DE1508125A1 - Verfahren zur Herstellung von Staehlen mit verbesserter Zerspanbarkeit - Google Patents

Description

Ma 1279

Gebr. Bohl er * Co. Aktiengeselle ohaft in Wien Verfahren iur Herstellung tod Stählen «it Terbesserter Zerspanbarkeit

Di« Torliegende Erfindung befaßt eioh nit de a P roblea, das Elektrosohlaoken-lTmsohnieliTerfahren für die Herstellung τοη Stählen alt Terbesserter Zerspanbarkeit einzneetsen.

Dieeee Verfahren besteht darin, daQ das Vormaterial aus den gewünschten Stahl in Fora einer Abschmelzelektrode in eine Sohlaoke eintauoht, in dieser Toraugsweise ohne Bildung eines elektrischen Lichtbogens abeohmilst und daS aus dem Absohaelegut naoh dem Prinsip dee waohsenden Blookes das gewüosohte Gußstüok, also der gewUnsohte Blook, in einer metallischen Kokille aufgebaut wird· Duruh Verwendung hoohbaeieoher Sohlaoken, die Torwiegend aus Kalk and ilußspat bestehen, und durch die eloh beim Absohraelivorgang ausbildenden großen Berührungsflächen «wischen dem flüssigen Stahl und der flüssigen Sohlaoke wird eine weitgehend· Stahlreinigung eriielt, und außerdem wird duroh die Anwendung de· Prinzip· des waohsenden Blookea erreioht, daB die beim normalen Blookguß störenden Blookselgerongen Tormieden werden· Zufolge der jeweils erstarrenden relatlT kleinen !engen flüssigen Stahle· wird sohließlioh Im Vergleich au gleioh groBen, in konventioneller Weise Torgoasenen Blöoken eine außerordentlich feinkörnige Primär-

ο kristallisation erkalten·
ο

JJj Sie Ireiheit tob Blockseigerungen 1st eine wesentliche

-» Voraussetxung für glelohmäBlge Serspanungselgensohafte·, woehal· ^· eioh das Blektroeohlaoken-UmeohaelBTerfahren aueh nur Herstellung ^ tob gut serspsAbaren 8tählen anbieten würde. Hierbei beeteht Jo* o» dooh das bisher nloht gelöste Problem, dal Jen· Lsglerungseleeiente, welohe die SerepaBtarkelt duroh llneohlQjtlldung Terbeseern, wie iohwefel, Yhoepher, Selen oder Tellvr, die Ib da· Vormaterijil

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ohne weiteres eingebracht werden können, bei der Reaktion der flüssigen 3ohlacke mit den abschmelzenden Stahl au3 diesem wieder entfernt worden. Die Verwendung τοη Zusätzen zur Verbesserung der Zerspanbarkeit, die im flüs9ig'en Stahl nioht löelioh sind, wie z.B. die Verwendung von Blolzuaätzen, kann bei diesem Umschmelzverfahren nioht in Betraoht gezogen werden·

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem besteht somit darin, 3ohlaoken zu finden, die einerseits bei der Reaktion mit dem flüssigen, abschmelzenden Vornatarial nioht ein Entfernen der erwünoohtan Legierungaolomante aua diesem zur Folge haben, die aber andererseits dennooh für daa in Rede stehende Verfahren brauchbar sind· Diese letztere förderung wird vor allem dann erfüllt sein, wonn die Sohlaoken eine ausreichende elektrisch© Leitfähigkeit aufweisen, wenn sie ferner geeignet aind» oxvdisohe Verunreinigungen aufzunehmen und Trenn sie im Vergleich zu den bei dioaem Verfahren Ubliohen Schlacken dia Kristallisation des zu erzeugenden Blockoa nioht nachteilig beeinflussen.

