Fachartikel

Werkstoff- und fertigungstechnische Grundlagen der Herstellung und Anwendung von hoch siliziumhaltigem Gusseisen mit Kugelgraphit (2)
Von Herbert Löblich und Wolfram Stets, Düsseldorf

Teil 2: Impftechnologie, Abweichungen in der Graphitform, Bearbeitbarkeit

Voraussetzung für maximale mechanische Eigenschaften sind optimale Graphitkugelformen, die mit Impftechnologien der Schmelze, die auf den Siliziumgehalt und die maximale Erstarrungszeit abgestimmt sind, erreicht werden können.

Die Graphitformabweichungen in siliziumlegiertem Gusseisen mit Kugelgraphit unterscheiden sich in der Struktur vom Chunky-Graphit.
Bild: Die Graphitformabweichungen in siliziumlegiertem Gusseisen mit Kugelgraphit unterscheiden sich in der Struktur vom Chunky-Graphit. Foto: IfG

Ein wesentlicher Vorteil der mischkristallverfestigten Werkstoffe ist, dass sie sich im Vergleich zu den ferritisch/perlitischen GJS-Werkstoffsorten bei gleichen Festigkeiten durch geringeren Werkzeugverschleiß kostengünstiger mechanisch bearbeiten lassen. Die Werkzeugstandzeit ist bei den ferritischen Werkstoffsorten EN-GJS-500-14 und EN-GJS-600-10 gegenüber den konventionellen ferritisch/perlitischen Werkstoffen um etwa 50 bis    60 % länger. Für den Bearbeiter der ferritischen mischkristallverfestigten Werkstoffsorten kann abgeleitet werden, dass sich bei gleichen Schnittgeschwindigkeiten die Intervalle zwischen den Werkzeugwechseln im Vergleich zu der Bearbeitung der ferritischen/perlitischen Werkstoffe verlängern und die Maschinenauslastung damit besser wird.
Die durch Silizium mischkristallverfestigten Werkstoffsorten bieten das Potenzial, auch kostengünstigere, niedriglegierte Schrotte im metallischen Einsatz zu verwenden, ohne dass Perlit oder Karbide im Gefüge auftreten. Voraussetzungen für optimale Graphitkugelformen und damit optimale mechanische Eigenschaften sind Impftechnologien, die auf den Siliziumgehalt und die maximale Erstarrungszeit abgestimmt sind. Die Herstellung von Gussstücken hinsichtlich der Werkstoffeigenschaften und der Herstell- und Bearbeitungskosten kann optimiert werden. Eine Optimierung bedeutet Umsetzung der günstigeren mechanischen Eigenschaften, entweder in geringere Wanddicken (Leichtbauweise) oder höhere Belastung der Gussteile ohne geometrische Änderungen.

Dr.-Ing. Herbert Löblich und Dr.-Ing. Wolfram Stets, Institut für Gießereitechnik gGmbH (IfG), Düsseldorf


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