Lösungen und Leistungen

Stahlguss

Zukunft gestalten: Simulation im Stahlguss

Stahlgussteile sind strategische Komponenten nicht nur für Rohstoff- und Energiegewinnung. Ihre Herstellung ist personalintensiv und auch vom Rohstoff- und Energieeinsatz geprägt. Simulation ist eine Schlüsseltechnologie für eine qualitätsgerechte, ressourcenschonende und damit wirtschaftliche Fertigung.


Die wirtschaftliche Produktion von hochwertigem Stahlguss ist ein Puzzle, in dem viele Teile zusammenpassen müssen. Sie beginnt mit der Einstellung eines hohen Reinheitsgrades der Schmelze einer optimierten Anschnitt- und Speisungstechnik zur Vermeidung von Volumenfehlern und Porositäten, einer guten Oberfläche des Gussteils sowie der Vermeidung von Rissen, Verzug und Makroseigerungsproblemen und reicht bis zur Optimierung der abschließenden Wärmebehandlung. Durch die Gießprozess-Simulation können Gießer ihre Prozesse analysieren, optimieren und dafür sorgen, dass alle Puzzelstücke so zusammenpassen, dass letztendlich robuste, wirtschaftliche Fertigungsprozesse etabliert werden.


Anzeige von Porositäten (links) und Reoxidationseinschlüssen (rechts) in MAGMA5

Prozesse durch Simulation verstehen und optimieren, bedeutet im Stahlguss:

 

  • Praxisnahe und detaillierte Abbildung aller Prozessschritte
  • Qualitätsverbesserung durch die Vermeidung von Gussfehlern, wie Kaltlauf, Reoxidations-, Sand und Schlackeeinschlüssen, Porositäten, Lunkern und Rissen
  • Zeiteinsparung durch formgerechte Lösungen beim Auslegen des Anschnitts, der Laufdimensionierung, von Speisern und Kühlkokillen
  • Kostensenkungen insbesondere in den Bereichen Material- und Energieeinsatz, Senkung der Qualitätskosten und Reduzierung von Nacharbeit
  • Verminderung von Anlaufkosten, die aus Änderungen von Gießtechnik und Fertigungsbedingungen resultieren
  • Frühe und sichere Entscheidungen durch die quantitative Vorhersage von Gefügen und Eigenschaften im Gussteil nach der Wärmebehandlung

Warmriss: Vorhersage und realer Fehler

MAGMA5, MAGMAsteel und Ergänzungsmodule wie MAGMAstress bieten umfassende Möglichkeiten, um den Stahlgussprozess realitätsnah und zuverlässig zu simulieren. Dazu gehören:

 

  • Abgießen aus Pfannen mit Berechnung der Pfannencharakteristik
  • Vorhersage von Formerosion, Vererzung und Penetrationen
  • Berechnung von Konvektion in der Schmelze während der Erstarrung und Makroseigerung im Gussteil
  • Ermittlung von Lunkern und Mittellinienporosität
  • Ermittlung von kritischen Bereichen für Reoxidations- und Sandeinschlüssen
  • Spezielle Möglichkeiten für Stahlfeinguss und Croningformen
  • Gussteilspannungen, Rissvorhersage und -verzug während der Erstarrung nach Ausformen, Abtrennen des Gießsystems sowie während der Abkühlung, und Bearbeitung
  • Spannungsabbau und Verzug während der Wärmebehandlung
  • Vorhersage von lokalen Gefügen und mechanischen Eigenschaften während und nach der Wärmebehandlung auf Basis der Werkstoffzusammensetzung und der Prozessbedingungen

 


Simulation der Wärmebehandlung mit MAGMAsteel: Definition Wärmebehandlungsprozess (links oben), simulierte Abkühlkurven kombiniert mit dem ZTU-Diagramm (links unten) und Simulation der mechanischen Eigenschaften nach der Wärmebehandlung; hier: Verteilung der Zugfestigkeit (rechts)
Fallbeispiele

Sie wachsen mit der Strömung

20 % der Produktionskosten von Stahlguss sind auf die Vermeidung oder Beseitigung von Einschlüssen und damit verbundenem...

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Jenseits des Gießens …

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Veröffentlichung

Versuchspläne in der gießtechnischen Simulation

Entwicklungsprozesse in der Gießerei müssen ständig an die schärfer werdenden Wettbewerbsbedingungen angepasst werden. Die Gießer müssen...

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