Was genau bedeuten Feingussfehler? Unter Feingussfehlern versteht man Unregelmäßigkeiten, die nach dem Gussprozess auf der Oberfläche des Gussstücks beobachtet werden. Dieser Artikel soll es einsteigerfreundlich erklären und gleichzeitig Einblicke in die Zukunft der Feingussbranche geben.
1.Riss – der Hauptfehler beim Feinguss
Der bedeutendste Fehler, der die Qualität des Produkts beim Feinguss beeinträchtigt, ist die Rissbildung in den Gussstücken. Diese Risse erscheinen typischerweise als unregelmäßige, gezackte Bahnen auf der Oberfläche. Aufgrund ihrer Eigenschaften können sie entweder als Heißrisse oder als Kaltrisse klassifiziert werden.
Heißes Knacken: Während oder kurz nach der Erstarrung einer Keramikschalenform, wenn sich das Gussstück noch im Hochtemperaturstadium mit Temperaturen zwischen 1250 und 1450 Grad Celsius befindet, sind Festigkeit und Duktilität des Gussstücks gering, was es anfällig für Risse macht verursacht durch Erstarrungsschrumpfung.
Kaltes Knacken: Der Prozess der kontinuierlichen Abkühlung des Gussstücks von der Erstarrung auf Raumtemperatur. Darüber hinaus übersteigt die beim Gießen erzeugte Zugspannung die Bruchfestigkeit des Gussstücks, was zu Spannungskonzentrationen an Stellen führt, an denen sich Form und Größe des Gussstücks ändern.
Ursachen
- Schlechtes Design des Gussstruktursystems, ungleichmäßige Wandstärke des Gussstücks, was zu Schrumpfungsspannungen aufgrund von Temperaturänderungen führt.
- Unsachgemäße Konstruktion des Gießsteigrohrs, die das Schrumpfen des Gussstücks direkt behindert.
- Ungleichmäßige Abkühlung des Gussstücks.
- Unbefriedigende chemische Zusammensetzung des Stahls, hoher Gehalt an schädlichen Elementen wie Phosphor. Dies erhöht die Kaltsprödigkeit des Stahls und macht ihn anfällig für Kaltrisse.
Lösung
Ändern Sie das Feingussdesign, um erhebliche Querschnittsänderungen zu reduzieren und Heißrisse zu verhindern.
2.Gasloch
Während des Abkühlprozesses entstehen Gaslöcher, wenn die meisten flüssigen Materialien eine erhebliche Menge an gelöstem Gas aufnehmen können. Wenn das Metall erstarrt, wird das Gas freigesetzt, wodurch möglicherweise Blasen auf der Oberfläche oder im Inneren des Gussstücks entstehen. Diese Blasen bilden kreisförmige Hohlräume oder Hohlräume auf dem massiven Gussstück. Im Allgemeinen gibt es drei Arten von Gussporen: Nadellöcher, Untergrundporen und Lunker.
Nadellöcher: Wie der Name schon sagt, handelt es sich dabei um kleine, nadelstichähnliche Poren, die mit bloßem Auge sichtbar sind und normalerweise auf oder unter der Oberfläche des Gussstücks erscheinen.
Poren unter der Oberfläche: Hierbei handelt es sich um größere Hohlräume als kleine Löcher, die sich im Inneren des Gussstücks befinden und erst bei der weiteren Bearbeitung des Gussstücks leicht erkennbar sind. Um sie zu identifizieren, sind Analyseverfahren wie Ultraschallprüfung, Magnetpulverprüfung oder Röntgenuntersuchung erforderlich.
Lunker: Dies sind Poren, die auf der Oberfläche des Gussstücks auftreten und leicht erkennbar sind.
Ursachen
- Schlechte Abgase in der Form und im Kern selbst.
- Schlechte Qualität des Formbeschichtungsmaterials, was zu einer schlechten Abgasleistung führt.
- Rost auf der Oberfläche des Formhohlraums, unzureichende Reinigung.
- Unzureichende Trocknung der Form und des Kerns.
- Die unzureichende Vorwärmtemperatur der Gussform führt zu einer schnellen Abkühlung der Metallschmelze durch das Angusssystem.
Lösungen
- Das richtige Vorwärmen der Form vor dem Gießen gewährleistet eine gute Atmungsaktivität der Beschichtung.
- Lagern Sie die Rohstoffe an einem belüfteten und trockenen Ort und erwärmen Sie sie vor der Verwendung.
