165000. lajstromszámú szabadalom • Eljárás temperöntvények gyártására
3 165000 4 jék: ez nem könnyű feladat. Másrészt, adott nyers öntvény esetében az a célunk, hogy éppen annyi ideig tartsuk hőn az öntvényt, amíg a grafitosodás be nem fejeződik. (Az izzítás hőmérsékletét üzemi adottságok szabják meg, ezt gyakorlatilag nem nagyon változtathatjuk). — Ha az izzítást hamarabb félbeszakítjuk, akkor a szövetben visszamaradó karbidok miatt vagy újra kell hőkezelni az öntvényeket, vagy pedig selejtté válnak. A túl hosszú ideig tartó izzítás ezzel szemben feleslegesen köti le az izzítóberendezések kapacitását, s indokolatlanul drágítja a gyártmányt. Súlyosbítja a problémát, hogy egy-egy adagon belül alig lehet különválasztani a jól és a rosszul hőkezelt darabokat. Akkor is az egész hőkezelési adagot érinti tehát a hiba, amikor ténylegesen a daraboknak csak egy része nem felel meg a követelményeknek. A szükséges izzítási időket az üzemek a sok éves tapasztalat alapján, becsléssel állapítják meg. Ellenőrzésre legfeljebb csak úgy van mód, hogy ^dónként kiemelnek egy-egy erre a célra a kemencében elhelyezett próbát, s ezen megállapítják, mennyire haladt előre a grafitosodás. Az ilyen ellenőrzés azonban mem megbízható. Először is, a próbák nem teljesen azonos körülmények között temperálódnak, mint a hasznos gyártmányok. Másrészt gyakorlatilag megoldhatatlan, hogy egyszerre csak egy-egy adagból származó öntvényt temperáljanak. Nincsen tehát arra biztosíték, hogy a próbák anyaga valamennyi, a kemencében levő darabra jellemző legyen. Említettük pedig, hogy ha a daraboknak csak egy része is elégtelenül temperálódik, ennek következményei a kemencében izzított egész gyártmány-mennyiségre kihatnak. ej Ismeretes, hogy a szokásosan meghatározott vegyi összetétel nem jellmezi elég egyértelműen a/ adag grafitosodási hajlamát, vagyis azt a körülményt, hogy az adagból készült öntvényeket az izzítás egyes lépcsőiben mennvi ideié kell hőntartani ahhoz, hogy a grafitosodás éppen végbemenjen. Knnek oka egyrészt az, hogv a gralitosodasra. azaz a karbidok stabilitására egy sor olyan elem is hat. mégpedig esetenként igen kis mennyiségben is, amelyet nem szokás - és üzemi körülmények között gyakran nem is lehet -elemezni. Másrészt azonban a grafitosodási hajlamot végső soron valamennyi, a vasban levő ötvöző- és szennyező elem együttesen szabja meg. Ezeknek az elemeknek az együttes hatása pedig nem feltétlenül additív, azaz nem számítható ki előre az egyes elemek külön-külön kifejtett hatásainak eavszen'i összenez-ése alapján. (Jellemző a mangán és a kén példája: Külön-külön mind a kél elem hataiozottan stabilizálja a karbidokat. Könnyen vegyülnek azonban egymással, s az öntöttvasban a vegyületként lekötött részük természetesen hatástalanná válik: együttesen akár a erafitosodást segítő ötvözőknek is látszhatnak). Az üzemeknek, nem marad más választása, mint hogy hallgatólagosan feltételezik az alapanyagok állandó minőségét, azaz a kísérő- és szennyező elemek mennyiségének változatlanságát, és a főbb ötvozőelemek mennyiségét igen szigorú összetételi határok között törekszenek mindig ugyanarra az értékre beállítani. Az ilyen gyártásmódban rejlő bizonytalanságok miatt az öntvény tulajdonságai ennek ellenére meglehetősen rendszertelenül szórnak. A temperóntvények anyagminőségét és műszaki előírásait egyébként az MSZ 8282-66 sz. magyar szabvány tartalmazza. A szabvány összesen 5-féle fekete, és 5-féle perlites tempervasat különböztet meg, kizárólag a mechanikai tulajdonságok alapján Veevi összetételt a szabvány nem ír elő, az erre vonatkozó technológiai előírások tehát az üzemek belső problémái. 5 A találmány egy eljárás temperöntvénveknek megolvasztással, öntéssel, valamint lágyítássartörténő gyártására. A megolvasztás és az öntés között, es/vagy a/ öntés és a lágyítás művelete ko/ött mintát veszünk. Ezt a mintát az anyag olvadásának kezdő hőmérsék-U letel 3... 215 C"-al megközelítő hőmérsékleten izzítjuk. A minta grafitosodásának befejeződéséig szükséges időtartamot fizikai módszerrel - például dilatométerrel, mágneses vagy metallográfiai eljárással - mérjük. Ezután a teljes adag üzemi hőmérsékleten 15 szükséges izzítási időtartamát egy önmagában ugyancsak ismert módszerrel, extrapolálással határozzuk meg: majd az olvadék összetételét és/vagy a lágyítás technológiai paramétereit az extrapolálás eredményének függvényében állítjuk be (visszaszabályozzuk) 2( A találmány jelentősége abban rejlik, hogy segítségével megvalósítható az általunk a garantált edzhetőségű acél analógiájára „garantált temperálhatóságú"-nak elnevezett nyers öntvények készítése, ami a fekete és értelemszerűen a perlites temperöntvé-25 nyék gyártását biztonságosabbá, az eddiginél gazdaságosabbá tudja tenni. Garantált temperálhatóságú öntvényen olyan ötvényt értünk, amely előirt gyártástechnológiai körülmények között (tehát meghatározott hőmérsékleten, meehatározott idő alatt) éppen 30 megbízhatóan grafitosodik. r*usztán a vegyi összetételnek szokásos, mégoly szúk határok közötti beállításával ezt a követelményt nem lehet megnyugtatóan biztosítani. Mielőtt példákon mutatnánk be a találmányunk 35 szerinti eljárás alkalmazását, megemlítjük, hogy a fehéren dermedt öntöttvas növekvő hőmérséklettel egyre gyorsabban grafitosodik. Egy a hőkezelhetőség szempontjából megfelelő öntöttvasadagon végzett konkrét méréseink eredménye az alábbi volt: Az izotermás grafitosító A télies gráf itositáshoi' izznas hőmérséklete, C szükséges időtartam 45 800 50 ó 850 26 ó 900 12ó3Cf 950 5Ó18' 1000 2 ó 36' (.,- 1050 - 40' T100 - 18' Ezekből az adatokból kiolvasható, hogy 900 C -on 55 vegzeti üzemi izzítás esetén a szóbaniorgo anyagoui készült nyers öntvényt legalább 12,5 órán át kell izzítani ahhoz, hogy benne minden eutektikus cementit grafitosodjék. Ha azonban a grafitosodást -mint a találmányunk szerinti eljárás esetében -50 nagyobb, például 1100 C°-on vizsgáljuk, ugyanez a grafitosodás 18 perc alatt végbemegy. A folyamatoknak ez a gyorsulása az oka annak, hogy a mérést az üzeminél nagyobb hőmérsékleten végezzük. A garantált temperálhatóságú öntvények gyártását gf valójában kétféleképpen lehet megvalósítani, amit az alábbi a találmányunk alkalmazását is érzékeltető, elvi jellegű példákon mutatunk be:
