Wie verhindere ich Risse in den mit einem Sandguss-Set hergestellten Gussteilen?

Als Lieferant von Sandguss-Sets habe ich zahlreiche Kunden erlebt, die mit dem häufigen Problem von Rissen in ihren Gussteilen konfrontiert waren. Risse in Sandgussteilen können ein erhebliches Problem darstellen und zu Produktausfällen, erhöhten Kosten und Zeitverschwendung führen. In diesem Blog werde ich einige wirksame Strategien vorstellen, um diese Risse zu verhindern und qualitativ hochwertige Gussteile sicherzustellen.

Die Ursachen von Rissen in Sandgussteilen verstehen

Bevor wir uns mit Präventionsmethoden befassen, ist es wichtig zu verstehen, warum Risse überhaupt entstehen. Es gibt mehrere Faktoren, die zur Rissbildung in Sandgussteilen beitragen können, darunter:

Thermischer Stress

Während des Gießvorgangs kühlt die Metallschmelze ab und erstarrt. Verschiedene Teile des Gussteils können unterschiedlich schnell abkühlen, wodurch thermische Spannungen entstehen. Übersteigt diese Spannung die Festigkeit des Metalls, können Risse entstehen. Beispielsweise kühlen dicke Abschnitte eines Gussteils langsamer ab als dünne Abschnitte, was zu ungleichmäßiger Kontraktion und Spannungsaufbau führt.

Schwindung

Wenn das Metall erstarrt, erfährt es eine Schrumpfung. Wenn die Sandform die natürliche Schrumpfung des Gussteils einschränkt, kann es zu inneren Spannungen und Rissen kommen. Dies gilt insbesondere für Metalle mit hohen Schrumpfraten, wie zum Beispiel einige Stähle und Aluminiumlegierungen.

Verunreinigungen im Metall

Verunreinigungen in der Metallschmelze können die Struktur des Gussstücks schwächen und es anfälliger für Risse machen. Elemente wie Schwefel, Phosphor und Sauerstoff können spröde Verbindungen bilden und die Duktilität des Metalls verringern.

Formenbau

Auch eine schlechte Formgestaltung kann zur Rissbildung beitragen. Beispielsweise können scharfe Ecken in der Form zu Spannungskonzentrationen führen, während eine unzureichende Entlüftung zu Gaseinschlüssen führen kann, die das Gussstück schwächen und Risse verursachen können.

Vorbeugende Maßnahmen

Optimieren Sie den Gießvorgang

• Gießtemperatur: Die Gießtemperatur der Metallschmelze ist entscheidend. Wenn die Temperatur zu hoch ist, dauert das Abkühlen des Metalls länger, was das Risiko einer thermischen Belastung erhöht. Wenn andererseits die Temperatur zu niedrig ist, fließt das Metall möglicherweise nicht richtig, was zu einer unvollständigen Füllung der Form und möglicherweise zu Rissen führt. Für die meisten Aluminiumlegierungen wird eine Gießtemperatur zwischen 680 – 750 °C empfohlen. Bei Stahl kann die Gießtemperatur je nach Legierung zwischen 1500 und 1600 °C liegen.
• Gießgeschwindigkeit: Eine langsame und gleichmäßige Gießgeschwindigkeit sorgt für eine gleichmäßige Füllung der Form und verringert das Risiko von Turbulenzen. Turbulenzen können zu Gaseinschlüssen und ungleichmäßiger Abkühlung führen, was beides zu Rissen führen kann.

Kontrollieren Sie die Kühlrate

• Chills und Inserts: Die Verwendung von Kühlkörpern (in die Form gelegte Metallblöcke) und Einsätzen kann dabei helfen, die Abkühlgeschwindigkeit des Gussstücks zu kontrollieren. Kühlkörper absorbieren die Wärme des geschmolzenen Metalls und begünstigen so eine schnellere Abkühlung in bestimmten Bereichen. Einsätze hingegen können die Abkühlgeschwindigkeit in bestimmten Teilen des Gussteils verlangsamen. Durch die strategische Platzierung von Kühlelementen und Einsätzen können Sie thermische Spannungen minimieren und Risse verhindern.
• Abschrecken: In manchen Fällen kann ein kontrolliertes Abschrecken des Gussstücks von Vorteil sein. Beim Abschrecken wird das Gussstück in einem flüssigen Medium wie Wasser oder Öl schnell abgekühlt. Dieser Prozess muss jedoch sorgfältig kontrolliert werden, um einen übermäßigen Temperaturschock zu vermeiden, der ebenfalls zu Rissen führen kann.

