FACHBEITRAG
November 2019
Fehler durch Gasblasen – Ursachen erkennen und Maßnahmen beurteilen
Gasbedingte Fehler in Gussteilen haben vielfältige Ursachen. Sie können entstehen durch:
-
eingeschlossene Luft aufgrund von turbulenter Formfüllung
-
Reaktionen mit dem Formstoff
-
Reduktion von Oxiden (Schlacke) durch Kohlenstoff in der Schmelze
-
Ausscheidungen während der Erstarrung aufgrund unterschiedlicher Löslichkeiten im Flüssigen und Festen unter Bildung einer Gasphase (z. B. Wasserstoffporosität bei Al-Legierungen) oder
-
die thermisch bedingte Zersetzung des Binders von Formstoffen (hauptsächlich bei Sandkernen)
Beim Abguss steigt die Temperatur des Kerns im Kontakt mit heißer Schmelze bzw. dem erstarrenden Gussteil schnell an (Bild 1). Dies führt zur Zersetzung des thermisch instabilen Binders (linkes unteres Teilbild). Bei organischen Bindersystemen sind die meisten Zersetzungsprodukte gasförmig, was einen entsprechenden Druckanstieg im Kern zur Folge hat (rechtes unteres Teilbild).
Bild 1: Vorhersage der thermischen Belastung des Kerns und der entstehenden Gase beim Gießen
Entscheidend dafür, ob das entstehende Kerngas in die Schmelze eindringen kann, ist neben der Formstoff- und Gussoberfläche die Bilanz zwischen dem metallostatischem Druck in der Schmelze und dem aktuellen Druck im Kern an der Grenzfläche. Solange der metallostatische Druck höher ist als der aktuelle Druck im Kern, besteht keine Gefahr. Wenn der Differenzdruck positiv wird, kann das Gas aus dem Kern in Richtung Gussteil entweichen.
Bild 2 zeigt den Differenzdruck (rechts) zu einem Zeitpunkt während der Erstarrung. Angezeigt werden nur Bereiche, die noch von flüssiger Schmelze umgeben sind. Sobald sich eine feste Randschale gebildet hat, besteht keine Gefahr mehr.
Bild 2: Differenzdruck (Gas – Schmelze) während der Erstarrung
Mit den neuen Möglichkeiten in MAGMASOFT® lassen sich Einflüsse und mögliche Maßnahmen auf das Gefährdungspotenzial für kerngasbedingte Fehler untersuchen, z. B. durch gezielte Kernentlüftung oder unterschiedliche Gasdurchlässigkeiten des Sandes (Bild 3).
Bild 3: Gefährdungspotenzial bei unterschiedlichen Gasdurchlässigkeiten
Wenn Sie Interesse haben, mehr über wichtige Einflussgrößen auf mögliche Gussfehler und Eigenschaften von Eisenlegierungen als Guss- und Konstruktionswerkstoffen zu erfahren, besuchen Sie unser Seminar
Simulation von Gusseisen – Grundlagen, Metallurgie, Gussfehler.
Diese interdisziplinäre Veranstaltung eignet sich für Fachleute aus Arbeitsvorbereitung, Qualitätssicherung und Fertigung in Ihrer Eisengießerei, Anwender sowie Nutzer von Simulationsergebnissen innerhalb der Prozesskette.
 |
