Häufige Gussfehler & Unregelmäßigkeiten: Ursachen & Prävention

Tiefere Einblicke in Oberflächen-, Einschluss-, Form-, Guss- und Abkühlfehler

Metallguss in Gießereien ist ein komplexer Prozess. Prüfmethoden helfen dabei, Gussstücke auf Qualitätssicherung zu untersuchen. Diese Inspektionsmethoden helfen, potenzielle Gussfehler zu identifizieren. Wie andere Fertigungsprozesse ist auch der Guss anfällig für verschiedene Arten von Fehlern, sei es Sandguss oder Wachsausschmelzverfahren. Fehler im Guss stellen unerwünschte Anomalien im Metallguss-Fertigungsprozess dar. Die verschiedenen Fehlerarten umfassen Oberflächenfehler, Einschlussfehler, Form- und Gussfehler sowie Abkühlfehler.

Oberflächenfehler

Oberflächenfehler im Guss sind für einen Prüfer sichtbar. Dazu gehören sehr raue oder unebene Oberflächen; „Adern“ oder „Rattenschwänze“, verursacht durch Risse in der Form bei hohen Temperaturen; „Elefantenhaut“, die durch schnelles Abkühlen gekräuselt ist; eingebrannter Sand; und Abstreiffhler. Abstreifffehler sind Metallschuppen auf der Oberfläche, verursacht durch im Form eingeschlossenes Gas.

Einschlussfehler

Schlackeneinschlüsse

Schlackeneinschlüsse sind Fehler, bei denen nichtmetallische Materialien Taschen oder bandartige Einschlüsse im Gussstück erzeugen. Schlacke ist ein wichtiger Teil des Schmelzprozesses im Ofen, notwendig für qualitativ hochwertige Gussstücke, da chemische Prozesse in silizium- und kalziumbasierten Schlacken die Viskosität des Metalls verändern. Beim Gießen muss der Gießereiarbeiter jedoch die Schlacke aus der Form fernhalten. Kurz vor dem Gießen wird Schlacke oft abgeschöpft, aber nicht die gesamte Schlacke wird in diesem Stadium erfasst. Der Anschnitt (Sprue) oder die Angüsse der Form müssen ebenfalls so geformt sein, dass sie Schlacke erfassen. Fehler an irgendeinem Schritt in diesem Prozess können zulassen, dass Schlacke das Metall verunreinigt. Weiterhin kann die Oxidation des Metalls ein Problem für Metalle sein, die lange bei hohen Temperaturen geblieben sind; Schlacke kann sich innerhalb der Form bilden. Oxide sind nicht die einzige Schlacke: Karbide, Sulfide oder Nitride können ebenfalls verantwortlich sein.

Sandeinschlüsse

Sandeinschlüsse sind sehr häufig. Sie sind in kleinen Mengen an Oberflächentiefen bei allen Sandgussstücken zu erwarten. Zu viele Sandeinschlüsse können jedoch ein Gussstück ruinieren. Bei diesem Fehler wird Sand aus der Form im Metall eingeschlossen.

Wenn es viele Sandeinschlüsse an der Oberfläche gibt, könnte dies auf die Notwendigkeit einer Formwaschung oder eines anderen Formsystems hinweisen. Bei Gießereisand, der für Stabilität gebacken wurde, hat die Form vielleicht zu lange im Ofen verbracht und ist brüchig geworden. Vielleicht wäre eine bessere Wahl das No-Bake-Verfahren oder das Wachsausschmelzverfahren. Dieser Fehler kann auch darauf hindeuten, dass nicht genug Bindemittel oder nicht die richtige Art von Bindemittel verwendet wurde, um eine starke Schale zu erzeugen. Eine weitere Möglichkeit ist, dass der Sand unzureichend verdichtet wurde.

Form- und Gussfehler

Unterguss oder Fehlguss (Misrun)

Diese Gussfehler treten auf, wenn nicht genug flüssiges Metall eingebracht wurde, um die Form zu füllen. Manchmal werden offene Speiser verwendet, um zu beurteilen, wann eine Form voll ist: wenn sie falsch platziert sind, könnte der Guss zu kurz gegossen sein. Manchmal werden Fehlgüsse durch vorzeitiges Erstarren während des Gießens verursacht. Bei Fehlgüssen ist ein Teil des Gussstücks unvollständig, meist mit einer abgerundeten Kante, wo das Metall erstarrte, bevor es die Formwand erreichte.

Angehobene Form oder schwimmender Kern

Diese Art von Fehler führt dazu, dass das Gussstück falsche Abmessungen hat. Flüssiges Metall übt Druck aus, und wenn der Kern nicht stabilisiert oder die Form nicht richtig gespannt ist, können sie sich heben und den Guss verformen.

Graterbildung (Flashing)

Grater an Nahtstellen sind im Guss häufig, müssen aber entfernt werden. Grat ist eine dünne Haut, die entsteht, wenn flüssiges Metall zwischen geschlossenen Fugen der Form sickert. Wenn die Form instabil ist, kann der Grat stark genug sein, um den Guss zu verformen.

Formversatz (Mold mismatch/shift)

Dies kann passieren, wenn Ober- und Unterform (Koppe und Drag) beim Schließen nicht ausgerichtet sind. Der resultierende Guss ist oft skurril, da die oberen und unteren Teile der Form versetzt sind.

Sandinstabilität

Sandinstabilität, unzureichende Verdichtung oder Probleme mit der Gießereisandmischung können zu Detailverlust an einem Gussstück führen. Dieses Problem kann feine Details wie Buchstaben oder Verzierungen betreffen oder zu welligen Kanten über den gesamten Guss führen.

