Glanzkohlenstoffbildung bei Gusseisen mit Lamellengraphit

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GP 10/2013
Forschung
Eisengusswerkstoffe

Im Verlauf der Formfüllung zerfallen die Kohlenwasserstoffe, die von den Kunstharzbindern freigesetzt werden, auf der Schmelzeoberfläche des Gusseisens zu Kohlenstoff und Wasserstoff. Die Schicht aus pyrolithischem Kohlenstoff, die als Glanzkohlenstoff bekannt ist, entsteht wahrscheinlich auf den Oxiden FeO oder vielleicht SiO2, die sich zunächst auf der Schmelzeoberfläche bilden. Wenn die Formfüllung fortschreitet, wird die Kohlenstoffschicht zwischen der Schmelze und der Form gefangen, wobei ihre Steifigkeit die Lücken zwischen den Sandkörnern überbrückt und dadurch die Oberflächengüte des Abgusses verbessert. Später kommt es zum Entstehen des so genannten Luftspaltes als Folge der Schrumpfung des Gussstückes und der Aufweitung des Formhohlraums, wobei sich eine sauerstofffreie Umgebung bildet, in der der Zerfall der Formgase nicht länger an einem ebenen Untergrund stattfindet und die Abscheidungen stattdessen in Faserform wachsen. Dieser Fasergraphit füllt die Spalte und die Lücken zwischen den Sandkörnern, so dass die Schicht aus Glanzkohlenstoff fest an der Sandform haftet. Die Entstehung einer ebenen Glanzkohlenstoffschicht in Verbindung mit der Oxidschicht auf der Oberfläche der Schmelze und das Faserwachstum in Abwesenheit von Sauerstoff kann als ein Wachstum aus der Gasphase betrachtet werden, das dem Wachstum des Graphits im Gusseisen während der Erstarrung entspricht und zwar (1) den Graphitlamellen auf Oxid-Doppelfilmen und (2) dem wurmähnlichen Wachstum in Gusseisen mit Vermiculargraphit, wo die ebenen Oxidlagen durch die Behandlung mit Magnesium beseitigt worden sind. Lustrous Carbon on Gray Iron
During the filling of a mold, the hydrocarbons released from resin binders decompose on the liquid surface of cast irons, releasing carbon and hydrogen. The layer of pyrolytic type of carbon known as lustrous carbon seems likely to form on the oxides, FeO or SiO2, which form initially on the melt surface. As the melt advances, the carbon layer is trapped between the melt and the mold, its rigidity assisting to bridge sand grains and thus improve the surface finish of the casting. Later the opening of the so-called ‘air gap,’ because of casting contraction and mold expansion, creates an oxygen-free environment in which the decomposition of the mold gases no longer has a planar substrate and can grow as a fiber. The fibrous graphite fills the gap and fills spaces between grains, causing the lustrous carbon layer to ad here to the sand mold. The planar lustrous carbon layer, in association with the oxide layer on the melt surface and the fibrous growth in the absence of oxygen, is seen to be the vapor phase growth equivalent of the solidification growth of: (1) graphite flakes on oxide bifilms and (2) the worm-like growth of compacted graphite irons in which planar oxide substrates have been eliminated by the addition of Mg. Rubrik: TECHNIK

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