- Erhöhen Sie die Durchlässigkeit des Sandes: Je gröber der Sand, desto höher die Durchlässigkeit.
- Bewahren Sie Form und Kern an einem trockenen Ort auf, um Rost zu vermeiden.
- Vermeiden Sie zu hohe Gießtemperaturen.
3. Inklusion
Einschlüsse sind ein schädlicher Fehler, da sie die Spannung erhöhen und die Festigkeit der Gussteile verringern. Einschlüsse können durch das Vorhandensein von Fremdpartikeln im Gussstück entstehen, typischerweise nichtmetallische Materialien wie Ofenschlacke, Flussmittelschlacke oder Metalloxidschlacke. Diese Einschlüsse manifestieren sich als kleine, runde, eckige oder unregelmäßige Vertiefungen, die in den Gussstücken deutlich oder undeutlich sichtbar sein können.
Ursachen
- Schmelz- und Gießverfahren für Legierungen.
- Risse in den Wachsformen in der Anfangsphase des Gusses, wodurch Keramikfragmente in den Formhohlraum eindringen können.
- Beim Sandguss gelangt Metall in die Sandform.
Lösungen
- Implementieren Sie einen gut konzipierten Schmelzprozess und eine Gießtechnik für Legierungen, um spätere Probleme zu vermeiden.
- Überprüfen Sie die Wachsformen vor dem Gießen auf Fremdkörper und entfernen Sie Schlackenpartikel aus der Metallschmelze.
- Wählen Sie geeignete Flussmittel aus.
- Reinigen Sie die Formen oder verwenden Sie andere Formsysteme.
4.Ausbuchtung
Eine Ausbuchtung ist einer der häufigsten Gussfehler und zeichnet sich durch unerwünschte Vorsprünge wie Unebenheiten und raue Oberflächen aus. Wenn die Dicke der Gussoberfläche die erforderlichen Abmessungen überschreitet, kann es zu Dimensionsänderungen im Endprodukt kommen. Dies lässt sich daran erkennen, dass die Dicke der Gusswand allmählich zunimmt.
Ursachen
- Instabiler Kern oder unsachgemäße Formklemmung führen zu einer Verformung des Gussstücks.
- Unterschiedliche Erstarrungsgeschwindigkeiten in verschiedenen Abschnitten.
Lösungen
- Aluminiumgussteile können zwischen Abschreck- und Auslagerungsprozessen gerichtet werden.
- Durch eine Wärmebehandlung können Eigenspannungen in Gusseisenbauteilen beseitigt werden.
5. Schrumpfung
Metall zieht sich während der Erstarrung zusammen, eine ungleichmäßige Kontraktion kann jedoch zu verzerrten Formen oder inneren Hohlräumen in Gussteilen führen.
Es gibt drei Arten:
- Offene Schrumpfung: Tritt auf der Oberfläche des Gussstücks auf. Wenn sich das Metall ungleichmäßig zusammenzieht, können Vertiefungen oder Hohlräume auf der Metalloberfläche Luft aus der Form ansaugen.
- Geschlossene Schrumpfung: Dies erscheint als innere Hohlräume im Gussteil. Wenn ein flüssiges Metall schneller abkühlt als andere Materialien, unterliegt es einer Schrumpfung, die auch als Schrumpfporosität bezeichnet wird. Einige eckige Hohlräume können nur unter dem Mikroskop beobachtet werden.
- Verziehen: Änderungen in Größe und Form des Gussstücks während oder nach der Erstarrung, die zu Spannungen im Metall führen und eine Biegung verursachen.
Lösungen
- Stellen Sie ausreichend geschmolzenes Metall bereit, um die Bildung von Hohlräumen aufgrund von Kontraktion zu verhindern. Alternativ können Sie für die Form Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwenden, um die Abkühlgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls zu erhöhen.
- Verwenden Sie Anguss- und Gießsysteme mit Steigrohren, um das geschmolzene Metall gleichmäßig in die Form zu leiten.
- Erweitern Sie schmale Abschnitte der Formdicke, um sicherzustellen, dass ausreichend flüssiges Metall die dickeren Bereiche erreicht.
Qualitätskontroll- und Inspektionstechniken für Feingussteile
Eine hochwertige Kontrolle des Gussprozesses und qualifizierte Inspektionstechniken sind zwei Schlüsselfaktoren, um die Produktion hochwertiger Gussteile sicherzustellen. Es sind mehrere Schritte erforderlich, von denen jeder von entscheidender Bedeutung ist.
