Schmelzöfen

Das Schmelzen von Gusseisen erfolgt in speziellen Schmelzöfen, deren Aufgabe es ist, die Charge mit der notwendigen Wärmemenge zu versorgen, um sie auf eine Temperatur oberhalb ihres Schmelzpunktes zu bringen, so dass sie ausreichend flüssig und fließfähig wird, um den Hohlraum der Form leicht zu füllen.

Schmelzöfen zum Gießen von Gusseisen lassen sich nach der Art der Wärmezufuhr einteilen:

  • Verwendung von festen Brennstoffen (Kupolofen);
  • Verwendung von Elektrizität (Induktions- oder Widerstandsöfen);
  • Verwendung von Erdgas.

Formtechniken

Der Begriff „Formung“ bezieht sich auf das Verfahren, mit dem die Form hergestellt wird. Das feuerfeste Material (in den meisten Fällen handelt es sich um Quarzsand) wird nach dem Vermischen mit den Bindemitteln (eine weit verbreitete Mischung ist Wasser und Bentonit) in einen Behälter (Halbform) gegeben, in den zuvor das Halbmodell gestellt wurde. Das Feuerfestmaterial muss um das Modell herum mit Druck beaufschlagt werden, damit nach der Entnahme des Modells der Gusshohlraum entsteht. Die Formung kann manuell, mechanisch oder automatisch erfolgen.

Planung der Gussprodukte und der Gusssysteme

Die Vielseitigkeit der Gießverfahren ermöglicht den Planern und Endbenutzern eine beträchtliche betriebliche Flexibilität, um die für die Produktion der Komponente gestellten Anforderungen zu erfüllen. Die Möglichkeit der Planung des Gießens und der Gusssysteme bietet eindeutige Vorteile und Nutzen, insbesondere, wenn man die zu gießende Legierung und die Art der zu erstellenden Komponente berücksichtigt.

Grundsätzlich sind für die korrekte Auswahl eines Gießverfahrens die folgenden Aspekte zu beachten:

  • Oberflächenqualität des Gussprodukts
  • erforderliche Maßgenauigkeit
  • Anzahl der zu erstellenden Gussprodukte
  • Art von erforderlicher Formausrüstung (Modelle, Kernkästen usw.),
  • Kosten für die Herstellung der Gussformen
  • Wechselwirkungen zwischen dem identifizierten Verfahren und den Projektmerkmalen des Gussprodukts und/oder der Komponente
Design von Gusseisenteilen Zanardi Foundries

Formgebungsverfahren für den Guss

Es bestehen mehrere Kriterien für die Einstufung von Formgebungsverfahren für den Guss; das einfachste unterscheidet drei Kategorien auf der Grundlage des Materials, aus dem die Form besteht, in die das Metall gegossen wird:

  • Gussverfahren in einer “verlorenen” Form aus Sand oder allgemeiner aus feuerfestem Material, dem mit Hilfe von Bindemitteln eine geeignete Konsistenz verliehen wurde; diese Form kann mit einem Dauermodell (also wiederverwendbar) oder mit einem “verlorenen” Modell, d.h. das nicht wiederverwendet werden kann, hergestellt werden;
  • Verfahren mit dem Einsatz von (sogenannten) Dauerformen, die normalerweise aus Stahl durch mechanische Bearbeitung hergestellt werden.
  • spezielle Verfahren mit keramischen Formen aus Gips oder anderem.

Vorbereitung der Formen und der Kerne

Die Form wird erstellt, indem ein geeignetes feuerfestes Material (Sand, Gießereisand) dank eines Modells zu einem Hohlraum der gewünschten Geometrie geformt wird, in den anschließend die flüssige Legierung gefüllt wird. In die Form können Kerne (d.h. aus feuerfestem Material und Bindemittel erstellte Einsätze) eingesetzt werden, die dazu dienen, einen Hohlraum (zwischen Form und Kern) zu erzeugen, der von der Legierung ausgefüllt wird. Es ist grundlegend, dass der Hohlraum der Form seine Geometrie während des Gusses und der Erstarrung der Legierung beibehält.

Vorgänge nach dem Verfahren

Der erste Vorgang nach dem Gießverfahren ist das Ausschalen: Mittels geeigneter Vibrationssysteme wird der Guss, der nun erstarrt ist und über ausreichende mechanische Eigenschaften verfügt, von Formen und Kernen getrennt (die Bindemittel haben aufgrund der hohen Temperatur inzwischen ihre Fähigkeit verloren, das feuerfeste Material zu verbinden).

Es werden dann die verschiedenen Gussteile (Angüsse, Angusskanäle) durch mechanisches oder thermisches Schneiden entfernt.

Wärmebehandlungen der Gusseisenprodukte

Je nach der Art von Gusseisenkann die Durchführung vonWärmebehandlungen angemessen sein. Diese können einfaches Spannungsarmglühen (zur Beseitigung der durch das Gießverfahren verursachten Spannungen), und keine Vergütungsbehandlungen (Härten mit anschließendem Anlassen) sein. Die Besonderheit der ADI-Gusseisen ist die Austempering-Behandlung, mit der die mikrostrukturellen Eigenschaften der Matrix optimiert werden sollen. Bei Komponenten, für die Festigkeits- und Oberflächenhärteeigenschaften erforderlich sind, können thermochemische Behandlungen wie das Nitrieren durchgeführt werden.

Vorgänge zur mechanischen und Oberflächenveredelung

Weitere Vorgänge zur mechanischen und/oder Oberflächenveredelung können an den Gusseisen ausgeführt werden, insbesondere Sandstrahlen (zu einfachen ästhetischen und “Reinigungszwecken”) und Kugelstrahlen (um eine Oberflächenhärtung zu erreichen).

Sonstige Prozesse: Wachsausschmelzverfahren, Maskenformgießen, Schleuderguss und Lost Foam.

In der Gießerei werden neben der Quarzsandformung (oder Grünsandformung) auch andere Verfahren eingesetzt, wie

  • das Wachsausschmelzverfahren
  • das Maskenformgießen
  • der Schleuderguss
  • das Lost Foam-Verfahren

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