16 Auswahl von Impfmittel für Gusseisen mit Kugelgraphit - Elkem

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Auswahl von Impfmittel für Gusseisen mit Kugelgraphit (GGG)
Die sorgfältige Auswahl von Einsatzmaterialien und Kugelgraphitbildnern wird oftmals
durch die Anwendung eines falschen Impfmittels zunichte gemacht. Es sollten
Überlegungen zu diesem entscheidenden Prozess angestellt werden und dabei folgende
Punkte mit einbezogen werden:
• Art des verwendeten Kugelgraphitbildners. Rein-Mg-Prozesse wie das Tauchverfahren,
das Fülldrahtverfahren oder die Behandlung im Konverter verringern die
Anzahl der wirksamen Eigenkeime im Eisen und liefern somit ein schwer impfbares
Eisen. MgFeSi-Prozesse haben eine dem Eisen Kerne zufügende Netto-Wirkung.
Bezeichnenderweise ist bei der Verwendung von reinem Mg eine höhere Impfmittelzugabe
notwendig.
• Der Zeitraum zwischen Impfbehandlung und Abguss der letzten Form (bei großen
Gussteilen bis zur Erstarrung).
• Der Anteil an Cer Mischmetall im Kugelgraphitbildner (oder anderweitig zugegebenes
Cer MM). Cer MM neutralisiert einige Störelemente, die über den Stahlschrottanteil
der Charge eingetragen werden können. Gleichzeitig können diese Cer
MM aber auch impfwirksame Elemente des Impfmittels neutralisieren.
Beim Gusseisen mit Kugelgraphit ist eine höhere Impfmittelzugabe als beim Grauguss
notwendig, da das Magnesium, welches zur Kugelgraphitbehandlung zugegeben wurde,
karbidstabilisierende Eigenschaften hat.
Beim Grauguss werden die mechanischen Eigenschaften durch die Graphitlamellen
bestimmt, während beim Gusseisen mit Kugelgraphit die Matrix bestimmenden Einfluss
auf die Eigenschaften hat. Die Ausbildung von gleichmäßigen runden Graphitkugeln ist
daher von grundlegender Wichtigkeit, um die besten Eigenschaften zu erzielen.
Es gibt hauptsächlich vier Gruppen marktüblicher Impfmittel, alle auf Basis von Ferrosilizium
mit Zugaben an eigenschaftsverbessernden Elementen.
Folgende Elemente werden üblicherweise zugesetzt:
Element Betrachtungen
Kalzium Impf-Ferrosilizium-Legierungen enthalten bestimmte Gehalte an Kalzium und Aluminium. Bei
Ca
der Auswahl eines derartigen Impfmittels sollte der Al-Gehalt beachtet werden, da einige Sorten
mit Al-Gehalten > 3% geliefert werden, was zu ernsten Problemen mit Pinholes in den Gussteilen
führen kann. Qualitativ hochwertige Impf-FeSi-Legierungen gewährleisten in vielen Gussteilen
mit mittlerer Wandstärke eine zufriedenstellende Graphitkugelzahl und gute Gusseiseneigenschaften.
Barium Bariumhaltige Impfmittel sind besonders geeignet, wenn lange Abstehzeiten oder eine lange Erstarrungszeit
des Eisens prozessbedingt unumgänglich sind (z.B. aufgrund hoher Gussteilgewichte). Gesamt-
Ba
Bariumgehalte von über 3% im Impfmittel sind unnötig und bringen keinen weiteren Nutzen, können aber
zur Bildung von Schlacken führen.
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Element Betrachtungen
Strontium
Sr
Zirkonium
Zr
Impfmittel mit Strontiumgehalten dürfen nur unter bestimmten Bedingungen in Gusseisen mit Kugelgraphit
eingesetzt werden. Strontium gewährleistet eine sichere Unterdrückung von Weißeinstrahlung und eine
zufriedenstellende Graphitkugelzahl, wenn das Basiseisen mit Rein-Magnesium, Cer MM-freien
Prozessen oder mit üblichen FeSiMg-Vorlegierungen mit Cer MM-Gehalten < 1% behandelt wurde.
Höhere Gehalte an Cer MM neutralisieren die Eigenschaften von Strontium.
Dieses Element ist von sehr guter mittlerer Wirksamkeit und gewährleistet einen geringen Abklingeffekt.
Darüber hinaus hat Zirkon zusätzlich die positive Eigenschaft, Stickstoff, welcher z.B. durch
kernintensiven Guss oder Maskenformen in das System eingebracht wurde, zu unschädlichem ZrN2
abzubinden.
Weitere marktübliche Impfmittel enthalten eine Vielfalt von Elementen wie z.B. Cer MM,
Bismuth und Mangan. Einzelheiten zu deren Eigenschaften sollten von den entsprechenden
Anbietern angefordert werden.
Sämtliche oben genannten Legierungstypen sind von Elkem sowohl in Pfannen als auch
in Gießstrahlkörnungen verfügbar. Einzelheiten erfahren Sie von Ihrem lokalen Elkern-
Außendienstmitarbeiter.
Elkem stellt Ihnen gern weitere Informationen zur Verfügung, die Ihnen bei der Auswahl
des für Sie richtigen Impfmittels helfen.