Zentrifugalguss: Prinzip, Typen, Anwendungen, Vor- & Nachteile

Zentrifugalguss (Centrifugal Casting)

Erfahren Sie hier Arbeitsprinzip, Typen, Anwendungen, Vor- und Nachteile des Zentrifugalgusses. Es ist einer der wichtigsten Gussverfahren, bei dem die Form während der Erstarrung oder des Metallgusses schnell um ihre Mittelachse rotiert. Das Verfahren wurde im 20. Jahrhundert patentiert für höherwertige Hohlgussteile. Die erste Zentrifugalgussmaschine erfand 1807 der Brite A.G. Eckhardt. Weit verbreitet für Hohlrohre, Rohre und andere rotationssymmetrische Teile.

Arbeitsprinzip

Basiert auf Zentrifugalkraft an einem rotierenden Bauteil. Die Form rotiert um ihre Mittelachse, während flüssiges Metall eingegossen wird. Die Zentrifugalkraft drückt das Metall an die äußere Formwand. Die Form rotiert, bis der gesamte Guss erstarrt. Leichtere Schlacke, Oxide und Einschlüsse trennen sich vom Metall und reichern sich zum Zentrum hin an.

Typen

Echter Zentrifugalguss (True Centrifugal Casting)

Manchmal synonym für Zentrifugalguss. Herstellung rotationssymmetrischer Hohlprofile. Keine Kerne nötig – der Hohlquerschnitt entsteht rein durch Zentrifugalkraft. Form rotiert um horizontale oder vertikale Achse (meist horizontal). Flüssiges Metall von extern zugeführt. Zentrifugalkraft drückt Metall an Außenwand. Form rotiert bis zur vollständigen Erstarung. Leichtere Schlackenteile trennen sich im Zentrum und werden durch Zerspanung oder andere Verfahren entfernt. Für Hohlrohre, Rohre, Hülsen etc. mit konzentrischem Hohlraum.

Halbzentrifugalguss (Semi Centrifugal Casting)

Für große, achsensymmetrische Objekte. Form horizontal platziert, Rotation um vertikale Achse. Ein Kern in der Mitte erzeugt den Hohlraum. Beim Rotieren füllt sich der äußere Formbereich rein durch Zentrifugalkraft; zum Zentrum hin nimmt die Zentrifugalkomponente ab, die Schwerkraftkomponente zu. Daher Kern in der Mitte für Hohlraum ohne Zentrifugalkraft. Gleichmäßiges Füllen achsensymmetrischer Teile. Zahnradrohlinge, Schwungräder etc.

Zentrifugieren (Centrifuging)

Mehrere Formkavitäten mit zentralem Anguss und radialen Anläufern. Höherer Metall-Druck während der Erstarrung. Für nicht achsensymmetrische Formen. Nur für kleine Objekte geeignet.

Anwendungen

• Luftfahrt: Ringe, Flansche, Verdichter-Gussteile.
• Dampfturbinenschalen.
• Walzen für Stahlwalzwerke.
• Automobilindustrie: Zahnradrohlinge, Zylinderlaufbuchsen, Kolbenringe.
• Lager.
• Schaltgerätekomponenten in der Elektronik.

Vor- und Nachteile

Vorteile

• Dichtes Metall, hohe mechanische Eigenschaften.
• Eindirektionale Erstarrung bis zu einer gewissen Wanddicke.
• Für Massenfertigung geeignet.
• Keine Kerne für Hohlformen (Rohre etc.) nötig.
• Anguss- und Laufrinnen-System entfällt vollständig.
• Alle Verunreinigungen (Oxide, Schlacke) reichern sich im Zentrum an – leicht entfernbar.
• Niedrigere Gießtemperatur – Energieeinsparung.
• Weniger Gussfehler durch gleichmäßige Erstarrung.

Nachteile

• Begrenzte Geometrien – nur symmetrische Formen.
• Hohe Anlagen-/Investitionskosten.
• Nicht für jeden Werkstoff geeignet.
• Hoher Wartungsaufwand.
• Hochqualifizierte Bediener nötig.
• Erstarrungszeit und Temperaturverteilung schwer bestimmbar.

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