Magnesiumbehandlung

Metallurgie

Allgemeine Bezeichnung für das Legieren von Gusseisenschmelzen mit Magnesium zur Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit. Die Bildung des Kugelgraphits ist nur in nahezu schwefelfreien Schmelzen möglich. Der Magnesiumzusatz ist umso höher, je höher der Schwefelgehalt im Eisen ist. Hierfür gilt folgende Beziehung:

mit

S - Schwefelgehalt im Eisen vor der Behandlung,
Mg' - angestrebter Magnesiumgehalt im Eisen.

Es wird im allgemeinen mit einem Magnesiumgehalt von 0,04 bis 0,06 % im gießfertigen Eisen gerechnet, um gute Kugelgraphitausbildung (hohe Nodularität) zu erreichen. Die Magnesiumausbeute liegt zwischen 25 bis 60 %, wobei in erster Näherung mit einer mittleren Ausbeute von 40 % gerechnet wird, sodass sich obige Formel wie folgt vereinfachen lässt:

Mg-Zusatz (%) = 2,5 (0,75 S + Mg')

Die Einteilung der Verfahren erfolgt einerseits nach dem verwendeten Behandlungsmittel und andererseits nach dem System, in dem die Magnesiumbehandlung stattfindet.

Das Einbringen des Magnesiums ist wegen seines hohen Dampfdruckes schwierig. hierzu werden Druckpfannen, in denen der Druck gleich oder höher als der Magnesiumdampfdruck eingestellt werden kann, verwendet. Auch Injektoren, die das Magnesium fest oder flüssig unter der Wirkung eines inerten Trägergases in die Eisenschmelze einschießen, sind bekannt.

Einfacher sind gewöhnliche Legierungsverfahren mithilfe von Magnesium-Vorlegierungen, bei denen der Magnesiumdampfdruck durch die Anwesenheit der anderen Legierungsbestandteile wesentlich gesenkt wird. Als Legierungsträger dienen Ferrosilizium, Kupfer und Nickel. Diese Vorlegierungen werden auf den Pfannenboden geworfen und mit flüssigem Eisen übergossen (Übergießverfahren) oder in eine Tasche im Pfannenboden eingelegt, mit Stahlblechabfällen bedeckt und dann übergossen (Sandwich-Verfahren) oder aber mit einer Tauchglocke eingebracht (Tauchverfahren).

Häufig wird das Fülldrahtinjektionsverfahren mit Verwendung eines Magnesiumbehandlungsdrahtes angewandt.

Breite technische Anwendung findet das Georg-Fischer-Konverterverfahren, bei dem nicht mit einer aufwendigen Vorlegierung, sondern mit gewöhnlichem Hüttenmagnesium gearbeitet wird. Im Behandlungsgefäß des Konverters ist eine von außen beschickbare Reaktionskammer eingebaut.

Weitere Sonderverfahren, ähnlich dem Sandwichverfahren, sind das Stützrand-Deckel-Verfahren, das Tundish-Cover-Verfahren und das Tea-Pot-Verfahren (Behandlungspfanne), das Einblasverfahren mittels eines inerten Trägergases, das Am-Co-Mag-Verfahren unter Verwendung von imprägniertem Koks als Behandlungsmittel, das Trigger-Verfahren, die Zuführung der Behandlungslegierung in den Gießstrahl (T-Nock-Verfahren), das  T.I.P.-Behandlungsverfahren sowie die kombinierte Magnesium- und Impfbehandlung unmittelbar in der Gießform (Inmold-Verfahren) oder im Durchlaufverfahren (Imconod-Verfahren, Flotret-Verfahren).

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