Gusshaut bei Gusseisen mit Vermiculargraphit

- Teil I: Untersuchung und Bildungsmechanismus

Exklusiv
GP 05/2013
Forschung
Eisengusswerkstoffe

Das Ziel des vorliegenden ersten Teils einer zweiteiligen Veröff entlichung ist es, die Ausbildung der Gusshaut bei Gusseisen mit Vermiculargraphit GJV zu untersuchen und quantitative Angaben über die Wirkung einiger Variablen bei der Herstellung des Gussstückes wie Formsand, Wanddicke (Abkühlungsgeschwindigkeit), metallostatischen Druck und Strahlputzen zu gewinnen.
Es wurden zwei Schmelzen aus GJV durch Behandlung in der Pfanne erzeugt. Die Schmelze wurde in Formen aus Wasserglassand und Phenol-Urethan-Sand gegossen. Insgesamt wurden 78 Probegussstücke hergestellt. Die Wanddicken der Probeplatten waren 7,6 mm, 10,2 mm und 15,2 mm.
Die Untersuchung der Probegussstücke umfasste die Graphitausbildung (Nodularität), den Flächenanteil und Prozentanteil des Graphits, den Perlitgehalt sowie die mittlere Oberflächenrauheit. Es wurde festgestellt, dass die Nodularität unmittelbar an der Oberfläche sehr niedrig war, danach zunächst anstieg und dann wieder in Richtung Kern der Probeplatten zurückging. Zusätzlich nahm der Perlitanteil mit steigendem Abstand von der Oberfläche zu. Mithilfe dieser Werte wurde die Gusshaut defi niert. Bei den Versuchen wurden Gusshautdicken von 0,05 bis 0,39 mm gefunden.
Der Wasserglassand erzeugte eine höhere Oberflächenrauheit und eine dickere perlitische Zone als in den Formen aus Phenol-Urethan-Sand. Eine höhere Abkühlungsgeschwindigkeit förderte die Graphitverschlechterung. Die Gusshaut konnte durch Strahlputzen von 5 min Dauer beseitigt werden.
An einigen Proben wurden weitere Untersuchungen mithilfe von Farbätzungen durchgeführt. Das Spezialätzmittel ließ die Bereiche zwischen den Dendriten anhand der Siliziumseigerungen erkennen und erwies sich als ein nützliches Werkzeug zur Untersuchung der Gusshaut. The purpose of this Part I of a two-part paper is to study the morphology of the casting skin for compacted graphite (CG) iron and to quantify its value as a function of some casting variables, including molding sand, casting thickness (cooling rate), metallostatic height and shot blasting. Two CG iron heats were produced through the ladle treatment process. The iron was cast in sodium silicate and phenolic-urethane bonded sand molds. A total of 78 test castings were produced. The thickness of the cast test plate was 7.6 mm (0.3 in.), 10.2 mm (0.4 in.) and 15.2 mm (0.6in.).
The characterization performed on the test castings included graphite shape factors (nodularity), graphite area, percent of graphite and amount of pearlite, as well as the roughness average. It was found that after very low levels in the proximity of the surface the nodularity increases and then gradually decreases toward the center of the plate castings. In addition, the percentage pearlite increases with distance from the surface. These quantities were used to define the casting skin. Casting skins of 0.05 to 0.39 mm were observed in these experiments.
The sodium silicate bonded molding aggregate produced higher roughness and thicker pearlitic rim than the phenolic-urethane bonded sand molds. Faster cooling rate tends to encourage graphite degradation. Finally, removal of the casting skin through shot blasting was observed when shot blasting time for 5 min.
Selected samples were further examined using a color metallography technique. The special etching outlined the interdendritic regions through the segregation of silicon and was found to be a useful tool in the study of the casting skin. Rubrik: TECHNIK

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