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Vererzung

Gussstücke

Gussfehler, fehlerhafte Gussoberfläche durch Penetration des Flüssigmetalls in die Poren der Formoberfläche in Verbindung mit chemischen Reaktionen zwischen Sauerstoff, Kohlenstoff, Bentonit, Metalloxiden und Sand. Als Folge von Metall-Formstoff-Reaktionen treten Schmelzphasen auf, die zu angebranntem Sand (Ansinterungen) und Vererzungen führen (Bild).

Sowohl der Quarzsand als auch die Zerfallsprodukte des Tones reagieren bei höheren Temperaturen mit Metalloxiden (beispielsweise FeO) unter Bildung niedrigschmelzender Orthosilicate nach folgendem Reaktionsschema:

Der Sinterpunkt des Fayalits liegt unterhalb von 1000 °C.

    Die entstehenden Eisenoxide benetzen den Formstoff weit besser als das metallische Eisen, dadurch sind neben der Vererzung auch Versinterungen und sogenannter Anbrand (angebrannter Sand), oft nebeneinander vorhanden. Der Fehler tritt bevorzugt bei dickwandigen Gusseisenteilen und bei Stahlguss auf. Er ist mit bloßem Auge am Gussteil sichtbar, es hat sich eine feste Sand-Metall-Kruste auf der Gussoberfläche gebildet. Auch Gussteile aus Kupfer-Zinn- und Kupfer-Zink-Legierungen sind gefährdet. Bevorzugte Orte von Vererzungen sind Kanten in der Form oder dem Kern, wo das Metall wegen der Geometrie des Gussstückes sehr lange flüssig bleibt und die Formteile stark aufgeheizt werden.

    Mögliche Fehlerursachen:
    • Chemische Reaktion zwischen niedrig sinternden Formstoffbestandteilen, besonders von Verunreinigungen im Formstoff wie beispielsweise Staub, Speiser- oder Kernsandreste, und dem Metall,
    • zu große Benetzbarkeit der Formoberfläche,
    • niedrige Feuerbeständigkeit des Quarzsandes,
    • örtlich hohe Formstoffaufheizungen durch Formfüllung, Gussteilwandstärke und /oder zu hohe Gießtemperatur.
    Mögliche Maßnahmen zur Fehlervermeidung:

    Form- und Gießtechnik:

    • Verbesserung der Formverdichtung durch bessere Fließbarkeit des Formstoffs,
    • Verringerung der Gießgeschwindigkeit und/oder der Gießtemperatur,
    • Verringerung der metallostatischen Belastungen.

    Formstoff:

    • Optimierung der Glanzkohlenstoffbildner im Formstoff zur Reduzierung der Benetzbarkeit,
    • Auffrischung des Formstoffs mit Quarzsand hoher Sinterbeständigkeit (SiO2-Gehalt > 99,5 %), Verringerung des Oolithisierungsgrads,
    • Reduzierung der inerten Feinanteile.