Planung der Gussprodukte und der Gusssysteme

Die Herstellung einer Komponente mit Hilfe eines Gießverfahrens setzt natürlich die Wahl des Materials und die Dimensionierung gemäß den Regeln der mechanischen Planung (Phase der Planung des Gießens) voraus. Sobald diese Phase abgeschlossen ist, ist es notwendig, die Geometrie der Form zu planen, in der der Guss durchgeführt werden soll, wobei die Füllphänomene des Hohlraums (beeinflusst durch die Temperatur und die Viskosität der Legierung) zu berücksichtigen sind, um die Auswirkungen von Turbulenzen (wenn die flüssige Legierung zu schnell in den Hohlraum eindringt, kann es zu Lufteinschlüssen oder Phänomenen der „Erosion“ der Form und der Einlagerung von Sandpartikeln kommen) zu minimieren. Darüber hinaus muss das Verhaltens des Materials während der Erstarrung bewertet werden.

Die Erstarrung ist ein grundlegender Schritt bei Gießverfahren: Wenn die volumetrischen Schrumpfungsphänomene, die mit dem Übergang der Legierung vom flüssigen in den festen Zustand einhergehen, nicht kontrolliert werden, entstehen Defekte wie Lunker.

Das Ausmaß der Volumensschrumpfung im Zuge der Erstarrung hängt stark von der Zusammensetzung der Gusseisen und ihrer Typologie ab. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass die Volumenkontraktion des „eisenhaltigen“ Teils eines Gusseisens (d. h. des austenitischen Gefüges) teilweise oder vollständig durch die „graphitische Ausdehnung“ kompensiert werden kann, d. h. die durch die mit der Bildung von Graphit verbundene Volumenzunahme. Folglich:

  • Hartguss weist während der Erstarrung eine Volumenkontraktion auf, die zwischen 4 und 5,5 % variiert;
  • Grauguss kann zwischen einer Volumenkontraktion von 2,5 % und einer Ausdehnung von 1,6 % variieren;
  • Sphäroguss kann zwischen einer Volumenkontraktion von 4,5 % und einer Ausdehnung von 2,7 % variieren.
Design von Gusseisenteilen Zanardi Foundries

Aus all den oben genannten Gründen ist es daher unerlässlich, die dem herzustellenden Teil entsprechende Geometrie durch das Einfügen von Gusskanälen, Angusskegeln und Kernen zu integrieren (weitere Informationen finden Sie auf der Seite Mikrostrukturelle Bestandteile eines Gusseisens). Die Gusskanäle sind „Reservoirs“, die Flüssigkeit zuführen können, um das mögliche Auftreten von Schrumpfungshohlräumen auszugleichen, und werden an den Stellen platziert, an denen das Risiko der Entstehung dieser Defekte am größten ist.

Um die Planung von Gussteilen und Gießsystemen zu unterstützen, die einst im Wesentlichen auf der Erfahrung der Bediener basierte, werden moderne numerische Simulationscodes verwendet, die in der Lage sind, die Füllung des Hohlraums, die Erstarrung der Legierung und die Kühlung des Gusses mit maximaler Detailgenauigkeit anzuzeigen und vorherzusagen .

Design von Gusseisenteilen Zanardi Foundries

Projektpartner der Zanardi Academy