Die Arbeit wurde mit Unterstutzung des Ministeriums fur Wirtschaft und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen durchgefuhrt. Es sei herzlichst gedankt fur zahlreiche Diskussionen und Hinweise den Herren Prof. Dr.-Ing W. PATTERSON und Dr.-Ing. H. SCHIFFERS, fur vielfa che Hilfeleistung bei der Durchfuhrung der Arbeit Herrn Ing. M. KRICHEL, fur zur Auswertung freundlichst uberlassenes Probematerial Herrn Dipl.-Ing. W. MATEJKA. G 1 i e der u n g S. Vorwort . . . . 3 I. Einleitung S. . . 5 II. Die Schmelzuberhitzung und Desoxydation als ein Weg zur Erzeugung eines ho.chwertigen Gusseisens . . . . S. 5 . . III. Die Anwendung basischer Schmelzuberhitzung - ein aussichts reicher Weg zur Erzeugung eines hochwertigen Gusseisens S. 12 IV. Die Entgasung technischer Schmelzen mittels Spulgasen S. 17 V. Die Anwendung von Hochvakuum zur Gasreinigung von GuBeisen- . . . . . S. 25 schmelzen .1 VI. Die Anwendung von Reaktionsgemischen bei Gusseisenschmelzen zum Zwecke einer weitgehenden Desoxydation ... S. 30 VII. Die Anwendung metallischer Wirkstoffe zur weitgehenden Graphitaus- Desoxydation und zum Zwecke einer kompakten S. scheidung im Gusseisen . . . 39 . S. VIII. Zusammenfassung . . . . 43 . . . S. IX. Literaturverzeichnis . . . . . . 45 . Seite 3 Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen I. Einleitung Bei den Bestrebungen, einen Grauguss mit moglichst hohen Festigkeitseigen schaften und einer gesteigerten Zahigkeit herzustellen, haben sich beson ders Pfannenzusatze von Magnesium bis heute als die wirksamsten erwiesen."

Die Schweisstechnik hat dank der Vielzahl ihrer differenzierten Ferti gungsverfahren namentlich wahrend der letzten 25 Jahre einen nahezu un vergleichlichen Sieges lauf genommen und ist heute fur die industrielle Fertigung unentbehrlich. An ihren Erfolgen hat die elektrische Wider standsschweissung einen bedeutenden Anteil. Wahrend die elektrische Lichtbogenschweissung sowohl bei der Einzelferti gung als auch bei der Massenfertigung verwendet wird, ist das Hauptanwen dungsgebiet der elektrischen Widerstandsschweissung - bis auf wenige Aus nahmen - die Massenfertigung. Hierbei erzielt sie gegenuber anderen Schweissverfahren hochwertige Schweissverbindungen bei hervorstechender Wirtschaftlichkeit. Die Anwendungsmoglichkeit dieser Schweissmethode wird fast ausnahmslos durch konstruktive Gesichtspunkte und nicht durch den Werkstoff als sol chen bestimmt. Mit Hilfe der elektrischen Widerstandsschweissung lassen sich namlich alle Werkstoffe, die im knetbaren Zustand verschweissbar sind, unter Anwendung von Druck (Pressschweissverfahren) verschweissen. Dar uber hinaus konnen durch Widerstandsschweissverfahren verschiedenste Me talle miteinander verbunden werden, die aus metallurgischen Grunden durch die Schmelzschweissung nicht miteinander verschweisst werden konnen."

Ein grundlegendes Problem bei der spanenden Formgebung ist der Verschlsiss des Werkzeuges. Der Verschleiss ist in mehrfacher Hinsicht von besonderer fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Bedeutung. Er verursacht erhebliche Kosten, die durch Wechsel bzw. Schleifen und Abnutzung des Werkzeuges entstehen, begrenzt bei vorgegebener Standzeit die anwendbaren Schnittbedingungen und die erzielbare Zerspanungsleistung, beeinflusst Arbeitsgenauigkeit und Oberflachengute wahrend der Bearbeitung und bestimmt somit die Wirtschaftlichkeit eines Arbeitsvorganges. Aus diesen Grunden ist bis heute der Werkzeugverschleiss Hauptgegenstand der Zerspanungsforschung. Fruher wurde versucht, die Gesetzmassigkeiten empirisch aufzufinden, nach denen sich der Verschleiss bei den verschiede nen Schnittbedingungen und unter dem Einfluss von Werkstoff- und Maschinen eigenschaften am Werkzeug ausbildet. Neuerdings wird versucht, die Ver schleissursachen physikalisch zu ergrunden und das Wesen des Verschleisses zu erfassen, um die Ergebnisse in ein Gesamtbild einordnen zu konnen, eine Zerspanungstheorie aufzustellen und unabhangig von Zufalligkeiten der Versuchsanordnung zu sein. Die bei den hier aufgezeigten Richtungen in der Zerspanungsforschung bedin gen naturgemass auch ihre eigene Versuchsmethodik. Zum, empirischen Auffin den der Verschleissgesetzmassigkeiten mass und beobachtete man die einzelnen Verschleissgrossen, die sich bei den verschiedenen Zerspanungsbedingungen einstellten. Zur Klarung der Verschleissursachen bedient man sich anderer Messverfahren. Es werden z.B. die Schneidentemperaturen, Potentiale, Spannungen und Strome, die bei der Zerspanung auftreten, gemessen, oder es werden Modellversuche durchgefuhrt. Das Ziel der hier beschriebenen Zerspanungsforschung war es, allgemeine Gesetzmassigkeiten aufzufinden."

