Häufige Gussfehler in der Metallurgie: Ursachen und Vermeidung
Katalog gängiger Gussfehler (Sandguss-Fokus)
| Fehler | Beschreibung / Erscheinungsbild | Hauptursachen | Vermeidung / Gegenmaßnahmen |
|---|---|---|---|
| Oberflächenrauhigkeit | Grobe, kieselige Oberfläche | Zu grober Formsand, zu hohe Gießtemperatur (Stahl: Fe-Oxid + SiO₂ → raue Verbindung) | Feinerer Sand, optimierte Gießtemperatur, Formanstriche |
| Schuppen (Scabs) / Buckel (Buckles) | Metallschicht durch Sandablösung getrennt (Scabs klein, Buckles groß) | Zu feiner Sand, geringe Permeabilität, hohe Feuchte, ungleichmäßiges Rammen, unruhiger Metallfluss | Sand mit hoher Heißplastizität/niedriger Ausdehnung, Ausdehnungspuffer, schnelles Füllen |
| Blaslöcher (Blowholes) | Innere Hohlräume (glatt, rund/oval, glänzend), verteilte Porosität, Oberflächensenkungen | Hartes Rammen, hohe Feuchte, geringe Permeabilität, Feinkornanteil, mangelnde Entlüftung, kalte Form, organische Gasbildner, Gasfallen im Modell/Kern | Optimales Rammen, Feuchtekontrolle, Permeabilität, Entlüftung, Formtemperatur, saubere Modell/Kern-Konstruktion |
| Nadelöcher (Pinholes) | Kleine Blaslöcher, oft flächig, knapp unter Oberfläche | Oberflächenreaktionen; Al-Mg (>1 % Mg): Mg + H₂O → H₂; Stahl: unvollständige Entoxidation | Entgasung, Feuchtekontrolle, Entoxidation, Schutzgas |
| Sandflecken (Sand Spots) | Unregelmäßige Vertiefungen, zufällig/geballt | Metall wäscht Sand aus Anguss/Wänden, Turbulenzen, Metallschlag | Ruhiges Angießen, optimiertes Angussystem, saubere Form |
| Aufblähen (Swell) | Formhöhlenvergrößerung beim Gießen | Unzureichendes Rammen, zu schnelles Gießen | Ausreichende Verdichtung, kontrollierte Gießgeschwindigkeit |
| Schwindung (Shrinkage) | Hohlräume durch Volumenkontraktion bei Erstarrung | Falsche Speiser/Ingate-Position, schlechte Konstruktion, unzureichende Radien | Richtiges Speiserdesign (Chvorinov/Caine), gerichtete Erstarrung, Radien |
| Heißrisse (Hot Tears) | Risse mit zerfetzten Kanten durch Zugspannung bei Erstarrung | Zu harte Form, hohe Heißfestigkeit, falsche Temperaturen, fehlende Radien an Querschnittsübergängen | Formnachgiebigkeit, Radien, Temperaturkontrolle, Chills |
| Kaltriß (Cold Crack) | Wie Heißriss, aber < 270 °C, geringere Öffnung | Restspannungen, behinderte Kontraktion im festen Zustand | Spannungsarmes Design, Wärmebehandlung |
| Kaltverschluss / Überlauf (Cold Shots / Surface Laps) | Zwei zu kalte Metallströme verschmelzen nicht; kugelige Metalltröpfchen auf Oberfläche | Zu langsames Gießen, schlechtes Design, zu kleine Ingates | Höhere Gießtemperatur, strömungsgünstige Kanäle (Streamlining) |
| Versatz / Anhebung (Lifts and Shifts) | Externe Formabweichungen | Fehlausrichtung Modellteile, Flasche, Formkästen, unsachgemäße Handhabung | Präzise Passung, sorgfältiges Schließen, Fixierung |
| Schwammigkeit / Wabenstruktur (Sponginess / Honeycombing) | Häufung von Hohlräumen an Oberfläche | Schmutz/Schwarm in Schmelze, unzureichendes Abschlämmen, schlechte Schmelzqualität | Sauberes Schmelzen, sorgfältiges Abschlämmen, Filterung |
| Verschobene Kerne (Displaced Cores) | Kernbewegung durch Auftrieb | Unzureichende Kernverankerung | Feste Verankerung, Kernstahl bei langen Kernen, korrekte Chaplets |
| Fehlplatzierte Kerne (Misplaced Cores) | Ungleiche Wanddicken | Former prüft Wanddicken beim Zusammenbau nicht | Konsequente Maßkontrolle vor Schließen |
