CH320020A - Verfahren zur Verhinderung der Randentkohlung von Gussstücken aus kohlenstoffhaltigen Legierungen - Google Patents

Description

  Verfahren zur Verhinderung der     Randentkohlung    von     Gussstücken     aus kohlenstoffhaltigen Legierungen    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur       Verhinderung    der     Randentkohlung    von     Guss-          stüeken.    aus kohlenstoffhaltigen Legierungen,  bei     welchem    der zur Herstellung der Giess  form verwendeten     keramisehen    Formmasse  ein der     Randentkohlung    entgegenwirkender       Seliutzstoff    beigemischt wird.

   Die     Erfindung     ist dadurch     gekennzeichnet,    dass als Schutz  stoff eine anorganische Verbindung verwendet  wird,     welehe    zur Zeit der Abkühlung des     Guss-          stüekes    bei     Formtemperaturen    oberhalb der  Brenntemperatur der Giessform ein der     Rand-          entkohlung    entgegenwirkendes     Sehutzgas    er  zeugt.  



       Keramisehe    Giessformen finden insbeson  dere bei der Herstellung von     Gtissstüeken    nach       dem        Präzisionsgiessverfahren    Anwendung, bei       welehetn    die Giessform mit Hilfe eines aas  schmelzbaren oder aasbrennbaren     Modelles    ge  bildet wird. Solche Formen werden in der  Regel heiss     abgegossen.    Die Formtemperatur  vor dem Eingiessen des     Metalles    kann zwischen  800 bis 1.000  liegen.

   Dienen solche Formen       zur        Heisstellung    von     Gussstüeken    aus kohlen  stoffhaltigen Legierungen, insbesondere aus  Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt, wird  die Randzone der     Gussstücke    während der       Abkühlung    in der Form in schädlichem Mass       entkohlt.    Dieser Vorgang beruht darauf, dass  Luft durch die Form diffundiert und mit  der Randzone des     Gussstückes    in     Berührung     kommt. Dabei kann ein Teil des in der Rand  zone befindlichen Kohlenstoffes verbrennen.

      Diese Gefahr tritt. in verstärktem Masse auf,  wenn     diekwandige    und komplizierte     Guss-          stüeke    hergestellt. werden, welche während des       Abkühlvorganges    verhältnismässig lange eine  Temperatur     oberhab    800  C aufweisen, was das  Ausmass der     Randentkohlung    vergrössert.  



  Sind solche     Gussstücke    mit     entkohlten          Randpartien    ohne vorherige mechanische Be  arbeitung der Oberfläche zu härten, muss die  Randzone vorher     aufgekohlt    werden; letzteres  ist aber mit folgenden Nachteilen verbunden:  Durch das Eindiffundieren des Kohlenstoffes  wird das Randgefüge     rekristallisiert.    Gegen  über dem nicht     rekristallisierten    Grundgefüge,  welches meistens sogar einen tieferen Kohlen  stoffgehalt aufweist, treten innere Spannun  gen auf, die sehr oft. zu Rissen führen.

   Ferner  ist die Festigkeit solcher     Gussstüeke    mit     auf-          gekohlter    Randzone gegenüber     dynamischen     Beanspruchungen vermindert.    Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfah  rens gelingt es, zur Zeit der Abkühlung des       Gussstückes    im Bereich des letzteren eine       Sehutzgasatmosphäre    aufrechtzuerhalten, wel  che die     Randentkohlung    praktisch verhindert.

    Die Schutzwirkung kommt so zustande, dass  der zur Herstellung der Giessform verwen  deten keramischen Formmasse ein Schlitzstoff  beigemischt wird, welcher bei Temperaturen  oberhalb der     Brenntemperatur    der Giessform  ein der     Randentkohlung    entgegenwirkendes  Schutzgas erzeugt, welches in der Form be-           findlichen    molekularen Sauerstoff vom ein  gegossenen Metall fernhält.  



