Schmelzebehandlung bei Gusseisen Vortrag zur Monatsversammlung Deutscher Formermeisterbund e.v. OV Isselburg-Bocholt Wolfgang Troschel

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1 Schmelzebehandlung bei Gusseisen Vortrag zur Monatsversammlung Deutscher Formermeisterbund e.v. OV Isselburg-Bocholt Wolfgang Troschel 1

2 Themenübersicht - Chemische Analyse - Mg-Behandlung - Impfen Worauf kommt es an? 2

3 3 Einführung

4 Chemische Analyse Sättigungsgrad Sc = % C / ( 4,3 % Si/ 3 % P/ 3) Kohlenstoffäquivalent CE = % C + % Si/ 3 + % P/ 3 4

5 5 Chemische Analyse

6 6 Chemische Analyse

7 Chemische Analyse 0,1 Sc entspricht ca. 80 N/ mm² Rm 7

8 8 Chemische Analyse

9 9 Chemische Analyse

10 Chemische Analyse 0,01 Sc ca. 4,4 C Tliquidus ca. 0,044 % C 10 Praktisch: 0,87 0,92 Sc ca. 6 x 0,044 % C = 0,26 % C Das wäre z.b. von 3,20 bis 3,46 % C Dazu kommt die Streuung bei % Si Also bleibt real für C ca. 3,20 3,38 % Das ist anspruchsvoll.

11 Chemische Analyse 0,01 Sc ca. 4,4 C Tliquidus ca. 0,044 % C Deshalb sollte der Sc besser mit drei Nachkommastellen angeben werden: also z.b. 0,870 bis 0,920 11

12 Was muss der Schmelzer also von seiner Arbeit wissen? Penibel und genau arbeiten. 12 Von nichts kommt nichts! oder: Alles hat seine Auswirkung! Und: Viel hilft nicht immer viel!

13 Magnesiumbehandlung Warum überhaupt Magnesiumbehandlung? 13

14 spröde duktil Magnesiumbehandlung Werkstoffeigenschaften: GJL GJS HB Rm Rp0,2 keine A5 keine

15 Magnesiumbehandlung Wie erreicht man die Kugelbildung? Durch niedrige Gehalte an S und O. 15

16 Magnesiumbehandlung Wie macht man das? Abbau von S und O Mg bildet MgS und MgO -> werden als Schlacke entfernt 16

17 Magnesiumbehandlung Mg hat einen - Schmelzpunkt von 650 C - Siedepunkt von 1107 C Bei flüssigem Eisen mit 1500 C hat das Mg einen Dampfdruck von mehreren bar!!! Das gibt ein schönes Feuerwerk. 17

18 Magnesiumbehandlung Mg-Träger: Rein-Mg FeSiMg 5-10 Nodulant NiMg Fülldraht 18 (FeSiMg 30)

19 Magnesiumbehandlung Mg-Träger: Rein-Mg FeSiMg 5-10 Nodulant NiMg Fülldraht Verfahren: +GF+ Konverter Überschütten, diverse Überschütten, diverse Einwerfen Einspulen 19 (FeSiMg 30 Tauchen)

20 Magnesiumbehandlung Nodulant Si-frei < ca. 5 % 20

21 Magnesiumausbeute % Magnesiumbehandlung Schematisch, abhängig vom Behandlungsverfahren 60 gute Bedingungen schlechte Bedingungen Behandlungstemperatur 1500 C

22 Magnesiumbehandlung Einfluss des Abstichgewichts: Wie genau wollen wir es haben? 1000 kg +-..?? 22

23 Magnesiumbehandlung Einfluss des Abstichgewichts: Wie genau wollen wir es haben? 1000 kg +-..?? Wie genau können wir es bekommen? 1000 kg +-..?? 23

24 Magnesiumbehandlung Behandlungsgewicht 1000 kg 1,5 % VL mit 6 % Mg reales Eisengewicht Ausbeute 50 % Ausbeute 40 % 1050 kg 0,0429 % Mg 0,0343 % Mg 1000 kg 0,0450 % Mg 0,0350 % Mg 950 kg 0,0474 % Mg 0,0379 % Mg 24

25 Magnesiumbehandlung Worauf kommt es also an: - Pfanne muss auch für erste Behandlung heiß sein - Menge VL genau abwiegen - VL richtig einfüllen - Abdeckmaterial richtig einfüllen - Abstichtemperatur richtig einstellen - Abstichtemperatur konstant halten - Möglichst schnell die Behandlungspfanne füllen - 25

26 Was muss der Schmelzer also von seiner Arbeit wissen? Penibel und genau arbeiten. 26 Von nichts kommt nichts! oder: Alles hat seine Auswirkung! Und: Viel hilft nicht immer viel!

