Temperaturkontrolle im Druckguss meistern für optimale Qualität

Zwei Temperaturindikatoren beeinflussen die Druckgussproduktion: Gießtemperatur und Formentemperatur.

1. Gießtemperatur

Gießtemperatur ist die Temperatur, bei der flüssiges Metall aus dem Druckraum in die Formkavität eintritt. Sie wird durch die Legierungsschmelztemperatur im Halteofen während des Gießprozesses gesteuert.

Für Gussstücke mit unterschiedlichen Formen und Strukturen kann die Gießtemperatur bei 630–730 °C gehalten werden. Bei komplexen Bauteilen mit dünnen Wänden wählt man meist höhere Temperaturen für bessere Fließfähigkeit und Formfüllung; bei dickwandigen Teilen niedrigere Temperaturen zur Reduktion von Erstarrungsschwindung.

Zu hohe Gießtemperatur erhöht die Gasaufnahme der Aluminiumschmelze – Poren, Lunker und Blasen an der Oberfläche. Auch Formkorrosion beschleunigt sich – vorzeitige Formalterung und Rissbildung.

Zu niedrige Temperatur verursacht Kaltfließfehler, Fließlinien, Fehlfüllung. Aluminium neigt bei zu niedriger Temperatur zu Zusammensetzungsabweichungen – harte Punkte im Gussstück, schlechte Zerspanbarkeit. Je höher die Gießtemperatur, desto niedriger die mechanischen Eigenschaften des Druckgusswerkzeugs offensichtlich.

2. Formentemperatur

Formentemperatur bezeichnet allgemein die Oberflächentemperatur der Form. Der Standardmesswert sollte ca. 1/3 der Legierungsschmelz-Gießtemperatur betragen. Formentemperatur beeinflusst mechanische Eigenschaften, Dimensionsgenauigkeit und Werkzeugstandzeit stark.

(1) Formentemperatur & Werkzeugstandzeit

Im kontinuierlichen Druckguss wird die Form zyklisch beheizt und gekühlt – thermische Spannungen durch interne Temperaturdifferenzen. Im duktilen Zustand verursacht Spannung plastische Verformung; im spröden Zustand Heißrisse. Zyklische thermische Spannung führt zu thermischer Ermüdung und Rissbildung. Zu hohe Formentemperatur begünstigt Verformung.

(2) Formentemperatur & Trennmittelwirkung

Bei zu hoher Formentemperatur verdampft Trennmittel unkontrolliert – kein dichter Trenfilm, Anhaften der Form. Bei zu niedriger Temperatur enthält der gebildete Trenfilm nicht verdampftes Wasser – schlechte Entformung, auch Gussporen und Kaltisolierung.

(3) Formentemperatur & Gussqualität

• Unter 130 °C: Fast alle Gussstücke weisen Fehlfüllung, Bruch, Kaltfließen, Fließlinien auf – Ausbeute nahe null durch zu niedrige Gießtemperatur.
• 130–150 °C: Nahe Idealtemperatur, Gussstück formbar, aber Qualität instabil. Meiste Gussstücke zeigen Fließlinien und Kaltfließen an der Oberfläche.
• 150–300 °C: Geeigneter stabiler Temperaturbereich für den Guss.
• Über 300 °C: Leicht entstehen Oberflächenblasen, Anhaften, Schwindung, Aufschweißen und andere Fehler bei zu hoher Gießtemperatur. Mechanische Eigenschaften sinken, wenn Formentemperatur 250 °C übersteigt.