Hier sind einige in der Branche häufig verwendete Techniken:
- Inspektion von Wachsmustern: Der erste Schritt besteht darin, die Wachsmodelle zu prüfen, die zur Herstellung der Formen für den Feinguss verwendet werden. Die Muster werden auf Mängel wie Risse, Hohlräume oder Maßungenauigkeiten überprüft.
- Inspektion von Schalenformen: Nachdem die Wachsmodelle mit Keramikschalenmaterial beschichtet wurden, werden die Formen auf Mängel wie Risse, Schwankungen der Schalendicke oder andere Unregelmäßigkeiten untersucht, die die Gussqualität beeinträchtigen könnten.
- Überprüfung des Vorheizens: Bevor geschmolzenes Metall in die Form gegossen wird, wird die Schale vorgewärmt, um restliche Feuchtigkeit oder Wachs zu entfernen. Der Vorheizvorgang wird sorgfältig überwacht, um sicherzustellen, dass die richtigen Temperatur- und Zeitparameter eingehalten werden.
- Überwachung des Gießens und der Erstarrung: Während des Gießvorgangs wird das Eingießen des geschmolzenen Metalls in die Form überwacht, um die richtige Temperatur und Gießgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus wird der Erstarrungsprozess beobachtet, um mögliche Defekte wie Schrumpfung, Porosität oder Einschlüsse zu identifizieren.
- Maßkontrolle: Sobald der Guss abgekühlt ist und die Schale entfernt wurde, wird eine Maßprüfung durchgeführt, um sicherzustellen, dass das Endprodukt den angegebenen Toleranzen und Abmessungen entspricht. Für genaue Messungen können Techniken wie Koordinatenmessgeräte (KMG), Laserscanning oder Messgeräte eingesetzt werden.
- Visuelle Inspektion: Eine Sichtprüfung wird durchgeführt, um Oberflächenfehler wie Risse, Grübchen, Probleme mit der Oberflächenbeschaffenheit oder andere visuelle Mängel zu erkennen, die die Ästhetik oder strukturelle Integrität des Gussstücks beeinträchtigen können.
- Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP): ZfP-Techniken werden eingesetzt, um interne Defekte zu erkennen, ohne das Gussstück zu beschädigen. Zu den gängigen ZfP-Methoden gehören Röntgenprüfungen (Röntgen- oder Gammastrahlen), Ultraschallprüfungen, Magnetpulverprüfungen oder Farbeindringprüfungen.
- Mechanische Prüfung: Zur Beurteilung der mechanischen Eigenschaften der Gussteile wie Zugfestigkeit, Härte, Schlagzähigkeit oder Ermüdungseigenschaften werden verschiedene mechanische Tests durchgeführt. Diese Tests tragen dazu bei, die Eignung des Gussstücks für die vorgesehene Anwendung sicherzustellen.
- Chemische Zusammensetzung: Eine chemische Analyse wird durchgeführt, um die Zusammensetzung des im Guss verwendeten Metalls zu überprüfen. Dadurch wird sichergestellt, dass die korrekten Legierungs- und chemischen Eigenschaften gemäß den Spezifikationen erhalten bleiben.
- Dokumentation und Rückverfolgbarkeit: Während des gesamten Inspektionsprozesses werden detaillierte Aufzeichnungen geführt, um jeden Schritt zu dokumentieren und die Rückverfolgbarkeit sicherzustellen. Dazu gehört die Aufzeichnung von Inspektionsergebnissen, Zertifizierungen, Materialrückverfolgbarkeit und etwaigen ergriffenen Korrekturmaßnahmen.
Es ist zu beachten, dass spezifische Qualitätskontrolltechniken je nach Branche, Anwendung und Kundenanforderungen variieren können. Um die Qualität und Integrität von Feingussteilen sicherzustellen, ist es wichtig, etablierte Industriestandards und Richtlinien zu befolgen, wie sie beispielsweise von ASTM International oder anderen relevanten Organisationen festgelegt wurden.
Fazit
Beim Feinguss handelt es sich um einen komplexen Prozess, bei dem zwangsläufig Fehler auftreten. Solange die technische Kontrolle jedes Glieds gestärkt wird, wird das Auftreten von Gussfehlern definitiv reduziert. Ergreifen Sie aktiv entsprechende Lösungen, nachdem der Fehler aufgetreten ist.
At EasiahomeWir bieten allen unseren Kunden Qualitätssicherung. Unser Gussprozess nutzt strenge Prüfmethoden, um sicherzustellen, dass die Teile in jeder Phase hohe Qualitätsstandards einhalten.
