Schlüsselfaktoren für die Qualitätsstabilisierung beim Aluminium-Druckguss

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GP 11/2015
Die Casting
Mit dem Aluminium-Druckgießverfahren lässt sich eine Schmelze sehr schnell zur Erstarrung bringen. Dabei entsteht eine Trennschicht zwischen der Abschreckschicht (bestehend aus feinen Kristallen) und der inneren Struktur. Während die Abschreckschicht die Dichtheit sicherstellt, birgt sie auch die Gefahr von Materialabplatzungen während der spanenden Bearbeitung der Gussteile. Dank der Fortschritte im endabmessungsnahen Gießen, was auch die Produktionskosten verringert, gibt es heute immer mehr Anwendungen bei denen oberflächennahe Schichten von Gussteilen ohne Bearbeitung hergestellt werden können und die Produkte so die Gussoberfläche behalten. Probleme zwischen der Trennschicht zwischen Abschreckschicht und der inneren Struktur des Gussteiles treten aber immer mehr in den Vordergrund. Da beim Gießen immer ein dichtes Gussgefüge ohne Trennschichten entstehen soll, untersuchte man die physikalischen Eigenschaften der Formoberfläche sowie die Möglichkeiten zur Stabilisierung der Formtemperatur. So konnten neue Erkenntnisse zu Trennmitteln, der Formoberflächenbeschichtung und Formkühlung gewonnen werden. Eine entscheidende Rolle zur Sicherstellung der Qualität im Druckguss spielen die Wärmeisolierung beim Einfließen der Schmelze, der Wärmeübergang bei Druckaufbau sowie die thermische Diffusion zur Form. Nur so kann ein dichtes Gussgefüge ohne Trennungszonen geschaffen werden. Einleitung
Aufgrund ihrer hervorragenden Oberflächeneigenschaften können Druckgussteile als hoch entwickelte Produkte bezeichnet und verwendet werden. Außerdem werden sie für verschiedene Funktionsteile, auch unter Anwendung verschiedener Verbundgießverfahren als Hauptkomponenten im Federsystem von Fahrzeugen angewendet, wo hohe Festigkeiten und Korrosionsbeständigkeiten gefordert sind. Produkte neuerer Entwicklung beinhalten Einheiten mit Wasserkühlung zur Abkühlung von Motoren mit hoher Laufleistung und Ölsteuereinheiten mit präzisen Ölnuten. Da die zunehmende Zugabe von Fremdstoffen negative Auswirkungen auf diese gegossenen Bauteile haben kann, muss deren Festigkeit gewährleistet bleiben. Beim Kaltkammer-Druckgießverfahren wird geschmolzenes Metall in kalten Gießkolben gegossen. Dabei werden Anfangserstarrungsschichten vor dem Füllen der Hohlräume geschaffen. Sobald sich eine solche Erstarrungsschicht in einem Gussteil befindet, verschlechtern sich seine mechanischen Eigenschaften und es treten zusätzlich auch Probleme bei der Fließfähigkeit auf.
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