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Unterdruck-Dichteprüfung

Allgemein

Verfahren zur Bestimmung der Neigung von Aluminiumgusslegierungen zur Ausbildung von Poren und Lunkern bei der Erstarrung, auch als Dichte-Indexmessung bezeichnet.

An zwei parallel gegossenen Proben wird der Dichteunterschied auf Basis des Archimedischen Prinzips ermittelt.

Die Schmelze wird in Stahlblechtiegel gegossen.

Eine Probe wird in einem Tiegel mit konstanter Ausgangstemperatur unter atmosphärischem Druck erstarrt. Aufgrund des auf die Schmelze wirkenden atmosphärischen Drucks scheidet sich nur eine geringe Gasmenge aus und bildet ein geringeres Porenvolumen, sofern eine verunreinigte Schmelze vorliegt. Die Erstarrung der Probe im zweiten Tiegel mit konstanter Ausgangstemperatur erfolgt bei einem Unterdruck von circa 80 mbar. Der gelöste Wasserstoff wird mit Beginn der Erstarrung weitgehend molekular ausgeschieden, wobei dieser an nichtmetallischen Verunreinigungen (zum Beispiel Oxiden) ankeimt.

Nach vollständiger Erstarrung und Abkühlung beider Proben kann die Dichteauswertung der Proben erfolgen.

Beide Proben werden zunächst gewogen. Anschließend werden sie in ein auf einer Waage befindlichen Wasserbad gehängt und auf diese Weise das Volumen (verdrängte Wassermenge) bestimmt, woraus sich dann in Kombination mit dem Gewicht die Dichte der Proben bestimmen lässt.

Anschließend werden die beiden Dichtewerte ins Verhältnis gesetzt, sodass der prozentuale Dichteunterschied, der als Dichte-Index DI bezeichnet wird, berechnet werden kann:

Datm- Dichte der Probe unter atmosphärischem Druck
D80mbar- Dichte der Probe bei 80 mbar


Für die Auswertung der Messergebnisse sind folgenden Einflussfaktoren sorgfältig zu beachten und möglichst konstant zu halten, um vergleichbare Messergebnisse erzielen zu können:

  • Temperatur der Schmelze,
  • Ausgangstemperatur des Tiegels,
  • Oberflächenbeschichtung des Tiegels,
  • abgegossenes Probenvolumen,
  • Gießtemperatur,
  • konstanter Abstand (Gießhöhe) zwischen Gießlöffel und Tiegel (möglichst gering halten),
  • zeitlicher Aufbau sowie die Höhe des Unterdrucks.

Zur Herstellung der Unterdruck-Dichteproben und Durchführung der Prüfung der Unterdruckdichte stehen entsprechende Aparaturen mit elektronischen Wägesystemen zur Verfügung (Bild 1 und Bild 2).

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