Kaltfließen (Cold lap) oder Kaltverschlüsse (Cold shuts)

Diese entstehen, wenn die Temperatur der Form oder des flüssigen Materials zu niedrig ist. Anstatt schnell durch die Form zu fließen, verlangsamt ein Teil des Metallstroms und beginnt zu erstarren. Diese erstarrende Wulst wird zu einem Hindernis, um das der Rest des Metalls herumwirbelt: wie ein Fels im Fluss gibt es oft eine Störung auf der stromabwärts gerichteten Seite des Hindernisses. Die sichtbare abgerundete Lippe des Kaltfließens erzeugt eine permanente Unstetigkeit in der Oberfläche des Gussstücks. Dieser Fehler ist an der Oberfläche sichtbar und manchmal klein genug, um geschliffen oder gefüllt zu werden, aber ein Kaltverschluss oder -fließen kann tief genug gehen, um die strukturelle Integrität des Gussstücks zu gefährden.

Kaltschrot (Cold shots)

Kaltschrot wird ähnlich durch vorzeitiges Erstarren eines Teils des Metalls verursacht. Es sieht aus wie kleine Eisenkugeln oder Tropfen, die im umgebenden Material eingeschlossen sind.

Nadellöcher und Blaselöcher oder Gasporosität

Dies kann durch Gas in der Form verursacht werden, das durch das flüssige Metall drückt und beim Abkühlen Hohlräume oder Blasen hinter lässt. Eingeschlossenes Gas kann durch die Bedingungen der Form verursacht werden, wenn sie nicht porös genug ist, um Gas entweichen zu lassen. Rostige, wasserstoffreiche Schrotteisenchargen bringen mehr Wasserstoff mit und verursachen eher Nadellochfehler. Gasporosität unterscheidet sich von Schwindporosität, obwohl beide kleine Löcher im Guss hinterlassen und im gleichen Metallstück auftreten können. Gasporosität hinterlässt tendenziell regelmäßige, blasenförmige Nadellöcher in der Nähe der Oberseite der Form.

Abkühlfehler

Schwindporosität

Schwindporosität wird durch unzureichendes Metallvolumen in der Form verursacht. Wenn das Metall abkühlt und schwindet, bleiben kleine Löcher im gesamten Gussstück zurück. Diese Löcher sind meist gezackt, im Vergleich zu den glatten, schwebenden Nadellöchern, die durch Gas verursacht werden.

Schwindhöhlen (Shrinkage cavities)

Diese ähneln der Schwindporosität, da nicht genug Metall vorhanden ist, um den Raum zu füllen, während der Guss abkühlt und schwindet. Allerdings ist dieser Fehler tendenziell ein ernsteres strukturelles Problem. Oft erscheinen diese Schwindhöhlen wie große, gezackte Risse in der Mitte eines Metallvolumens. Gussstücke kühlen von außen nach innen ab, und so kann die Höhle an der letzten Stelle entstehen, die abkühlt. Das ist nicht universell der Fall: Schwindvertiefungen, die außen am Gussstück sichtbar sind, können je nach Infrastruktur von Angüssen, Gusskanälen und Speisern auftreten. Diese Vertiefungen sind normalerweise nicht gezackt oder offen, sondern Stellen, an denen das Metall im Vergleich zur beabsichtigten Form eingesunken scheint. Ein Objekt, das unter starkem Schwinden leidet, könnte durch Änderung des Gussdesigns behoben werden, indem Wände verjüngt und Ecken geglättet werden, zusätzliche Speiser im Modell platziert werden oder die Angussposition geändert wird.

Abschreckfehler (Chilling defects)

Abschreckfehler können auftreten, wenn die Form zu kalt ist oder der Guss zu schnell aus dem Sand entfernt wird. Schnelles Erstarren kann die Oberfläche von Gussstücken extrem spröde machen, als wären sie luftabgeschreckt worden. Wenn der Fehler mechanisch, aber nicht strukturell ist, kann das Anlassen des Gussstücks es möglicherweise retten, indem die Sprödigkeit durch Wärmebehandlung entfernt wird.

Heißrisse (Hot tears/cracks)

Heißrisse können auch bei zu schneller Abkühlung entstehen. Sie ähneln Schwindhöhlen, sind aber bandartigere Hohlräume im Metall, verursacht durch schnelles Schwinden. Gussstücke mit Heißrissen werden mechanisch unterperformen.

Abkühlverformung

Dies ist ein häufiger Fehler bei sehr langen, dünnen Gussstücken, kann aber auch bei anderen Formen auftreten. Bei diesem Fehler verzieht sich das Metallgussstück während der Abkühlung von seiner beabsichtigten Form, sodass es außerhalb der spezifizierten Toleranzen liegt.

Inspektion

Dimensionsabweichungen oder Oberflächenprobleme können oft durch Sichtprüfung und Messung erkannt werden. Tests für mechanische Eigenschaften können ebenfalls einfach durchgeführt werden. Einige der anderen Probleme, wie Porosität und Schwindhöhlen, sind intern im Gussstück. Prüfmethoden sind verfügbar, um interne Probleme zu erkennen, damit ein Gussstück nicht unerwartet unter Last versagt.

Sollten Sie Fragen oder Anfragen zu Gussdienstleistungen oder Projekten haben, wenden Sie sich bitte an unser kompetentes Vertriebsteam.