146735. lajstromszámú szabadalom • Eljárás öntöttvaskokillák előállítására

0 Megjelent: 1960. április 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.735 SZÁM 18. c. 12—25. OSZTÁLY — CE—289. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Eljárás öntöttvaskokillák előállítására Bejelentő: Csepeli Vas- és Acélöntödék, Budapest A bejelentő által megnevezett feltaláló: Cseh Miklós. A bejelentés napja: 1957. augusztus 30. A fémek öntésére szolgáló öntöttvaskokilMk legfontosabb követelménye, hogy hosszú ideig üzemképesek maradjanak. Ide sorolhatók az acélművekben használatos tuskókokilák, azonkívül az öntvények (öntöttvas, acél, színesfém, könnyűfém) készítésére szolgáló kókülák, valamint az egyéb kohászati célokra (kohóalucmíniuan, kohóréz, tömbösítés, stb.) szolgáló kokiliák. A tartósságot főképpen az öntvények hálósodása korlátozza, emiatt a felület tönkre megy és a kokiHát ki kell selejtezni. A használat végső szakaszában a hálósodás .mentén durvább repedések keletkeznek és a felület kitöredezik. A hálósodás oka az öntöttvas duzzadása, ezt pedig főképpen a cemientitbomlással járó tárfogatnövekedés okozza. Az ismétlődő hőigénybevétel során a ritkán előforduló primer cementit is bomolhat,' főképpen azonban a perli tben levő cementit bomlása okozza a térfogatnövekedést. A duzzadás akadályozására tehát a perlit ibomlását kell késleltetni, vagy megszüntetni. Minthogy a perlit bomlása diffúzió útján történik, annál jobban akadályozhatjuk ezt a folyamatot, minél finomabb a szövetszerkezet (a grafit és perlit egyránt). Erősen karbidstabilizáló elemek {króm, mangán, stb.) adagolásával nem ajánlatos a perlitet stabilizálni, mert ezek a kokiliák repedését idézhetik elő, azonkívül kedvezőtlenül befolyásolják az egyéb termikus tulajdonságokat. Az irodalomból ismeretes, hogy az öntöttvasba ötvözött nitrogén a cementitet stabilizálja, mégpedig a perlitben levő cementitet erősefbb mértékben, mint a primer cementitet. Azonkívül finomítja a grafitot és a perlitet, ami egyaránt kedvező a bomlás akadályozására. Fentiek alapján kézenfekvő, hogy a kokiliák anyagába nitrogént ötvözve, azok tartóssága megjavul, minthogy ez késtelteti a perlit bomlását és ezáltal a duzzadást. Természetesen nem szabad annyi nitrogént adagolni, hogy már primer cementit is előforduljon, mert az a kokillára káros. A nitrogén karbidképző hatása miatt az öntöttvas összetételét szükség esetén módosítani kell, hogy az egyébként kívánatos perlit-ferrites szövetszerkezet létrejöjjön (a Si-tartalmat 0,2—0,4%-kal meg kell növelni). Az öntöttvas nitrogéntartalma gázalakú nitrogénnel nem növelhető, azt oda elemi állapotban („in statu nascendi") kell bejuttatni, amire különféle nitrogént tartalmazó vegyületek alkalmasak (ciánsók, ammóniumsók, ammóniagáz, nitrátok, eiánamidok, stb.), amelyek a folyékony vas hőmérsékletén elbomlanak. Erre alkalmasak különféle fém-nitrogénvegyületek (fémnitridek: vasnitrid, krómnitrid) is. A fenti sók vagy vegyületek vasba való juttatásának módja igen különféle lehet és azt az üzemi adottságoknak megfelelően lehet megválasztani. Eljárhatunk oly módon, hogy a szükséges hatóanyagokat az üstbe adagoljuk, a csapolás előtt vagy a csapolás köziben. Egy másik eredményes eljárás szerint a hatóanyagot fémből vagy keramikus anyagból készült merülőharangban merítjük a vassal tele üstbe vagy kemencébe. Ismeretes az az eljárás is, hogy az öntöttvas vegyi öszszetételének vagy tulajdonságainak megváltoztatására gáz segítségével injektálnak különféle anyagokat (kalciumkarbid, mészpor, stb.) az olvasztókemencében vagy a kemence előtétkemencéjéiben vagy az üstben levő folyékony vasiba. Ugyanez az eljárás a nitrogént leadó anyagokra is használható, a hordozó gáz ilyenkor nitrogén is lehet, amely azonban a nitrogénötvözés szempontjából közömbös, inert csak az elemi alakban levő nitrogén ötvözi a vasat. Még egyszerűbbé válik a megoldás, ha az előtétkemencében vagy az üstben levő vasba ammóniagázt fúvatunk; ebben az esetben szilárd vagy megolvadó sók használata teljesen elmaradhat, csupán a szükséges mennyiségben adagolt ammóniagázra — vagy egyéb, nitrogént tartalmazó gázra — van szükség. Az ammóniagáz más felhasználási módja szerint ammóniát kell adagolni a kúpoló fúvószélbe, amikor is a le-