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Die bei hohen Si-Gehalten auftretende
Abweichung in der Graphitform hat ähnliche
Auswirkungen auf die mechanischen
Eigenschaften wie Chunky-Graphit (Tabelle
in Bild 8), die Bruchdehnung wird als
erste Größe vermindert.
Bei der Erarbeitung einer Impftechnologie
zur Einstellung des angestrebten
Werkstoffgefüges in Bezug auf Graphitkugelzahl
und -gestalt wurde festgestellt, dass
bei siliciumlegiertem EN-GJS ein optimales
Gefüge hinsichtlich der Kugelzahlen
und Kugelgestalt mit wismuthaltigem Impfmittel
erzielt wird. Ein Anstieg des Wismutgehalts
nach Zugabe des wismuthaltigen
Impfmittels im Eisen ist analytisch
nicht nachweisbar. Die Spurenelemente
werden im IfG grundsätzlich mit der
ICP-OES (Inductive Coupled Plasma-Optical
Emission Spectrometrie) nasschemisch
bestimmt. Beim Vergleich der Wirkungen
der chemischen Zusammensetzungen von
Impfmitteln wurden die Bi-Gehalte im
Gussstück ermittelt. Bei dem wismuthaltigen
Impfmittel 2 und dem kein Bi enthaltenden
Impfmittel 1 wurden jeweils Bi-Gehalte
< 5 ppm ermittelt. Bei einem theoretischen
Ausbringen von 100 % des mit dem
Impfmittel zugegebenen Bi sollten bei einem
Gehalt von 1 % Bi im Impfmittel
2,30 ppm Bi im Gussstück enthalten sein.
Die Nachweisgrenze des Analysenverfahrens
beträgt 5 ppm, was bedeutet, dass Bi
nach dem Stand der Technik analytisch
nicht nachweisbar ist, die Wirkung bei Verwendung
von wismuthaltigem Impfmittel
jedoch deutlich an Gefügeverbesserungen
erkennbar ist.
Vergleichende Untersuchung der
Bearbeitbarkeit von Gussteilen
aus EN-GJS-500-7 mit
EN-GJS-500-14 und EN-GJS-600-3
mit EN-GJS-600-10
Durch die gleichmäßige Härte ist der Werkzeugverschleiß
beim ferritischen Werkstoff
wesentlich geringer als beim ferritisch/perlitischen
Werkstoff EN-GJS-500-7. Die Bearbeitbarkeit
verbessert sich nach Angaben
von L. E. Björkegren, K. Hamberg und
B. Johannesson [3] um 10 %, wobei die
Werkzeugstandzeiten nicht als Verschleiß,
sondern als Verschleißindizes angegeben
werden. Bei den Auswertungen waren die
Siliciumgehalte auf 3,75 % Si begrenzt. Aus
diesem Grund lag es nahe, die Bearbeitbarkeit
der Werkstoffe EN-GJS-500-7 mit
EN-GJS-500-14 und EN-GJS-600-3 mit
EN-GJS-600-10 zu vergleichen.
Zur Bewertung der Zerspanbarkeit wurden
die vier zu untersuchenden Werkstoffe
in Form von Zylindern mit einem Durchmesser
von 120 mm und einer Länge von
300 mm gegossen. Aus den thermischen
Zentren eines Zylinders je Werkstoff wurde
eine Zugprobe herausgearbeitet. Aus
dem Stabkopf wurde ein Schliff für die metallographische
Untersuchung entnommen.
Vor den Zerspanversuchen wurde die
Gusshaut in einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt
entfernt.
Die Ergebnisse der Zugversuche sind in
Tabelle 1 aufgeführt. Bei der Bewertung
der Ergebnisse der Zugproben ist zu beachten,
dass die Probenahme aus dem Gussteilzentrum
erfolgte.
Im Rahmen der Untersuchungen wurde
die Standzeit des Bearbeitungswerkzeugs
zur Bewertung der Zerspanbarkeit der vier
untersuchten Gusseisenwerkstoffe gewählt.
Nach DIN 6583 beschreibt die Standzeit die
Dauer, die bis zum Erreichen eines Standkriteriums
unter gewählten gleichen Zerspanungsbedingungen
verstreicht. Bei den
Untersuchungen wurde als Standzeit diejenige
Zeit ermittelt, bei der ein auf 200 µm
begrenzter Freiflächenverschleiß erreicht
wurde (Bild 11).
Die Ergebnisse der Untersuchungen
(Bild 12) zur Werkzeugstandzeit bei der
Bearbeitung der EN-GJS Werkstoffe
EN-GJS-500-7, EN-GJS-500-14, EN-GJS-600-3
und EN-GJS-600-10) zeigen, dass die Werkstoffe
mit ferritischem Grundgefüge besser
bearbeitbar sind als die ferritisch/per-
GIESSEREI 100 08/2013 47