  Das Verfahren nach der Erfindung wird  nachstehend beispielsweise an Hand der Her  stellung eines     Gussstückes    aus Stahl mit  hohem Kohlenstoffgehalt nach dem     Präzisions-          giessverfahren    beschrieben. Ein     ZV        achsmodell     des     herzustellenden        Gussstiickes    wird zusam  men mit einem geeigneten Wachsmodell des  Eingusses in eine keramische Formmasse ein  gebettet, welche ein geeignetes Bindemittel  enthält und welcher als Schutzstoff gegen die       Randentkohlung        Calciumkarbonat    beigemischt  wurde.

   Letzteres besitzt die Eigenschaft, bei  Temperaturen oberhalb von 900  C Kohlen  dioxyd abzuspalten. Die erhaltene Form wird  in den Brennofen verbracht, allenfalls nach  vorheriger Trocknung, und hier im Zeitraum  von einigen Stunden auf eine Brenntempera  tur von etwa 880 bis 900  C erhitzt. Dieser  Brennbehandlung vermag das     Calciumkarbo-          nat    ohne wesentliche Zersetzung zu wider  stehen.

   Unmittelbar nach dem Herausnehmen  der Form aus dem Ofen wird der flüssige  Stahl mit. einer Giesstemperatur von etwa  1500  C in die heisse Form eingegossen wo  durch zumindest die im Bereich des Giesshohl  raumes liegenden Teile der Form auf eine nur  wenig unterhalb der Giesstemperatur liegende  Temperatur erhitzt werden, bei welcher das       Calciumkarbonat    sich unter Abspaltung von  Kohlendioxyd zersetzt. Letzteres diffundiert in  die Poren der Form und vermag in dieser  befindlichen Sauerstoff v     om    Metall     wegzuver-          drängen,    bevor er mit dem Metall in Berüh  rung kommen und die schädliche     Randent-          kohlung    verursachen kann.  



  Nach dem beschriebenen Verfahren her  gestellte     Gussstücke    zeichnen sich durch voll  ständige Abwesenheit jeglicher     Randentkoh-          lung    aus. Nach dem Erstarren ausgeführte  Analysen von an der Oberfläche des     Guss-          st.ückes    entnommenen Materialproben ergaben  dieselben Kohlenstoffgehalte wie .für Mate  rialproben, welche dem Innern des     Gussstückes     entnommen wurden.  



  An Stelle des     Calciumkarbonates    können  auch andere Schutzstoffe verwendet werden,    welche ein neutrales, den Sauerstoff vom       Gussstiick    fernhaltendes Schutzgas erzeugen.  Hierzu eignen sieh besonders gewisse     Nitride,     wie z. B.     Chromnitrid.    Dieser Schutzstoff be  sitzt ebenfalls die Eigenschaft, dass er sich  beim Brennen der     keramischen    Formmasse  nicht zersetzt, jedoch bei Temperaturen im  Bereich der Giesstemperatur der     Randentkoh-          lung    entgegenwirkender     Stickstoff    erzeugt.  



  Schliesslieb können auch zwei oder mehrere  Schutzstoffe als     Mischung    dem Formstoff bei  gegeben     werden,    z. B. eine     Mischung    von Cal  ciumkarbonat und     Chromnitrid.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Verhinderung der Rand- entkohlung von Gussstücken aus kohlenstoff haltigen Legierungen, bei welchem der zur Herstellung der Giessform verwendeten kera mischen Formmasse ein der Randentkohlung entgegenwirkender Seluitzstoff beigemischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutz stoff eine anorganische Verbindung verwen det wird, welche zur Zeit der Abkühlung des Gussstückes bei Formtemperaturen oberhalb der Brenntemperatur der Giessform ein der Rundentkohlung entgegenwirkendes Schutzgas erzeugt. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Schutzstoff verwendet wird, welcher ein neutrales, den Sauerstoff vom CTussstück fernhaltendes Schutzgas erzeugt. ?. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet., da.ss als Schutzstoff ein Karbonat verwendet wird. 3. Verfahren nach LTnteransprueh 2, da durch gekennzeichnet, dass als Schutzstoff Caleiumkarbonat verwendet wird. 4. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass als Schutzstoff ein Nitrid verwendet wird. 5.

   Verfahren nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass als Schutzstoff Chromnitrid verwendet wird.