Der Schmelzprozess beim Edelstahl-Feinguss ist ein entscheidender Faktor, der die Funktionsfähigkeit des Edelstahl-Feingusses beeinflusst. Da der Schmelzprozess unmittelbar die Reinheit des flüssigen Stahls bestimmt, legt er letztlich die Qualitätsmerkmale des Gussteils sowie dessen chemische Zusammensetzung fest. Im Mittelpunkt des Schmelzprozesses stehen vor allem die Entkohlung und der Erhalt des Chromgehalts; zudem gilt es, nichtmetallische Einschlüsse im flüssigen Stahl möglichst weitgehend zu entfernen. Der Kohlenstoffgehalt steht in direktem Zusammenhang mit den mechanischen Eigenschaften des Stahls. Das Vorhandensein von Kohlenstoff führt dazu, dass an den Korngrenzen des Edelstahls bei Schweißarbeiten oder Erwärmung im Temperaturbereich von etwa 510 bis 788 °C eine Chromarmut entsteht, was schließlich zu interkristalliner Korrosion führt.
Daher wird die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl maßgeblich vom Kohlenstoffgehalt des Stahls beeinflusst. Niedrigkohlenstoff‑Edelstahl (≤0,08 % C) sowie ultraniedrigkohlenstoffhaltiger Edelstahl (≤0,03 % C) stellen die Entwicklungslinie moderner Edelstähle dar. Hierbei handelt es sich um Edelstahl‑Blöcke, die von Stahlwerken mit standardisierten Chemiezusammensetzungen geliefert werden; die Gießerei nutzt anschließend das Hochleistungs‑Induktionsofen‑Umschmelzverfahren zur Herstellung. Dies ist ein einfaches und praktikables Verfahren zur Produktion von Edelstahl‑Feingussteilen.
Dieses Verfahren eignet sich besonders für die große Zahl chinesischer Hersteller von Edelstahl‑Feingussteilen sowie für die gegenwärtige Situation kleiner Produktionsmengen. Da jedoch die Kommerzialisierung der Gussrohstoffe in unserem Land noch nicht ausgereift ist, findet diese Prozessmethode hierzulande derzeit nur begrenzte Anwendung und Entwicklung. Dennoch bietet dieses Verfahren in China breite Entwicklungsperspektiven. Mit diesem Verfahren lassen sich Werkstücke aus den Werkstoffen 3041 und 316 herstellen. Allerdings ist diese Methode für den Guss von stickstoffhaltigem Edelstahl nicht geeignet; besser sind hierfür entsprechende Gussprodukte, die auf anderen Verfahren basieren.
Als Ausgangsmaterial dienen industrielles Reineisen sowie niedrigkohlenstoffhaltige Eisenlegierungen; nach entsprechender Mischung werden die Bestandteile im Induktionsofen erneut geschmolzen und angepasst. Dieses Verfahren kann den durch Sauerstoffblasen verursachten Chromoxidationsverlust erheblich verringern, und der Prozess ist relativ einfach. Allerdings handelt es sich lediglich um einen Umschmelzprozess, der aufgrund von Rohstoffen, Rücklaufmaterialien oder neu entstehenden Einschlüssen während des Schmelzvorgangs verschiedene Verunreinigungen im flüssigen Stahl nicht vollständig beseitigen kann. Daher ist eine besonders hohe Reinheit des Ausgangsmaterials erforderlich.
In einigen kleinen Fabriken in China wird diese Methode hauptsächlich zur Herstellung von Edelstahl-Feingussteilen eingesetzt; zudem dient sie vor allem der Produktion von Gussteilen. Diese Fertigungsmethode für Edelstahl-Feingussteile ist unter bestimmten Bedingungen anwendbar. Im Elektrolichtbogenofen lassen sich durch Sauerstoffeinblasung und Entkohlungsraffination die meisten nichtmetallischen Einschlüsse im flüssigen Stahl entfernen, sodass relativ reiner Edelstahlflüssigstahl gewonnen werden kann. Das Sauerstoffeinblasverfahren beruht auf einer Kohlenstoff‑Sauerstoff‑Wettbewerbsoxidation; um die Oxidation des Chroms zu verringern, erfolgt zunächst die Oxidation des Kohlenstoffs, wobei die Temperatur der Sauerstoffeinblasung auf über 1650 °C erhöht wird.
Mit abnehmendem Kohlenstoffgehalt im flüssigen Stahl wird das Problem der Chromoxidation zunehmend gravierender. Daher stellen der hohe Verlust durch Chromoxidation sowie die Schwierigkeit, den Kohlenstoffgehalt des flüssigen Stahls auf ein sehr niedriges Niveau zu senken, wesentliche Herausforderungen dieses Prozesses dar. Dieses Verfahren eignet sich zur Herstellung von Edelstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,1 %; die Erzeugung von kohlenstoffarmem Edelstahl mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,05 % gestaltet sich hingegen als schwierig.
Der verwertete Edelstahlschrott wurde mittels Induktionsofen wiederverarbeitet und erneut geschmolzen. Die Investitionskosten für die Schrott-Umschmelzanlage sind gering, der Produktionsprozess ist einfach und die Rohstoffkosten niedrig. Allerdings ist die Zusammensetzung des so hergestellten flüssigen Stahls schwierig, und die Qualität des flüssigen Stahls fällt entsprechend gering aus. Die durch dieses Verfahren gefertigten Edelstahlgussteile weisen einen höheren Kohlenstoffgehalt, eine größere Anzahl metallurgischer Einschlüsse sowie schwarze Flecken und oxidierte Rostflecken auf der Oberfläche auf und verfügen über eine geringe Gießkapazität. Die Schrott-Umschmelzmethode findet in einfachen Gießereien in China Anwendung.
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Ganz gleich, ob Sie eine komplexes Werkzeugkonzept oder ein einfaches Bauteil benötigen – unser Team bei Lida Steel Foundry verfügt über das nötige Fachwissen und die entsprechenden Ressourcen, um Ihnen dies zu liefern. Begleiten Sie uns, wenn wir die Welt des Edelstahl-Feingusses erkunden und herausfinden, wie diese Produkte unseren Alltag bereichern.