Die Regierung des Landes Nordrhein-Westfalen sieht in der Forderung der wirtschaftlich wichtigen Forschung eine Massnahme grosster Bedeutung. Seit mehreren Jahren werden in steigendem Umfange Mittel zur Verfugung gestellt, die der Gewinnung neuer Erkenntnisse auf allen Fachgebieten dienen. Der gewerblichen Wirtschaft des Landes soll uber die Forschung die Moglichkeit geboten werden, wieder den Stand gegenuber anderen Landern und Volkern zu erreichen, den sie fruher besass, und gleichzeitig mit der schnellen Ent wicklung des internationalen Geschehens Schritt halten zu konnen. Von aus schlaggebendem Interesse ist hierbei die Forderung von Schwerpunktsaufga ben auf zuruckgebliebenen Gebieten und der Aufbau neuer Forschungseinrich tungen fur solche Wissenszweige, deren Erkenntnisse unabdingbare Voraus setzung fur die Zukunft jeder modernen Wirtschaft sind. Aus diesem Grunde wurde auch die Grundung der Forschungsgesellschaft fur Verfahrenstechnik und der Aufbau ihres Institutes an der Technischen Hoch schule in Aachen sehr begrusst. Dieses Institut will sich sowohl der Grund lagenforschungen als auch allgemeiner Untersuchungen fur die praktische Anwendung annehmen, die bisher nur selten und als begrenzte Sonderfragen an einzelnen Stellen durchgefuhrt worden sind. Das Institut soll eine seit langem empfundene Lucke innerhalb aller Forschungseinrichtungen ausfullen; es soll seine Probleme aus der Ganzheit unter Verbindung von Vertretern mehrerer Fakultaten losen, um den Unternehmungen der verschiedensten Indu striEzweige zu besseren und oft ganzlich neuen Methoden fur die Darstellung, Aufbereitung und Verarbeitung ihrer Stoffe zu verhelfen. Ich wunsche dem Institut bei der Durchfuhrung seiner Arbeiten einen vollen Erfolg."

Der Verband Deutscher Schleifmittelhersteller sowie das Wirtschafts- und Verkehrsministerium des Landes Nord-Rhein-Westfalen stellten Mittel zur Verfugung, um Richtwerte fur das Genauigkeitsschleifen zu ermitteln. Die hierzu erforderlichen Versuche wurden im Laboratorium fur Werkzeugmaschinen und Betriebslehre an der Technischen Hochschule Aachen durchgefuhrt, auf- bauend auf zahlreiche Schleifversuche, die zum groessten Teil von der Deut- schen Forschungsgemeinschaft unterstutzt wurden. Bisher lag nur eine UEbersicht des AWF [1] vor, in der einige Erfahrungs- werte zusammengetragen sind. Zweck der Richtwerte ist es, dem Werkstatt- mann Anhaltspunkte uber die Wahl der wirtschaftlichen Schleifbedingungen zu geben. Dass es sich nur um Anhaltspunkte handeln kann, ergibt sich be- reits aus der unermesslichen Fulle von Kombinationsmoeglichkeiten, hervorge- rufen durch zahlreiche Einflussgroessen. Es ist daher falsch, wenn die hier empirisch ermittelten Werte verallge- meinert werden. Sie gelten nur fur die jeweils gewahlten Schleifbedingun- gen und sind dabei noch mit Streuungen behaftet. Es wurde versucht, den praktisch wichtigsten Bereich beim Aussenrund- Langs- und Einstechschleifen zu untersuchen. Im Hinblick auf den Versuchsumfang mussten jedoch die Werk- stuckdurchmesser, der Werkstoff und die Schleifscheibenarten und -Harten sowie die Abrichtbedingungen konstant gehalten werden. 1.1 Sinn und Zweck der Richtwertuntersuchungen Der Wert dieser Richtwertuntersuchungen mag darin begrundet liegen, dass 1) die Schleifbedingungen dem augenblicklichen Stand der Schleif technik entsprechend systematisch variieren; 2) die quantitativen Zusammenhange sicher auf weitere, entferntere Gebiete des Schleifens ubertragbar sind; 3) ein qualitativer Begriff uber die wichtigsten Einflussgroessen wie Rauh- tiefen, Krafte und Standzeiten gegeben wird.

