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Schleuderguss

Druckguss

Verfahren zur Herstellung von Gusserzeugnissen, die in einer rotierenden Form unter der Wirkung der Fliehkraft erstarren.

Als echten Schleuderguss bezeichnet man das Gießen von Hohlkörpern, die einen rotationssymmetrischen Hohlraum haben, dessen Achse mit der Drehachse des Schleudervorganges zusammenfällt. Die Außengestalt des Gussstückes ist dabei von untergeordneter Bedeutung. Der Innenhohlraum bildet sich ausschließlich unter der Einwirkung der Fliehkraft, und die sich dabei ergebende Wanddicke des Gussstücks hängt von den Abmessungen der Form und von der Menge des zugeführten flüssigen Metalls ab. Zum echten Schleuderguss zählt auch der Schleuderformguss, wenn die Erstarrung unter der Einwirkung der Fliehkraft erfolgt, ganz gleich, ob das Gussstück massiv oder mit einem Hohlraum gegossen wird.

Unechter Schleuderguss liegt dann vor, wenn nur mit geringen Drehzahlen gearbeitet wird, bei denen Zentrifugalkräfte kaum wirksam werden können. Hierzu zählen zum Beispiel jene Verfahren zur Herstellung gegossener Rohre und Buchsen, die einen feststehenden Stahlkern zur Ausformung der Rohr- oder Buchsenbohrung benutzen, (Suyk-Gießverfahren).

Im Folgenden sei auf den echten Schleuderguss, der industriell die größere Bedeutung besitzt, näher eingegangen. Nach diesem Verfahren werden vor allem zylindrische Hohlgussstücke (Rohre) hergestellt. Als Gießform dient die sogenannte Schleudergießkokille, ein Drehzylinder, der unter Umständen wassergekühlt ist und auf Laufrollen aufliegt (Bild  1). Bei größeren Abmessungen erhält die Innenfläche der Kokille eine Auskleidung aus Sand oder anderen feuerfesten Stoffen. Die Drehachse ist gegen die Horizontale leicht geneigt oder liegt genau waagerecht. Das flüssige Metall wird über eine Gießrinne dem Kokilleninnenraum zugeführt. Bei genau waagerechter Drehachse wird die Gießrinne entsprechend lang gestaltet, und beim Gießen wird entweder die Rinne mit gleichmäßiger Geschwindigkeit wieder zurückgeholt oder die Kokille von der Rinne weggefahren. Drehzahl und Vorschub der Kokille lassen sich mit der jeweils erforderlichen Metallmenge so aufeinander abstimmen, dass das Metall unter der Wirkung der Fliehkraft schraubenförmig und deckungsgenau an die Kokilleninnenwand gepresst wird und mit gleichmäßiger Dicke erstarrt, ( Briede-De-Lavaud-Verfahren). Bei Schleudergießmaschinen für kurze Rohre oder Buchsen wird die Gießrinne nur bis an die Kokillenöffnung gefahren.

Häufig angewandt wird bei waagerechtem Schleuderguss die sogenannte Rollenmaschine. Hier liegt die Schleudergießkokille auf vier oder mehr Laufrollen auf, die gemeinsam angetrieben werden (Bild 2). Nach diesem System lassen sich einheitliche Kokillen in beliebiger Folge auf der gleichen Rollenmaschine verwenden. Dieses Prinzip der „fliegenden Kokille“ wird vielfach angewandt, da dann die Gießeinrichtung ständig ausgelastet werden kann. Besondere Vorteile bietet dieses Verfahren, wenn die Kokillen nach jedem Abguss mit einer feuerfesten Innenauskleidung versehen werden müssen, die meist mittels einer Lanze nass eingebracht wird.

Das System der Rollenmaschine wird in vielfältigen Konstruktionsabwandlungen angewandt. Es gibt auch Maschinen, bei denen die Laufrollen nur als Auflage dienen, der Antrieb aber direkt auf die Kokille übertragen wird. Das Ausstoßen der Gussstücke geschieht meist mit pneumatischen oder hydraulischen Vorrichtungen, die auch in die Schleudergießmaschine eingebaut sein können.

Die Gießdrehzahl kann über Regelgetriebe zwischen 800 und 1200/min stufenlos eingestellt werden. Zum raschen Abbremsen nach dem Schleudern dient eine elektrisch betätigte Magnetbremse. Der Schleuderkopf, in den die jeweils zu verwendende Kokille eingesetzt wird, ist mit einer genauen Zentrierung und mit Passschrauben an der elektrisch angetriebenen Hauptspindel befestigt. Der Kokillenabschlussring, der vor dem Gießen einzulegen ist, wird von drei Fliehkrafthebeln gehalten. Die Wasserkühlung erfolgt durch abschaltbare Kühlringe beziehungsweise ein oben liegendes Kühlrohr. Der leicht verfahrbare Gießwagen wird mit einer speziell gestalteten Pfanne ausgerüstet.

Beispielsweise kann eine 12-Stationen-Maschine mit 24 Einzeleinheiten, die karussellartig angeordnet ist, je nach Ausführung bis zu 30 Schleudereinheiten aufnehmen. Einrichtungen dieser Art sind automatisiert. Sie dienen in erster Linie zur Herstellung von Zylinderlaufbuchsen.

Neben dem Waagerecht-Schleuderguss wird, wenn auch in geringerem Maße, der Senkrecht-Schleuderguss angewandt. Die Drehachse der Schleudergießkokille verläuft hier senkrecht. Das Verfahren dient hauptsächlich zur Herstellung von Schleuderformguss. Die Kokillen sind meist waagerecht, selten senkrecht geteilt, sie müssen sicher verklammert sein, damit sie sich unter der Wirkung der Fliehkraft nicht öffnen.

Der Schleuderguss gewährleistet neben einem guten Formfüllungsvermögen eine Werkstoffverdichtung, wie sie bei Sandguss selbst bei größtem Aufwand nicht zu erreichen ist. Schleudergussstücke haben deshalb eine wesentlich höhere Festigkeit als vergleichsweise im Sandguss hergestellte Teile.

Duktile Rohre aus Gusseisen mit Kugelgraphit, im Schleuderguss hergestellt, werden in der Gas- und Wasserversorgung im Kommunalbereich eingesetzt.

Außer bei Eisengusswerkstoffen hat das Schleudergussverfahren auch bei vielen NE-Metallen weite Verbreitung gefunden, vor allem bei Schwermetallen. Das dichtere Gefüge und der größere Reinheitsgrad des Schleudergusses bringen auch hier erhebliche Festigkeitssteigerungen gegenüber Sandguss. Um Entmischungen zu vermeiden ist die Wahl der Drehzahl wichtig, ferner wird möglichst kalt in gut vorgewärmte Kokillen gegossen.

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