| Unterguss (Pour-Short) | Unvollständiges Füllen | Zu wenig Metall in Gießpfanne, Unterbrechung beim Gießen | Ausreichend Metall, ununterbrochener Guss |
| Gasporosität | Runde Hohlräume mit glatten Wänden (gelöstes Gas); winklige mit Dendritarmen (Speisungsmangel); Mikroporosität (NE-Metalle) | Gase beim Schmelzen/Gießen, unvollständige Speisung, Gasgehalt + Schwindung | Vakuumschmelzen/Entgasung, richtige Speisung, Gasarme Schmelze |
| Auslauf (Run-Out) | Metallverlust aus Form → unvollständiges Gussstück | Zu großes Modell, unebene Plattenflächen, ungenügende Flaschengewichte/Spannungen, zu hoher Gießdruck | Passgenaue Flaschen, ausreichende Gewichte/Spannungen, Druckkontrolle |
| Metalleindringen (Metal Penetration) | Metall in Sandzwischenräume → raue, verschmolzene Oberfläche | Zu weiches Rammen, zu grober Sand, zu hohe Gießtemperatur | Festeres Rammen, feinerer Sand, niedrigere Temperatur |
| Graten (Fins) | Dünne, ungewollte Metallvorsprünge an Teilung/Kernfugen | Auslauf, schlechte Passung, hoher Metall-Druck, ungenügende Gewichte/Spannungen | Dichte Formfugen, ausreichende Fixierung |
| Interne Lufteinschlüsse | Durch siedende/schnell gegossene Schmelze | Siedende Schmelze, zu schnelles Gießen | Beruhigtes Gießen, Entgasung |
| Dross / Sandeinschluss (Dross / Sand Inclusion) | Oxide/Reaktionsprodukte im Gussstück | Unkontrolliertes Schmelzen/Gießen, Angussdesign, Sandpraxis | Abschlämmen, Bodenpfannen-Gießen, Angussbecken (Schlackefang), strömungsgünstiges Angussystem, Permeabilitätskontrolle |
| Fehlguss (Misrun) | Unvollständig gefüllte Ecken/Höhlen | Niedrige Gießtemperatur, geringe Fließfähigkeit, zu kleine Ingates, zu viele Engstellen | Höhere Überhitzung, größere Ingates, optimiertes Angussystem |
| Naht (Seam) | Fehler an Zusammenfluss zweier Metallströme | Kalte Fronten, Oxidhaut | Gleichzeitiges Füllen, höhere Temperatur, Strömungsführung |
| Verzug (Distortion) | Formabweichung durch Kontraktionsspannungen | Ungleichmäßige Abkühlung, behinderte Schwindung | Symmetrisches Design, Chills, Spannungsarmglühen |
| Ziehung (Drawing) | Kleine/größere Löcher mit schwarzer Oberfläche (Kontraktion an dicken Stellen) | Dicke Aufsätze, die nach Umfeld erstarren | Chills an dicken Stellen für schnelle Abkühlung |
| Kleinfehler | Drop (Sandabbruch), Crush (Quetschung), Cut (Ausschneidung), Wash (Auswaschung) | Geringe Grünfestigkeit/Härte, heißer Sand, ungenügende Verstärkung | Festiger Sand, kühlerer Sand, Gaggers/Verstärkung |
Fehler durch unvollständige Speisung
Erstarrungsschwindung = Hauptursache vieler Fehler.
Externe Mängel
Lokale Hohlräume an ungespeisten Heißstellen (Mulden an Kope/Oberflächen). Bei grober Unter-speisung: Wanddurchbrüche, Verformung (Eindellen), wurmartige Kanäle am Speiser, drossähnliche Falten an Kope, Nadelöcher.
Interne Mängel
- Mittellunker (Centre-Line Shrinkage): Schmaler, kontinuierlicher Hohlraum entlang Mittellinie plattenförmiger Gussstücke. Nur bei Legierungen mit engem Erstarrungsintervall (Stahl).
- Interdendritische Schwindung (Mikroporosität): Bei Legierungen mit weitem Erstarrungsintervall + unzureichender Speisung / gelöste Gase.
- Interne Heißrisse: Radiale Diskontinuitäten aus Niedrigdichtezonen (Röntgen sichtbar). Ähnlich externe Heißrisse, aber radial statt parallel.
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