangan ..................... 0,61%

Eisen ....................... Rest

Ausführung Nr. 5

Kohlenstoff .................. 1,630/ö

Silizium ..................... 0;65%

Mangan ..................... o,6q:o/o

Kupfer ...................... i,oo%

Eisen ......... ............ Rest

Ausführung Nr. 6

Kohlenstoff ......... ........ 1,32%

Silizium ...... .............. 0,870/0

Mangan .. ................. 0,87%

Nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,0o0/0

Eisen ....................... Rest

Als Beispiel möge angeführt werden, daß mit dem Stahl der spezifischen Ausführung Nr. 2 ein guter brauchbarer Schrot mit einer Rockwell-C-Härte 63 erzielt wurde.

Beispiel 2 Schrot mit mittlerem Kohlenstoffgehalt Es wurde auch Stahlschrot mit einem mittleren Kohlenstoffgehalt hergestellt. Die Zusammensetzung und die prozentualen Grenzen für dieses Material sind in Ausführung Nr. 7 angegeben.

Ausführung Nr. 7

Kohlenstoff .......... 0,3o bis i,2o%

Silizium ............. 0,3o bis i,oo%

Mangan ............. 0,4o bis 2,oo%

Nickel ............... o bis i,oo%

Eisen ............... Rest

Die Zusammensetzung in den Grenzen nach Ausführung Nr. 7 ergab brauchbares, rißfreies Material mit einem Rockwell-C-Härtebereich von 48 bis 65.

In den Ausführungen 8, 9 und io werden spezifische Beispiele von Stahlschrot gegeben, der in die durch Ausführung Nr. 7 gegebenen Grenzen fällt.

Ausführung Nr. 8

Kohlenstoff .................. i,oo%

Silizium ..................... 0,500/0

Mangan ..................... o,6o%

Nickel ...................... i,oo9/o

Eisen ....................... Rest

Ausführung Nr. 9

Kohlenstoff .................. 0,85%

Silizium ..................... 0,700/0

Mangan ..................... o,64'0/0

Eisen ....................... Rest

Die folgenden Grenzwerte der Zusammensetzung in der Ausführung Nr. io, die in die durch Ausführung Nr. 7 gegebenen Grenzen fallen, haben ausgezeichneten Schrot mit den besten allgemeinen Eigenschaften ergeben. Solcher Schrot weist einen Rockwell-C-Härtebereich von 48 bis 52 auf.

Ausführung Nr: io -

Kohlenstoff .......... 0,6o bis o,80o/o

Silizium .. .. ... ...... 0,4o bis o,6o'%

Mangan ............. 0,4o bis o,6o%

Eisen ............... Rest

Bei allen obenstehenden Ausführungen können die Kügelchen warmbehandelt werden, um Spannungen auszuschalten oder entsprechende Härte und Mikrostruktur zu schaffen. Die angegebenen Härtewerte sind nach solcher Warmbehandlung festgestellt worden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung eines Stahles aus o,9 bis i,7'o/o Kohlenstoff, 0,3 bis i0/0 Silizium, 0,3 bis 2% Mangan, Rest Eisen als Werkstoff für Stahlschrot zur Metallbearbeitung.
2. Die Verwendung des im Anspruch i genannten Stahles, der jedoch noch bis 5% Chrom, bis 5% Molybdän, bis 0,4% Vanadin, bis 2,5% Nickel, bis i % Kupfer einzeln oder zu mehreren enthält, für den Zweck nach Anspruch i.
3. Die Verwendung eines im Anspruch i genannten Stahles, der r,2 bis 1,7% Kohlenstoff, 0,3 bis i0/0 Silizium, 0,3 bis i,5o/o Mangan enthält, für den Zweck nach Anspruch i.
4. Die Verwendung eines im Anspruch i genannten Stahles, der o,6 bis o,8 % Kohlenstoff, 0,4 bis 0,6% Silizium, 0,4 bis 0,6% Mangan enthält, für den Zweck nach Anspruch i.