Wesentliche Eigenschaften von FormSand für Hochtemperatur-Guss

In diesem Artikel lernen wir die für den Formenbau wünschenswerten Sandeigenschaften kennen. Grundlegend: Formen erfolgt bei sehr hohen Temperaturen. Daher muss der Formwerkstoff hohe Feuerfestigkeit (Refractoriness) aufweisen. Es gibt viele metallische und nichtmetallische Materialien für den Formenbau, aber Sand ist der meistverwendete nichtmetallische Werkstoff. Er besitzt hohe Feuerfestigkeit und chemische Stabilität bei hohen Temperaturen, ist leicht verfügbar, günstig und gut formbar.

Die Frage entsteht: Ist Feuerfestigkeit die einzige Eigenschaft, weshalb Sand gewählt wird? Die Antwort lautet: NEIN.

Es gibt viele weitere grundlegende Sandeigenschaften, die den Einsatz im Formenbau begründen:

Sandeigenschaften:

Die wichtigsten Sandeigenschaften für den Formenbau:

Feuerfestigkeit (Refractoriness):

Grundlegendste und wichtigste Eigenschaft. Definiert als Fähigkeit eines Materials, hohen Temperaturen ohne Risse oder Formbruch standzuhalten – für guten Guss unerlässlich. Durch Zugabe von Bindemitteln etwas steigerbar. Schlechte Feuerfestigkeit → schlechte Oberflächenqualität und Gussfehler. Grad der Feuerfestigkeit hängt von SiO₂-Gehalt und Korngröße ab. Höherer SiO₂-Gehalt → höhere Feuerfestigkeit.

Permeabilität / Gasdurchlässigkeit (Permeability):

Eigenschaft, die das Entweichen von Gasen, Luft und Feuchtigkeit aus der Form ermöglicht. Auch Porosität genannt. Unerlässlich für fehlerfreien Guss. Alle Gase und Luftpartikel entstehen beim Gießen und Erstarren der Schmelze in der Form. Diese müssen vor dem Guss entfernt werden, sonst entstehen Gussfehler und Festigkeitsverlust. Permeabilität hängt von Korngröße, Feuchte- und Tongehalt ab.

Kohäsion (Cohesiveness):

Eigenschaft, durch die Sandpartikel sich innerhalb der Form gegenseitig anziehen. Erhöht die Bindekapazität des FormSands für festen Formverbund.

Grüne Festigkeit (Green Strength):

Festigkeit des mit Wasser gemischten FormSands. Der Sand-Wasser-Mix muss ausreichend Festigkeit und Zähigkeit für die Formhandhabung haben. Grüne Festigkeit hängtmostly von Adhäsion und Kohäsion ab. Adhäsion: Anziehung zwischen Sandpartikeln und anderen Partikeln (Ton, Feuchtigkeit) → starker Verbund. Kohäsion der Partikel wichtig für modellschonendes Entformen. Beeinflusst durch Korngröße, Ton- und Feuchtegehalt.

Trockene Festigkeit (Dry Strength):

Beim Kontakt der Schmelze mit der Form verdampft die Feuchtigkeit der angrenzenden Schicht → trockener Sand. Dessen Festigkeit muss ausreichen, um der Schmelze standzuhalten.

Fließfähigkeit und Plastizität (Flowability and Plasticity):

Fähigkeit des Sands, wie eine Flüssigkeit in die Form zu fließen. Erforderlich für gleichmäßige Formen. Ermöglicht Partikelfluss im gesamten Formraum beim Rammen. Nimmt mit abnehmender grüner Festigkeit zu. Auch abhängig von Korngröße, Ton- und Feuchtegehalt.

Adhäsion (Adhesiveness):

Eigenschaft, durch die Sandpartikel andere Partikel anziehen. Für festen Formverbund wünschenswert.

Kollabierbarkeit (Collapsibility):

Eigenschaft, die Risse im Guss nach der Erstarrung verhindert. Nach Erstarren der Schmelze in der Form sollte diese kollabierbar sein, um freie Kontraktion des Metalls zu ermöglichen → Vermeidung von Rissen und Zerreißungen im Gussstück.

Das sind alle wünschenswerten Sandeigenschaften für den Formenbau. Bei Fragen kommentieren Sie gerne. Wenn Ihnen der Beitrag gefällt, teilen Sie ihn in sozialen Netzwerken. Abonnieren Sie unsere Website für weitere informative Artikel. Vielen Dank fürs Lesen.