Umfangreiche Untersuchungen führten nun zu dem Ergebnis, daS es Schlacken gibt, welche die gestellten Anforderungen erfüllen, wobei diese Sohlaoken hinsichtlich ihrer Zusammensetzungen in relativ weiten Bereichen variiert; werden können·

Zweckmäßig bestehen die erfindungsgemäS in Betracht kommenden Sohlaoken aus 10 bis 40 i» AI2O3, ferner aus Erdalkaliozyden, vorzugsweise aus CaO in Mengen zwischen O und 40 jC und/ oder aus CaF₂ in Mengen zwisohen 10 und 70 J», sowie aua 10 bis ' 50 + SiO₂» wobei die Sumae der unverxaeidliohen Verunreinigungen der Sohlaoke einen Anteil von 10 i» nioht überschreiten «oll· Zu beachten ist, daβ der Mindestgehalt an SiO₂ bei Anwesenheit τοη Srdalkalioxyden das 1,1-fache des Anteils derselben betragen muß.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Stahlen Mit verbesserter Zerspanbarkeit, und die Erfindung besteht darin, dafl aus einem VormaterIaI aus de* gewünschten Stahl, welohes mindestens ein im flüssigen Zustand 18·- liohes und die Zerspanbarkeit verbesserndes Legierungselejent enthält, naoh des Slektroeohlaoken-Uaaohmelzverfahrea tia 3look unte? Y$^?aödun|; «ii.v? Sohlaoke hergestellt wird, deren Zusaanen-99tsang ääaasfeal^ 4&i? rosa^hniA ,aa^egetea^a Bereioh· liegt·

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Besonders vorteilhaft iat das Vorfahren im Falle von schwefellegierten Stählen mit Sohwefelgehalteη zwischen 0,15 und 0,7 i» anwendbar, weil dieee Sahwefelgehalte bei in üblioher Weise vergossenen Blöcken bereits zu erhebliohen Schwierigkeiten bei der Warmformgebung führen können. Diese Schwierigkeit eohließt häufig die Möglichkeit der Verwendung von Sohwefel in höheren Anteilen aus, obwohl gerade dieses Legierungselement in sehr vorteilhafter Weise die Zerspanbarkeit verbessert und außerdem billig und metallurgisch leioht beherrsohhar ist»

Bas erfindungsgemäße Verfahren eröffnet somit auch die Möglichkeit, mit Legierungszusätzen in Mengen vorzugehen, die bisher wegen der erwähnten Verf ormungaaftfliöJröUw<efeöMlftO nioht in Betracht gezogen werden konnten, im Falle des Sohwefela also Bit LeglirungflBuaätzen, die höher als 0,7 1* sind«

Gute Ergebnisse wurden beispielsweise mit Sohlaoken erhalten, die aus 10 bis 40 i» SiO₂, 20 bis 50 £ Al₂O. und aus Ca?₂ als Rest bestanden.

Weitere vorteilhafte Sohlaoken enthalten zs.B» 20 bis 30 jC OaO, 30 bis 40 £ SiO₂ und AI₃O₅ala Rest·

Besonders gute Ergebnisse wurden mit eier Sohlaoke erhalten, die aus 20 + OaO₉ 30 t SiO₂, 20 Jt Al₂O₃ und aus OaY₂ als Reat bestand·

Wesentlich bei der Auswahl der Sohlackenzusammensetzung ist vor allem, daß die Legierungszusätze zur Verbesserung der Zerspanbarkeit, wie a,B, Sohwefel, möglichst zur Gänze beim Umsohmelzen wieder in den zu erzielenden Blook eingebracht werden, so daß auf ein Überlegieren des Vormaterials verziohtet werden kann.

Es ist ferner möglich, den CaFg-Anteil der Sohlacke duroh Borsäure zu ersetzen, sofern dieser Anteil 20 i» nioht übersteigt· Borsäure und CaP₂ dürfen jedoch nioht gleichzeitig in der Sohlaoke vorhanden sein.

Außerdem ist es in manchen Fällen vorteilhaft, in die Sohlaoke zusätalioh TiO₂ einzubringen, wobei die Menge desselben. bis ζVL 40 i» betragen kann. Sas TiO₂ verbessert vor allem die elektrische Leitfähigkeit der Sohlacken.

