Impfverfahren

Allgemein
Die Impfbehandlung von Gusseisenschmelzen kann grundsätzlich nach 4 Verfahrenstypen erfolgen, die auch miteinander kombiniert werden können:

Vor- oder Zwischenimpfung



Erste Stufe der Zugabe von ausgewählten Impflegierungen bereits im Schmelzofen oder während des Abstiches. Ziel ist es, gleich zu Beginn des metallurgischen Prozesses im Eisen günstige Vorausaussetzungen für die gewünschte Gefüge- und Graphitausbildung zu schaffen.

Der Einsatz von Siliziumcarbid kann zu einer Vorkonditionierung der Schmelze dienen, damit ein keimreicheres Basiseisen erzeugt wird. Die Verwendung von Vorlegierungen zur Reduzierung des Sauerstoffgehaltes, zum Beispiel Ce-Zr-Mn-haltige Vorlegierung, können zur Verbesserung des Keimhaushaltes beitragen.

Pfannenimpfung



Dies ist das klassische Impfverfahren, bei dem das Impfmittel beim Abstich oder beim Umschütten zugegeben wird. Für diese Art der Impfung werden in Abhängigkeit der Eisenmengen meist Impfmittel in Körnungen zwischen 0,6 und 6 mm verwendet. Das Impfmittel sollte möglichst gleichmäßig in den Eisenstrahl zugegeben werden und nicht auf den Pfannenboden festliegen. Auch das Tauchen oder Einblasen der Impfmittel wird angewandt.

Gießstrahlimpfung



Hierbei wird das Impfmittel direkt während des Gießens in den Eisenstrahl zugegeben:

a)Dosieren einer körnigen Impflegierung über eine Schüttelrinne und Abgabe in einem Rohr auf den Gießstrahl.

b)Pneumatische Impfsysteme, mit denen feinkörniges Impfmittel auf den Gießstrahl geblasen wird. Spezielle Gießstrahlimpfgeräte ermöglichen die gleichmäßige, dosierte Zugabe über den ganzen Gießprozess in den Gießstrahl.

c)Impfung mit Impfdraht, der kontinuierlich dem Gießstrahl zugeführt wird. Bei der Drahtimpfung erfolgt die Impfung mit Hilfe eines Fülldrahtes der mit körnigem Impfmittel gefüllt ist. Die Zuführung des Drahtes zur Schmelze erfolgt über eine regelbare Einspulmaschine, womit eine genaue Dosierung des Impfmittels sowohl über die Drahtlänge als auch die Einspulgeschwindigkeit gewährleistet ist. Die Drahtimpfung kann sowohl in eine Pfanne als auch in die Gießrinne einer Vergießeinrichtung erfolgen.Die Körnung der Gießstrahlimpfmittel liegt zwischen 0,2 und 0,7 mm und die Zugabemenge sollte nicht mehr als 0,15 % betragen, so dass das Impfmittel sich in sehr kurzer Zeit vollständig aufgelösen kann. Der Vorteil gegenüber der Pfannenimpfung ist der späte Zugabezeitpunkt und somit eine weitgehende Vermeidung des Abklingens der Impfwirkung. Die Gießstrahlimpfung kommt vor allem an Formanlagen mit Gießöfen zum Einsatz.

Formimpfung



Die Formimpfung ist die Impfmittelzugabe zum spätest möglichen Zeitpunkt und somit auch das Impfverfahren bei dem der Abklingeffekt auf ein Minimum reduziert ist. Das Impfmittel wird bei der Formimpfung im Gießtümpel oder im Eingusssystem eingebracht. Die Auflösung erfolgt somit unter Luftabschluss direkt durch das vorbeifließende Flüssigeisen über die gesamte Gießzeit. Vorzugsweise sollten für die Formimpfung geformte Impfkörper verwendet werden, um die Gefahr des Einspülens von unaufgelösten Impfmittelkörnchen mit den negativen Folgen der Gussfehlerbildung zu vermeiden.

Ausführungsvarianten der Formimfpung zeigen die Bilder 1 bis 3.

a)Siebkerntechnik, das heißt Einlegen von stückigem Impfmittel auf einen Siebkern im Gießtümpel oder im Eingusskanal beziehungsweise in der Kastenteilung.

b)Impfmittelblöcke im Gießtümpel, das heißt Befestigung (Einformen) eines oder mehrerer Impfmittelblöcke am Boden des Tümpels. Bewährt hat sich dabei das Gießen mit Stopfen. Der Gießtrichter wird erst nach dem Füllen des Gießtümpels geöffnet, das Impfmittel ist beim Einfließen des Eisen in das Gussstück bereits angelöst.

c)Formimpfkörper werden in eine entsprechend vorgeformte, kernmarkenähnliche Vertiefung im Einguss-/Anschnittsystem eingelegt.

Die Zugabemenge an Impfmitteln beziehungseise die Auswahl des Formlings wird im Wesentlichen durch Gießgewicht, Gießzeit und Gießgeschwindigkeit bestimmt. Damit kommt dem Lösungsverhalten, der Zusammensetzung und der Auflösezeit des Formimpfmittels ausschlaggebende Bedeutung zu, welche in Bild 4 schematisch dargestellt ist.

Bild 1: Eingusssystem für die Formimpfung nach der Siebkerntechnik© GIESSEREI LEXIKON
Bild 2: Gießtümpel aus Kernsand mit Schlackenwehr und eingeformtem Impfmittelblock (nach K. Höffer)© GIESSEREI LEXIKON
Bild 3: Eingusssystem für die Formimpfung unter Verwendung eines Impfmittelblockes© GIESSEREI LEXIKON
Bild 4: Weißeinstrahlung im Gießkeil, in Abhängigkeit vom Impfmittel
A Impfmittel mit schneller Lösung und starker, jedoch nur kurzzeitiger Impfwirkung,
B Impfmittel mit langsamer Lösung und mäßiger Impfwirkung über einen längeren Zeitraum,
C Impfmittel mit schnellem Lösungsbeginn und maximaler Impfwirkung über die Gießzeit.© GIESSEREI LEXIKON

Taschenbuch der Gießerei-Praxis

Jährlich aktualisierte Ausgabe des Nachschlagewerks für das Gießereiwesen.