Formfüllungsvermögen

Herstellung Formen und Kerne
Die Gießbarkeit metallischer Werkstoffe wird durch die beiden gießtechnologischen Eigenschaften Fließvermögen und Formfüllungsvermögen beurteilt. Während man unter Fließvermögen die relative Dünnflüssigkeit in Abhängigkeit von der Gießtemperatur und vom Erstarrungsverhalten versteht, das heißt die Fähigkeit, in einem waagerecht ausgerichteten Gießkanal mehr oder weniger weit auszulaufen, wird die Abbildungsfähigkeit und Konturenwiedergabe des Formhohlraumes als Formfüllungsvermögen bezeichnet. Letzteres wird insbesondere durch die Oberflächenspannung, das Erstarrungsverhalten und die Abkühlungsgeschwindigkeit beeinflusst. Bei Gießversuchen mit Gießspiralen wird die erzielte Spirallänge als Fließvermögen gewertet, die sogenannte Vorlauflänge wird dagegen dem Formfüllungsvermögen gleichgesetzt. Unter Vorlauf versteht man die Länge der Spiralspitzen, die sich von der Formwand abheben und somit keine konturengenaue Wiedergabe des Gießkanals mehr aufweisen.

Hohes Formfüllungsvermögen ist identisch mit einer möglichst kurzen Vorlauflänge. Die Schmelze besitzt dann unabhängig vom Fließvermögen die Fähigkeit, den Formhohlraum auch bei niedriger Gießtemperatur konturenscharf wiederzugeben und auszufüllen.

Hohes Fließ- und Formfüllungsvermögen müssen nicht immer gleichzeitig und gemeinsam auftreten. Bei den Al-Si-Legierungen stellt sich beispielsweise ein optimales Formfüllungsvermögen bei den eutektischen Werkstoffen mit 12 % Si ein (Bild  1), die jedoch, wie Bild 2 zeigt, nur ein mäßiges Fließvermögen besitzen. Die hervorragende Gießbarkeit dieser Legierung ist also weit weniger auf ihr Fließvermögen, sondern auf ihr hohes Formfüllungsvermögen zurückzuführen. Auch Gusseisen mit Lamellengraphit besitzt ein ausgezeichnetes Formfüllungsvermögen, da hier in Folge der Graphitausscheidung die niedrigste Volumenschwindung aller Fe-C-Gusswerkstoffe vorliegt. Dies bedeutet, dass Formenkonturen am Abguss deutlich und scharf wiedergegeben werden. Ein erhöhter Phosphorgehalt (von 0,7 bis 1,2 %), vor allem bei Kunstguss, verbessert zusätzlich die Vergießbarkeit von Gusseisen.

Bild 1: Vorlauflängen von Gießspiralen aus Al-Si-Legierungen© GIESSEREI LEXIKON
Bild 2: Fließvermögen von Al-Si-Legierungen, gemessen mit der Gießspirale (nach W. Patterson und R. Kümmerle)© GIESSEREI LEXIKON

Taschenbuch der Gießerei-Praxis

Jährlich aktualisierte Ausgabe des Nachschlagewerks für das Gießereiwesen.