9 bewährte Lösungen für häufige Aluminium-Druckgussfehler

Hintergrund: Aluminium-Druckguss

Die vielen Vorteile des Druckgussverfahrens – hohe Präzision, Produktionseffizienz und Oberflächenqualität bei Nichteisenlegierungen – machen es unverzichtbar. Mit der Entwicklung von Auto- und Motorradindustrie sowie Anforderungen an Qualität, Energieeinsparung und Emissionsreduzierung wächst der Einsatz von Leichtmetall-Druckgussteilen, insbesondere Aluminium-Druckguss, rasant.

Daten zeigen: In industriell entwickelten Ländern ersetzen Aluminium- und Magnesiumlegierungen zunehmend Stahlguss – ein wichtiger Trend. Aktuell entfällt auf Druckguss 49 % der verschiedenen Umformprozesse für Aluminiumlegierungen im Automobilbau.

Doch in der Produktion treten oft kleine Unfälle auf, die zu Fehlern führen. Dieser Artikel fasst 9 typische Aluminium-Druckgussfehler und ihre Lösungen zusammen – Hilfe zur Selbsthilfe bei gleichen Problemen.

1. Fließspuren und Muster auf der Oberfläche

Sichtbefund

Streifen in Fließrichtung der Schmelze, deutlich abweichend von der Matrixfarbe, ohne Fortschrittsneigung.

Ursachen für Fließspuren

• Formtemperatur zu niedrig
• Schlechter Angusskanal / falsche Einlaufposition
• Schmelztemperatur zu niedrig
• Niedrige Füllgeschwindigkeit / kurze Füllzeit
• Unvernünftiges Gießsystem
• Schlechte Entlüftung
• Ungeeignetes Sprühbild

Ursache für Muster

Zu viel oder minderwertige Trennmittel in der Kavität.

Lösungen & Prävention

• Querschnitt oder Position des Einlaufs anpassen
• Formtemperatur erhöhen
• Geschwindigkeit und Druck am Einlauf einstellen
• Passendes Trennmittel wählen, Dosierung justieren

2. Kaltschweißung (Cold Shut)

Sichtbefund

Offensichtliche, unregelmäßige, eingesunkene Linien (penetrierend / nicht penetrierend), schmal, manchmal glatte Kanten, können unter äußerer Kraft brechen.

Ursachen

• Zwei Metallströme stoßen aufeinander, verschmelzen aber nicht vollständig, keine Einschlüsse, sehr schwache Bindung
• Gießtemperatur oder Formtemperatur zu niedrig
• Falsche Angussposition / zu langer Fließweg
• Niedrige Füllgeschwindigkeit

Lösungen & Prävention

• Gießtemperatur angemessen erhöhen
• Einspritzverhältnis verbessern, Füllzeit verkürzen, Einspritzgeschwindigkeit erhöhen
• Entlüftung und Füllbedingungen verbessern

3. Risse auf der Oberfläche

Sichtbefund

Netzartige, haarfeine Erhebungen oder Vertiefungen, die mit steigender Schusszahl wachsen.

Ursachen

• Risse in der Kavitätsoberfläche
• Ungleichmäßiges Vorheizen der Form

Lösungen & Prävention

• Form regelmäßig oder nach bestimmter Schusszahl glühen, um Kavitätsspannungen abzubauen
• Bei Kavitätsrissen: Formoberfläche polieren, Risszone abtragen
• Formvorheizung gleichmäßig gestalten

4. Senkungen (Dellen) auf der Oberfläche

Sichtbefund

Glatte Dellen (scheibenförmig) an der dicksten Stelle des Gussteils.

Ursachen

• Konstruktionsfehler: Schwindung, zu große Wanddickenunterschiede, falsche Angussposition, niedriges Einspritzverhältnis, kurze Nachdruckzeit, lokale Formüberhitzung
• Unvernünftiges Kühlsystem
• Zu frühes Öffnen der Form
• Gießtemperatur zu hoch

Lösungen & Prävention

• Wanddicke gleichmäßig gestalten
• Dickentransitionen abrunden
• Einlaufposition korrekt wählen, Einlaufquerschnitt vergrößern
• Einspritzdruck erhöhen, Nachdruckzeit verlängern
• Gieß- und Formtemperatur moderat senken
• Lokale Kühlung bei Hotspots
• Überlaufeigenschaften verbessern

5. Anhaftungsspuren (Soldering)

Sichtbefund

Kleine Plättchen (metallisch / nichtmetallisch) sind mit der Matrix verschweißt, lösen sich unter äußerer Kraft.

Ursachen

• Metallische / nichtmetallische Rückstände in der Kavität
• Verunreinigungen beim Gießen haften an der Kavität

Lösungen & Prävention

• Kavität, Druckkammer und Angussystem vor dem Gießen reinigen
• Gusslegierung reinigen
• Passendes Trennmittel wählen, gleichmäßig auftragen

6. Oberflächenabschichtung (Delamination / Skinning)

Sichtbefund

Deutliche Metallschicht im Gussteil sichtbar (visuell oder nach Schädigung).

Ursachen

• Unzureichende Formsteifigkeit: Plattenflattern während Füllung
• Kolbenkriechen beim Einspritzen
• Falsches Anguss-System-Design

Lösungen & Prävention

• Formsteifigkeit erhöhen, Formteile festziehen für Stabilität
• Zusammenarbeit Kolben / Druckkammer justieren, Kriechen beseitigen
• Einlauf vernünftig gestalten

7. Oberflächen-Friktionsabtragung (Erosion durch Schmelze)

Sichtbefund

Rauhe Stellen auf der Gussstückoberfläche.

Ursachen

• Falsche Einlaufposition, -richtung, -form
• Unzureichende Kühlung der vom Schmelzstrom stark beaufschlagten Bereiche

Lösungen & Prävention

• Einlaufposition und -richtung optimieren
• Kühlung verbessern, besonders an stark beaufschlagten Stellen
• Trennmittel an abgetragenen Stellen auftragen
• Legierungsdurchfluss so einstellen, dass keine Kavitation entsteht
• Legierungsanhaftungen am Werkzeug beseitigen

8. Erosion (Auswaschung)

Sichtbefund

Lokale Grübchen oder Wülste am Gussteil.

Ursachen

• Einlaufposition nicht optimal
• Schlechte Kühlbedingungen

Lösungen & Prävention

• Einlaufdicke anpassen
• Position, Richtung und Anordnung des Angusses ändern
• Kühlung der erodierten Bereiche verstärken

9. Risse in Druckgussteilen (thermisch / mechanisch)

Sichtbefund

In alkalischer Lösung dunkelgrau erscheinende Risse. Gerade oder wellige, schmale, lange Linien mit Fortschrittsneigung unter Belastung.

Ursachen

• Legierungsfehler: zu viel Fe, zu wenig Si; schädliche Verunreinigungen mindern Plastizität; Al-Si / Al-Si-Cu mit zu viel Zn/Cu; Al-Mg mit zu viel Mg
• Zu kurze Formverweilzeit / Nachdruckzeit; drastische Wanddickenänderung
• Lokale Klemmkraft zu hoch, ungleichmäßige Auswerfkraft

Lösungen & Prävention

• Legierungszusammensetzung kontrollieren: z. B. Reinaluminium zur Mg-Reduktion, Al-Si-Meisterlegierung zur Si-Erhöhung
• Formtemperatur erhöhen; Gussstruktur ändern, Kernzugmechanismus anpassen, Auswerferkraft angleichen
• Entformungsschräge vergrößern, lokal starkes Trennmittel einsetzen
• Formverweilzeit und Nachdruckzeit verlängern