Sine solche 2iO₂~haltigs Schlacke besteht s.B» aus

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14 1> SiO₂, 21 f CaO, 14 fi Al₃O₅, 21 £ CaP₂ und aus 30 * TiO₂·

Durch die vorliegende Erfindung wird die Möglichkeit gecchaffsn, für die Herstellung von Stählen guter Zerspanbarkeit daß Elektroschleclcon-JEIiaaohnelsverfahren einzusetzen, das bisher für diese Zwecke nicht in Betraoht gezogen werden konnte.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1· Verfahren zur Herstellung von Stählen mit verbesserter Zerspanbarkeit, daduroh gekennzeichnet, daß aua einem Vor- ©aterial au· dem. gewünschten Stahl, welches mindestens ein im flüssigen Stahl löslichea und die Zerspanbarkeit verbesserndes Iitgierungeelement enthält, nach dem Elektroschlacken-Umschmelz-Texfahren eis Block unter Verwendung einer Sohlaoke hergestellt wird, die axa 10 hie 40 jS Al₂O₅, ferner au3 Erdalkalloxyden, vorsusfsweia« ans CaO in !!engen zwischen 0 und 4-0 fi und/oder aus Ca?₂ %m Mengen zwischen 10 und 70 56, sowie aua 10 bis 50 i» SlO₂ besteiit, mit der KaSgäbe, daS bei Anwesenheit von Erdalkalioxgden d«r Minde8t-SiO₂-Gehalt das 1,1-fache des Erdalkalioxydgehaltes betragt und daß die Sumse der unvermeidbaren Verunreinigungen der Schlack· einen Anteil von 10 i» nicht übersteigt·
2. 2. Verfahren zur Herstellung von Stählen mit verbesserter Zerspanbarkeit nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß aus eine» VonaaterL al Blöcke hergestellt werden, welche als im flüssigen Stahl lösliches LegierungBelement Sohwefel in Mengen zwischen 0,15 und 0,7 Jt enthalt»

   3« Verfahren snr Herstellung von Stählen mit verbesserter Zerspanbarkeit nach Anspruch 1 und 2, daduroh gekennzeichnet, daß das Umschmelzen des Vormateriala zu einem Block muter Verwendung einer Sohlaoke erfolgt, die aus 20 bis 40 $ SiO₂₄ 20 bis 50 Jt Al₂O* und «us CaF₂ als HeBt besteht.

   4· Verfahren zur Herstellung von Stählen mit verbesserter Zerspanbarkeit nach, den Ansprüchen 1 bis 3, daduroh gekennzeichnet, daß da· UBSohvelMfi des Vormateriale s& einem Blook unter Verwendung einer Sohlaoke erfolgt, in welcher das CaF₂ zur Ofins· durch Boretture ersetzt iet, deren Meng« j«deah 20 $ nioht

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   5· Vorfahren sur Horctellung von Stählen mit vorbear,erter Zerspanbarkeit nach den Ansprüchen 1 und 2, daduroh gekennzeichnet, daß das Unschnelson des Varn&torialo zu einem Block unter Verwendung einer Schlacke erfolgt» die auo 20 £ CaO₁ 30 $> SiO₂, 20 $ Al₂O, und aus CaP₂ alo Rest "besteht. .

   6· Vorfahren zur Herateilung von Stählen nit verbcoserter Zerspanbarkeit nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umochnelzen des Vormateriale au einem Blook unter Verwendung einer Schlacke erfolgt, die aus 20 bis 30 5t CaO, 30 bis 40 Jt SiO₂ und aus Al₂O, ale Best besteht·

   7· Verfahren zur Herstellung von Stählen mit verbesserter Zerspanbarkeit nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschmelzen des V ornate rials zu eines Blook unter Verwendung einer Schlaoke erfolgt, die Zusätze an SiO₂ in Mengen bis zu 40 i» enthält.

   8· Vorfahren zur Heratellunc von Blüoken nit verbesserter Zerspanbarkeit nach den Ansprüchen 1, 2, 5 und 7, daduroh gekennzeichnet, daß das XTmsohoelzen des V or materials zu einem Blook unter Verwendung einer Sohlaoke erfolgt, die auo 14 i SiO₂₉ 21 Jt CaO₉ 14 t Al₂O₃₉ 21 % Ca?₂ und aus 30 Jt besteht·

   at br. B ö h 1e r A Co iengesollfl ο haft Patentbüro

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