ASK Chemicals: Vermeidung von Chunky-Graphit durch SMW-Formling™

Die Herstellung von hochbeanspruchten Gussteilen aus Gusseisen mit Kugelgraphit ist eine besondere Herausforderung für Gießereien, da sie u. a. hohe Anforderungen an die verwendete Impftechnik und Impfmittel stellt. Für die erfolgreiche Produktion der Gussteile ist der Einsatz von reinen Einsatzstoffen in der Gattierung unerlässlich. Das eingesetzte Roheisen, der Stahlschrott oder die Kreislaufmaterialien dürfen keine störenden Begleitelemente aufweisen. In der Konsequenz sind die Kontrolle von schädlichen Spurenelementen in den Ausgangsmaterialien, den Magnesiumbehandlungsmitteln und in den Impfmitteln sowie die Abstimmung der chemischen Zusammensetzungen wichtige Voraussetzungen zur Vermeidung von Graphitentartungen wie Chunky-Graphit.

ASK Chemicals Metallurgy GmbH ist es nun mit der Entwicklung des SMW-Formling™ gelungen, ein Impfmittel zu entwickeln, das den Gießereien bei der Produktion und Entwicklung qualitativ besserer und dickwandigerer Gussteile aus Gusseisen mit Kugelgraphit einen entscheidenden Verfahrensvorteil verschafft.

Dabei zeichnen sich die Formimpfmittel SMW-Formling™ durch eine Vielzahl von Vorteilen aus. Die Formimpfung mit dem auf Cer und Wismut basierenden SMW-Formling™ vermeidet Chunky-Graphit, indem Störelemente neutralisiert werden. Ein weiterer Vorteil des Impfprozesses ist, dass dieser unter Ausschluss von Sauerstoff stattfindet. Somit werden die Oxid- und Sulfidbildung sowie oxidische Verunreinigungen wie Schlacken minimiert. Die Gaphitentartungen werden durch die zeitlich sehr späte Impfung des Eisens verhindert. Dieser Prozess sorgt für eine optimale gleichmäßige Impfung des ganzen Gussteiles während der Formfüllung. Die Graphitkugelzahl kann bis auf 400 Kugeln pro mm2 erhöht sowie die Kugelgröße reduziert werden. Die mechanischen Eigenschaften, z. B. Festigkeit und Zähigkeit, werden in Abhängigkeit der Wanddicke optimiert. Weitere Verfahrensvorteile des Formimpfmittels SMW-Formling™ liegen in der exakten Berechenbarkeit der benötigten Dosis. Der Einsatz eines zusätzlichen Gießstrahlimpfgerätes entfällt.

Anwendung des SMW-Formling™

Der SMW-Formling™ kann in Abhängigkeit des Gehaltes an Störelementen eingesetzt werden. Die Zugabemenge wird dabei mit bis zu 0,2 % empfohlen. Bei einem geringeren Einfluss von Störelementen ist die Kombination mit dem bereits etablierten Formimpfmittel Germalloy™ zu empfehlen. Das Verhältnis kann bei einer Impfmittelzugabe von 0,20 % in Abhängigkeit vom Gehalt an Störelementen sowie aus bauteilabhängigen Gründen z. B. 0,10 % SMW-Formling™ und 0,10 % Germalloy™, betragen. Alle bisher bekannten P-Formlinge, P 300 bis P 30, sind ebenfalls als SMW-Formling™ erhältlich (Bild 1).

Der Einsatz des SMW-Formling™ kann sowohl in Kombination mit einem Vorkonditionierungsmittel, z. B. VL (Ce) 2, als auch mit der Anwendung einer cerfreien bzw. cerarmen FeSiMg-Vorlegierung, z. B. VL 63 O oder VL 63 M 3, erfolgen. Um eine effektive und zeitnahe Impfung zu erreichen, sollten in jedem Fall kleine Formimpfkörper als „Starter“, z. B. P 300, P 500 bzw. P 800, mit in das Gießbassin installiert werden. So wird sichergestellt, dass das zuerst einfließende Gusseisen, welches in der Nähe von Speisern erstarrt sein kann, keinen Chunky-Graphit aufweist und der Impfeffekt von Beginn der Formfüllung an erfolgt.

Neben den qualitativen Aspekten sprechen auch ökonomische Gründe für den Einsatz dieser Formimpfmittel, so Dr. Sven Uebrick, globaler Produktmanager ASK Chemicals Metallurgy. Diese Wirkungen wurden in umfassenden Tests der ASK Chemicals Metallurgy GmbH ausführlich erprobt und in der Praxis nachgewiesen.

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