179761. lajstromszámú szabadalom • Eljárás munkadarabok, főleg hőingadozásokkal szemben nagy ellenállóképességű kokillák öntésére
3 179761 4 olvadék nagy nitrogénfelvevő képességét érjük el, a nitrogén pedig a hőingadozásokkal szembeni tartós szilárdságot rendkívüli módon növeli. A nagy, 60—70 százalékos hulladékvas részaránnyal, valamint a nitrogénleadóként szereplő fizikailag kötött nitrogént tartalmazó cementálási grafit felhasználásával a fenti eljárás kifejezetten gazdaságosnak tekinthető. A találmány további jellemzője szerint célszerű, ha a magnak, illetve az öntőformának a nitrogénleadóként szereplő részeit olyan műgyanta-kötőanyagokból alakítjuk ki, amelyek 10—15 súlyszázalék kémiailag kötött nitrogént tartalmaznak, ez a nitrogén az olvadék beöntésekor a műgyanta-kötőanyag krakkolásával szabaddá válik és az olvadék, valamint az öntőforma érintkezési körzetében az olvadékkal ötvöződik, ahol 140— 190 milliomodrész végső nitrogéntartalmat érünk el, valamint ez a nitrogén részben komplex nitritként van jelen. 3 Ez az eljárás lehetővé teszi, hogy a munkadarabok, illetve az öntőformák hőingadozásokkal szembeni ellenállóképességét azokban a körzetekben növeljük, amelyekben a gyakorlatból, vagy megfontolásból ismert módon igen nagy hőfeszültségek lépnek fel. Hengerpersely öntőformája esetében például ez az öntőmag külső oldala lenne, amely nitrogénleadó anyagból van kialakítva. A beöntött olvadék hatására krakkolással szabaddá tett nitrogént az olvadéknak abba a részeibe veszi fel, amelyek a magot határolják. A szilárdulás után ott hőingadozásokkal szemben ellenálló réteg alakul ki, amint az hengerperselyek nagy darabszámú kiöntéséhez szükséges. Ezáltal egyszerű eszközökkel válik lehetővé, hogy a hőingadozással szembeni ellenállóképesség követelményéhez az öntőkokillákat a kívánt módon alakítsuk^i. W A találmány további jellemzője szerint célszerű, ha a nitrogénleadó mag belsejében acélcsőt helyezünk el, úgyhogy a műgyantával kötött mag 50—80 mm vastag legyen. Ez azzal az előnnyel jár, hogy a csupán 50—80 mm-es falvastagsága következtében a műgyantakötésű réteg csekély hőtehetetlenségével igen gyors felmelegedést érünk el, ami rendkívül nagy mennyiségű nitrogén szabaddá tételét segíti elő, amelyek hevítéskor a műgyanta krakkolásával válnak szabaddá. Ezek a nitrogének a szomszédos olvadékkal részben nitridek képződése mellett ötvöződnek. Ezzel érjük el, hogy az előre meghatározott körzetekben a hőingadozásokkal szembeni ellenállóképesség nő. A találmányt részletesebben hengerperselyhez való kokillák gyártása kapcsán ismertetjük. A kokilla gyártásához szükséges formát a mellékelt rajzon tüntettük fel. A rajzon tehát kokilla gyártásához való öntőformát hosszmetszetben tüntettünk fel.> Hengerperselyek kokilláínak kiöntésére való nyitott öntőforma formából áll, amely" hideggyanta-eljárással fenolgyanta kötőanyag alkalmazása mellett készült, úgy, mint'a hideggyanta-eljárásoknál a nitrogénben gazdag furángyantával előállított magok. Önmagában ismert módon 1 mag és 2 forma G üregű öntőformává van összeépítve. Ennél a gyors töltéshez és az egyenletes formafelmelegedéshez, valamint a mag kötőanyagok gázosításához 3 beöntőnyílás közvetlenül 4 adagolóban ék alakúan van elrendezve. 5 feszítőmagok (hat darab) a kokillák fenékfelületének nitrogénben való erősebb gazdagodására — a 4 adagoló alatt —, valamint annak könnyebb elválasztására szolgálnak. » A felületi öntéshibák elkerülése céljából az 1 mag vékony bevonattal (ásványi anyagok) van ellátva, amely a maganyag teljes pórustérfogatát azonban nem zárja le. A 2 öntőforma 'ezzel szemben vastag bevonattal van ellátva, úgyhogy a pórustérfogat teljesen le van zárva, amivel jó szigetelést érünk el. Az olvadék előállításáig hálózati frekvenciás tégelykemencét alkalmaztunk savas béléssel. A kemencébe 65% ócskavasat, 27% hordozóanyagot, 2,0% szilíciumkarbidot és 3% felszenítési grafitot 1200— 1700 milliomodrész nitrogén tartalommal adagoltunk. A felszenítési grafit fennmaradó mennyiségét (kb.. l/4*ét) a ferrokrómmal (0,7 súlyszázalék), ferromolibdénnel (1,9 súlyszázalék) és ferrovanádiummal (0,4 súlyszázalék), 0,1 súlyszázalék ferronióbbal együtt az olvadéknak 1700 K-ról 1800 K-rí való túlhevítése közben adagolunk, úgyhogy reprodukálhatóan nagy "és egyenletes nitrogéntartalmat érjünk el az olvadékban. » Az oltás 0,25—0,35 súlyszázalék felszenítési grafittal, az öntőüstbe irányuló csapolónyílásnál történik. Az 1. és 2. táblázatpkban megadott értékek kokilla belső és külső szakaszának adagolószegmenseiből származnak és a találmány kiviteli példáit magyarázzák. A kémiai összetételnél a J00%-ra kiegészítő rész természetesen vas. A határfelületi reakciók, a lehűlési és dermedési sebesség, valamint a kiválasztási és dúsulási folyamatok alapján a belső zónában nagy nitrogéntartalom jön létre, amely közelítőleg centiméterenként 10 milliomod résszel a külső zóna irányában csökken. A nitrogéntartalom és az ötvözőelemek a belső zónában szabálytalan karbid és nitrid eloszlást eredményez, amely mintegy 20—40% felületarányt tesz ki. A grafitmennyiséget csökkentjük és a kialakulást finomítjuk. A 4 minta mutatja az öívözőelemek eloszlását hagyományos gyártási eljárásnál. A bels(j és külső zóna különösen a nitrogén eloszlására tekintettel nem mutat semmiféle számottevő különbséget. A szerkezetet és a tulajdonságokat a falvastagságtól és ezzel együtt az igénybevételektől függően messzemenően befolyásoljuk. A kokilla belső zónájában a szokásos hematit öntöttvasakhoz hasonlítvai igen magas szilárdsági tulajdonságokat kapunk, ami a hőingadozásokkal szembeni ellenállóképesség szempontjából döntő jelentőségű. A külső zónában a nagyobb grafitmennyiség és a perlites alapanyagban csekélyebb karbid és nitrit felületrészarány alapján jó hővezetési képességet érünk el. A tulajdonságok ilyen variációjával a hőlökések és hőfáradási repedések keletkezése kiküszöbölhető. A találmány szerinti kokillák 700—1400 közötti kiöntésszámig használhatók a meglevő Igénybevételeknél, szemben a hagyományos módszerekkel gyártott kokillákkal, amelyek csak 200—500 kiöntést tesznek lehetővé. 5f 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
