Die häufigsten Mängel bei Feinguss Zu den möglichen Ursachen zählen Schrumpfung, Porosität, Fehlgüsse, Kaltverklebungen und Einschlüsse. Schrumpfung entsteht durch unsachgemäße Erstarrung; Porosität entsteht durch eingeschlossenes Gas; Fehlgüsse und Kaltverklebungen entstehen durch niedrige Metalltemperaturen; Einschlüsse entstehen durch den Zerfall oder die Verunreinigung der Keramikschale.
Gasporosität Erzeugt kleine Löcher oder Hohlräume in Gussteilen, wenn während der Erstarrung Gase eingeschlossen werden. Diese Defekte entstehen beim Feinguss, wenn Feuchtigkeit in der Keramikschale Dampf freisetzt, wenn Metalle mit Formmaterialien reagieren oder wenn gelöste Gase im geschmolzenen Metall nicht schnell genug entweichen können. Das eingeschlossene Gas bildet kugelförmige oder längliche Hohlräume, die die Gussstruktur schwächen.
Um Gasporosität zu vermeiden, trocknen Gießereien Keramikschalen vor dem Metallgießen gründlich. Sie entgasen geschmolzene Metalle auch durch Vakuumbehandlungen oder Inertgasspülungen.
Schrumpfporosität Bildet unregelmäßige, gezackte Hohlräume, wenn sich Metall beim Abkühlen und Erstarren zusammenzieht. Dieser Defekt tritt in dicken Gussteilen auf, wo das Metall zuletzt erstarrt und kein flüssiges Metall aus anderen Bereichen aufnehmen kann. Die entstehenden Hohlräume haben raue, dendritische Oberflächen, die sie von glatter Gasporosität unterscheiden.
Gießereien vermeiden Schwindungsporosität durch die Entwicklung geeigneter Zuführsysteme mit Steigrohren und Anschnitten. Diese Kanäle führen flüssiges Metall zu, um die Volumenschwindung auszugleichen.
Heißrisse entstehen, wenn Gussteile während der Erstarrung bei Temperaturen knapp unterhalb des Soliduspunktes Zugspannungen ausgesetzt sind. Diese gezackten, unregelmäßigen Risse bilden sich entlang der Korngrenzen, wo das Metall eine geringe Festigkeit, aber aufgrund unterschiedlicher Abkühlungsgeschwindigkeiten eine hohe Spannung aufweist.
Zur Vorbeugung ist eine sorgfältige Auswahl der Legierung und eine Formgestaltung erforderlich, die Spannungskonzentrationen minimiert. Eine erhöhte Formkollabierbarkeit verringert die Belastung des sich zusammenziehenden Metalls. Die Zugabe von Kornfeinern zur Legierung verbessert die Warmreißfestigkeit durch feinere, gleichmäßigere Kornstrukturen.
Kaltrisse entstehen nach der vollständigen Erstarrung, wenn die Restspannungen die Festigkeit des Materials bei Raumtemperatur übersteigen. Diese Risse verlaufen geradliniger als Heißrisse und breiten sich oft durch Körner statt entlang von Kanten aus.
Spannungsarmglühen verhindert effektiv Kaltrisse durch Reduzierung der Eigenspannungen. Kontrollierte Abkühlraten und die richtige Handhabung während des Ausschüttelns minimieren die Rissbildung zusätzlich. Konstruktive Änderungen, die scharfe Kanten und Spannungskonzentrationen reduzieren, tragen zur Vermeidung dieser Defekte bei.
Kaltverschweißungen entstehen, wenn zwei Metallströme aufeinandertreffen, aber aufgrund vorzeitiger Erstarrung nicht vollständig verschmelzen. Dadurch entsteht eine sichtbare Naht oder Falte auf der Gussoberfläche. Niedrige Gießtemperaturen, langsame Füllraten oder unterbrochenes Gießen verursachen diese Defekte. Die nicht verschmolzenen Bereiche bilden Schwachstellen, die die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen.
Die Einhaltung der richtigen Gießtemperaturen über 50–100 °C (XNUMX–XNUMX °F) der Liquidustemperatur verhindert Kaltverschweißungen. Kontinuierliches, schnelles Gießen stellt sicher, dass die Metallströme verschmelzen, bevor es zu Oberflächenoxidation kommt.
Einschlüsse sind im erstarrten Gussstück eingeschlossene Fremdpartikel, die innere Defekte und Oberflächenfehler verursachen.
Sorgfältige Handhabung verhindert Schalenschäden, die zu keramischen Einschlüssen führen können. Der Einsatz von Keramikfiltern im Angusssystem fängt Partikel ab, bevor sie in den Formhohlraum gelangen. Regelmäßiges Abschöpfen der geschmolzenen Metalloberflächen entfernt Schlacke und Krätze vor dem Gießen.
Fehlgüsse entstehen, wenn geschmolzenes Metall erstarrt, bevor es den Formhohlraum vollständig ausgefüllt hat. Dadurch entstehen unvollständige Gussteile, denen einzelne Elemente oder ganze Abschnitte fehlen. Niedrige Metalltemperaturen, unzureichender metallostatischer Druck oder eingeschränkte Fließwege verursachen Fehlgüsse. Bei dünnen Abschnitten ist das Risiko von Fehlgüssen aufgrund des schnellen Wärmeverlusts höher.
Eine Erhöhung der Gießtemperatur um 50–150 °C über den Normalwert verbessert die Fließfähigkeit und das Füllvermögen. Die Neugestaltung von Angusssystemen mit größeren Querschnitten reduziert den Fließwiderstand. Das Vorwärmen der Formen auf 200–400 °C verlangsamt die Erstarrung in dünnen Abschnitten.
Diese Defekte entstehen durch chemische oder physikalische Reaktionen zwischen geschmolzenem Metall und der Keramikschale.
Der Einsatz feinerer Feuerfestmaterialien und zusätzlicher Schalenbeschichtungen verhindert das Eindringen von Metall. Durch geeignete Schlichten werden Barriereschichten zwischen Metall und Keramik geschaffen. Die Auswahl chemisch verträglicher Schalensysteme für bestimmte Legierungen verhindert Schmelzfehler.
Durch das physikalische Versagen der Keramikschale während des Gießens entstehen verschiedene geometrische Defekte.
Der fachgerechte Aufbau der Schale mit 6–8 Schichten sorgt für ausreichende Festigkeit und verhindert Rissbildung. Kontrolliertes Trocknen zwischen den Schichten verhindert Spannungsaufbau, der zu Schalenversagen führen kann. Die Verstärkung kritischer Bereiche mit zusätzlichen Stuckschichten verhindert lokale Verformungen.
Diese Defekte beeinträchtigen die geometrische Genauigkeit und die Maßhaltigkeit Toleranz von Gussteilen.
Vorrichtungshalterungen sorgen während der Abkühlung für die korrekte Geometrie und verhindern Verformungen. Symmetrische Anschnittkonstruktionen fördern gleichmäßige Abkühlraten. Qualitätskontrollen während der Modellmontage und des Schalenbaus verhindern Fehlpassungen vor dem Metallguss.