Verbessern Sie die Metallqualität

• Schmelzen und Raffinieren: Das richtige Schmelzen und Raffinieren des Metalls ist für die Entfernung von Verunreinigungen unerlässlich. Durch den Einsatz hochwertiger Rohstoffe und geeigneter Veredelungstechniken wie Entgasen und Flussmittel kann die Qualität des geschmolzenen Metalls erheblich verbessert und das Risiko von Rissen verringert werden.
• Legierungsauswahl: Die Wahl der richtigen Legierung für Ihren Guss ist entscheidend. Einige Legierungen sind aufgrund ihrer Zusammensetzung und Eigenschaften anfälliger für Risse als andere. Zum Beispiel,Aluminium-Sandgießereibietet eine breite Palette an Aluminiumlegierungen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Die Auswahl einer Legierung mit guter Duktilität und geringer Schrumpfung kann dazu beitragen, Risse zu vermeiden.

Verbessern Sie das Formendesign

• Abgerundete Ecken: Die Gestaltung der Form mit abgerundeten Ecken statt mit scharfen Ecken kann Spannungskonzentrationen reduzieren. Abgerundete Ecken verteilen die Spannung gleichmäßiger im gesamten Gussteil und verringern so die Wahrscheinlichkeit von Rissen.
• Ausreichende Belüftung: Eine ordnungsgemäße Entlüftung der Form ist wichtig, damit Gase während des Gießvorgangs entweichen können. Durch Gaseinschlüsse können Hohlräume im Gussstück entstehen, die die Struktur schwächen und zu Rissen führen können. Stellen Sie sicher, dass die Form über ausreichende Belüftungsöffnungen verfügt, um dieses Problem zu vermeiden.
• Formmaterial: Auch die Wahl des richtigen Formmaterials ist wichtig. Das Formmaterial sollte eine gute Wärmeleitfähigkeit und Dimensionsstabilität aufweisen. Für den Sandguss wird üblicherweise hochwertiger Quarzsand mit geeigneten Bindemitteln verwendet.

Nachbehandlung nach dem Casting

• Wärmebehandlung: Durch Wärmebehandlung können innere Spannungen im Gussstück abgebaut und seine mechanischen Eigenschaften verbessert werden. Glühen, Anlassen und Normalisieren sind gängige Wärmebehandlungsverfahren, die das Risiko von Rissen verringern können. Zum Beispiel,StahlsandgussOft ist eine Wärmebehandlung erforderlich, um die gewünschte Festigkeit und Duktilität zu erreichen.
• Inspektion und Reparatur: Nach dem Guss ist es wichtig, die Teile auf Anzeichen von Rissen zu untersuchen. Zur Erkennung innerer Risse können zerstörungsfreie Prüfmethoden wie Ultraschallprüfung und Röntgenprüfung eingesetzt werden. Wenn Risse festgestellt werden, können diese manchmal durch Schweißen oder andere geeignete Techniken repariert werden.

Abschluss

Die Vermeidung von Rissen in Sandgussteilen erfordert einen umfassenden Ansatz, der alle Aspekte des Gussprozesses berücksichtigt, von der Metallvorbereitung bis zur Nachbehandlung. Wenn Sie die Ursachen von Rissen verstehen und die oben beschriebenen vorbeugenden Maßnahmen umsetzen, können Sie die Qualität Ihrer Gussteile erheblich verbessern und das Risiko eines Produktversagens verringern.

Als vertrauenswürdiger Lieferant von Sandguss-Sets setze ich mich dafür ein, unseren Kunden dabei zu helfen, die besten Ergebnisse zu erzielen. Wenn Sie am Kauf unserer Sandgusssets interessiert sind oder Fragen zur Vermeidung von Rissen in Ihren Gussteilen haben, können Sie sich gerne für weitere Gespräche und eine mögliche Beschaffung an uns wenden. Wir freuen uns darauf, gemeinsam mit Ihnen hochwertige Sandgussteile herzustellen.

Referenzen

• Campbell, J. (2003). Castings. Butterworth-Heinemann.
• Kalpakjian, S. & Schmid, SR (2010). Fertigungstechnik und Technologie. Pearson.
• Flemings, MC (1974). Erstarrungsverarbeitung. McGraw - Hill.