Im Rahmen der konventionellen Herstellungsverfahren fur Stahlguss nimmt das Bessemer Verfahren bei einem Anteil von rund 20 % an der Gesamtstahl gusserzeugung eine besondere Stellung ein. Die niedrigen Investitionsko sten fur eine Bessemer-Anlage und die Moglichkeit, kleine Stahlmengen mit hinreichender Wirtschaftlichkeit zu erzeugen, machen den Bessemer Stahl guss zu einem verhaltnismassig billigen Werkstoff. Als Vorschmelzaggregat dient in der Regel der Kupolofen. Hinsichtlich der machanischen Eigenschaften ist der in der Bessemer Birne erschmolzene Stahl den anderen Stahlgusssorten unterlegen, weshalb er be vorzugt fur die Herstellung von Gussstucken geringer statischer und dyna mischer Beanspruchung verwendet wird. Aus Abbildung 1 ist zu entnehmen, dass, abgesehen von einer konjunkturbe dingten Schwankung in der Gesamtstahlgusserzeugung, der Anteil an Besse rner-Stahl in den letzten Jahren zugunsten der Elektrostahlerzeugung zu ruckgegangen ist (1). 100 -. Elektro-Stahl V/ V/. 90 w 80 __ .. ss "," ...., % 0 70 -- ' % 60 '% ....."

Die Entwicklung der Antriebstechnik im In- und Ausland hat in den letzten Jahren zu umwalzenden Neuerungen gefuhrt. Ihre Anwendung im Werkzeugma schinenbau warfen zahlreiche Probleme auf, da Werkzeugmaschinen wechse- de Bearbeitungsaufgaben zu erfullen haben. Von Seiten der interessierten Industrie ist die Anregung gegeben worden, an der Technischen Hochschule Aachen als neutraler Stelle, Untersuchungen zur Klarung dieser Fragen durch zufuhren. Dank der freundlichen Unterstutzung des Ministeriums fur Wirt schaft und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen konnte das vorliegende Forschungsvorhaben aufgegriffen und unter finanzieller Beteiligung der Werkzeugmaschinen-Industrie weitergefuhrt werden. Die Beteiligung der Elek tro-Industrie erfolgte durch Zurverfugungstellung der notwendigen Gerate. Die Versuchsarbeiten wurden im Laboratorium fur Werkzeugmaschinen und Be triebslehre in Zusammenarbeit mit dem Institut fur Elektrische Nachrich tentechnik an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen durchgefuhrt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in dem vorliegenden 1. Bericht niedergelegt. II. Einleitung Unter den Fertigungsverfahren nimmt die spanende Formgebung eine sehr be deutungsvolle Stellung ein, denn der weitaus grosste Teil aller industriel len Erzeugnisse erhalt seine endgultige Form und Oberflachenbeschaffen heit durch ein oder mehrere spanende Bearbeitungsverfahren. Die standige Forderung nach Erhohung der Produktion bei verbesserter Qualitat hat des halb sowohl auf die Konstruktion der Werkzeugmaschinen als auch auf die Entwicklung der Werkzeugbaustoffe und -formen entscheidenden Einfluss ge habt."

Die Stanztechnik hat sich schnell entwickelt. Um sich in den vielen Einzel darstellungen des Schrifttums leicht zurechtzufinden, soll diese kleine Arbeit eine planmassige Einteilung des umfangreichen Stoffes zur Entlastung des Gedacht nisses geben. Sie will kein Handbuch der Schnitt-Technik sein, sondern nur ein 1 Fuhrer durch die Stanztechnik . Unter Technik soll die Art und Weise verstanden sein, wie man gegebene Mittel und Werkzeuge verwendet, um einem Gedanken oder Gefuhl sinnlich wahrnehm baren Ausdruck zu verleihen oder schlagwortartig ausgedruckt: "Technik ist der Weg, Wissen in Koennen umzusetzen". Stanzen ist die Tatigkeit eines Werkzeug paares, das vermoege seiner Form geeignet ist, den dazwischen gebrachten, meist blechfoermigen Werkstoff durch Beanspruchung uber die Fliessgrenze in eine ge wollte Form zu bringen mit dem Ziel, eine Reihe gleicher Werkstucke herzustellen. Je nach der erwunschten Formgebung spricht man von: Schneiden, Biegen und Boerdeln, Ziehen, Pressen und Pragen. Schnittechnik ist also die Kunst, auf Grund der Kenntnis des Schnittvorganges und aller moeglichen Schnitt werkzeuge , gestutzt auf eigene Erfahrung, zu ent scheiden und festzulegen, ob und wie ein gewisses Werkstuck durch Schneiden herzustellen ist. I. Die Grundlagen des Schneidens. A. Der Schnittvorgang.