27 Ziele des Impfens Warum muss man überhaupt impfen? Oder: Was passiert, wenn man nicht impft? 27

28 Ziele des Impfens Ohne Impfung: - Bildung von Eisenkarbiden (Zementit/ Ledeburit). - Graphitausbildung nicht so, wie man es gerne hätte. 28

29 Ziele des Impfens Das ungeimpfte Gruselkabinett: 29

30 Ziele des Impfens Wie sieht also das ideale Zielgefüge aus: - karbidfrei % A-Graphit bzw. 100 % Form VI - Graphitgröße möglichst fein 30

31 C Ziele des Impfens Sekundäreffekte: - Lunkerneigung Grundgefüge Ferrit/ Perlit g ung

32 Impfwirksame Elemente Die impfwirksamen Elemente sind über das ganze Periodensystem verstreut. Die Impfmechanismen im einzelnen werden hier nicht diskutiert, darüber gibt es meterweise Literatur. 32

33 Impfwirksame Elemente 33

34 Impfwirksame Elemente Grobe Einteilung schwach impfende Elemente: mittel impfende Elemente: stark impfende Elemente: C Si Ca Ba SE Sr Zr Al Bi 34

35 Typen von Impfmitteln Übliche Impfmittel - sind Legierungen auf Basis FeSi enthalten immer ca 1 2 % Ca bzw. Al - es gibt auch Gemische auf Basis Graphit plus Zuschläge - einfache mit Ba oder Sr oder Zr oder Al - kombinierte Sr + Zr Mn + Zr Mn + Zr + Ba Bi + SE - behandelte nach Geheimrezepten der jeweiligen Hersteller 35

36 Impfmethoden Pfannenimpfung Gießstrahlimpfung Formimpfung Doppel-/ Dreifachimpfung Drahtimpfung Je mehr desto teuer! Viel hilft viel stimmt nicht immer. 36

37 C Bestimmen der Impfwirkung Gießkeil Abkühlkurven Feiltest Gussteiluntersuchungen (Gefüge, mech. Eigenschaften, Dichtheit) 37 Schliff (Probekörper, Gußteil)

38 Was muss der Schmelzer also von seiner Arbeit wissen? Penibel und genau arbeiten. 38 Von nichts kommt nichts! oder: Alles hat seine Auswirkung! Und: Viel hilft nicht immer viel!

39 Praxis Grauguß Abklingen 39

40 % A-Graphit Praxis Grauguß A-Graphit/ D-Graphit GGL D-Graphit TEU

41 Praxis Grauguß A-Graphit/ D-Graphit Arbeitshypothese: Es kommt nicht nur auf das richtige Impfmittel an, sondern auch darauf, was das Eisen hergeben kann.?? 41 Wer keinen D-Graphit hat, ist glücklich, wer welchen hat muss bis hin zu Gattierung und Einsatzstoffen experimentieren, um ein besser animpfbares Eisen zu erzeugen.

42 Praxis Grauguß andere Graphitausbildungen Sonstige Graphitausbildungen wie B- E- Graphit etc. lassen sich nicht über Abkühlkurven erfassen und nicht über Impfmittel steuern bzw. unterdrücken. Einfluss von Spurenelementen, Schmelztechnik, Einsatzstoffen etc. 42

43 Praxis Grauguß Festigkeit 43

44 Praxis Sphäroguss Karbidbildung 44

45 Praxis Sphäroguss Kugelanzahl 45

46 Praxis Sphäroguss Graphitfläche 46

47 Praxis Sphäroguss Perlit/ Ferrit 47

48 Grenzen der Impftechnik Manche Dinge kann man nicht einfach wegimpfen z.b. Phosphideutektikum Und: es kommt neben dem Impfmittel auf die Animpfbarkeit des Eisens an. Die kann sehr unterschiedlich sein. 48

49 Ausblick Das beste Impfmittel gibt es nicht. Im Einzelfall hilft nur gesonderte und detaillierte Betrachtung und Experiment. Der Unterschied zwischen Theorie und Praxis ist in der Praxis größer als in der Theorie. (Zitat: Internet) 49

50 Was muss der Schmelzer also von seiner Arbeit wissen? Penibel und genau arbeiten. 50 Von nichts kommt nichts! oder: Alles hat seine Auswirkung! Und: Viel hilft nicht immer viel!

51 Feuer frei für Fragen und Antworten Glückauf! 51