Druckguss-Herausforderungen & Lösungen für Präzisionsteile

Druckguss = Präzisionsgussverfahren. Druckgussteile haben sehr enge Maßtoleranzen und hohe Oberflächenpräzision.

Meistens können Druckgussteile ohne Drehen montiert werden. Gewindeteile direkt gießbar. Kleinteile (Kamerateile, Schreibmaschinenteile, Elektronik, Dekor); komplexe Fahrzeugteile (Auto, Lok, Flugzeug) – mostly druckgegossen.

Dieser Beitrag stellt Hauptmethoden zur Druckgussqualitätskontrolle vor in 3 Aspekten:

• Erforderliches Druckgussmetall
• Wichtiger Einflussfaktor: Temperatur
• Mögliche Fertigungsfehler und Lösungen

Nach Lesen können Sie alle Fehler vermeiden für effektive High-Quality-Produktion.

1. Erforderliche Druckgussmetalle

Hauptmetalle: Zink, Kupfer, Aluminium, Magnesium, Blei, Zinn, Blei-Zinn-Legungen. Spezifischere: ZAMAK, Al-Zn-Legierungen, Alcoa-Standards: AA380, AA384, AA386, AA390, AZ91D-Magnesium.

1.1 Eigenschaften verschiedener Metalle

• Zink: Leichtestes Druckgussmetall, gut beschichtbar. Kleinteile: wirtschaftlich, hohe Druckfestigkeit, hohe Plastizität, lange Gusslebensdauer.
• Aluminium: Leicht, hohe Maßstabilität, hohe Korrosionsbeständigkeit, gute mechanische Eigenschaften, hohe Thermoleitfähigkeit, exzellente Elektrische Leitfähigkeit.
• Magnesium: Gut zerspanbar, leichtestes gängiges Druckgussmetall.
• Kupfer: Hohe Härte, starke Korrosionsbeständigkeit. Besten mechanischen Eigenschaften unter Druckgussmetallen.
• Blei und Zinn: Hohe Dichte, hohe Maßgenauigkeit für spezielle Korrosionsschutzteile. Sicherheitsbedenken: nicht für Lebensmittelverarbeitung/-lagerung. Blei-Zinn-Wismut-Legierungen (manchmal mit Kupfer) für Handbuchstaben und Heißpräge im Buchdruck.

1.2 Minimaler Querschnitt & minimaler Entformwinkel

Tabelle: minimaler Querschnitt und Entformwinkel pro Material. Dickste Stelle < 13 mm.

Metall	Min. Querschnitt	Min. Entformwinkel
Aluminiumlegierung	0,89 mm (0,035 in)	1:100 (0,6°)
Messing & Bronze	1,27 mm (0,050 in)	1:80 (0,7°)
Magnesiumlegierung	1,27 mm (0,050 in)	1:100 (0,6°)
Zinklegierung	0,63 mm (0,025 in)	1:200 (0,3°)

2. Wichtiger Einflussfaktor: Temperatur

Temperatur = kritischer Faktor im Druckguss. Gießtemperatur und Formtemperatur beeinflussen Endprodukt stark.

2.1 Gießtemperatur

Steigende Gießtemperatur → höhere Gaslöslichkeit in Legierung → schwierigere Ausfällung beim Gießen → beeinträchtigt mechanische Eigenschaften.

Al- und Mg-Legierungen oxidieren stärker bei höheren Temperaturen. Oxidische Einschlüsse verschlechtern Legierungseigenschaften.

Eisengehalt im Metall steigt mit Temperatur → verringerte Fließfähigkeit, verschlechterte Produktleistung.

2.2 Formtemperatur

Formtemperatur stark einflussreich auf Formlebensdauer. Intensive Temperaturschwankungen → frühe Formrisse.

Zu niedrige Formtemperatur → erhöhter Schwindspannung der Legierung → Gussrisse.

Zu hohe Formtemperatur → vorteilhaft für glatte Gussoberfläche, aber neigt zu Schwindvertiefungen (Sink Marks).

3. Fertigungsfehler und Lösungen

3.1 Risse (Cracks)

Im Druckgussprozess wird Form wiederholt thermisch belastet – Formoberfläche und innere Verformung verursachen Mikrorisse.

Gegenmaßnahmen: Form vor Beginn ausreichend vorwärmen. Während Prozess Form in bestimmtem Betriebstemperaturbereich halten → frühes Rissversagen vermeiden.

3.2 Fragmentierung (Fragmentation)

Unter Einspritzkraft bricht Form an schwächster Stelle – besonders Ritzmarken oder EDM-Spuren auf Formoberfläche nicht poliert, oder feine Risse an scharfen Ecken.

Spröde Phase oder grobes Korn an Korngrenze → leichter Bruch. Sprödbruch = rasche Rissausbreitung → gefährlich für Formversagen.

Daher: Ritzen, EDM-Spuren etc. auf Formoberfläche polieren – auch im Angussystem. Formmaterial: hohe Festigkeit, gute Plastizität, Schlagzähigkeit, Bruchzähigkeit erforderlich.

Das war die Qualitätsproblematik beim Druckguss. Hoffentlich nützlich! Kommentare bei Fragen willkommen.

Hinweis:

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2. Quelle: Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.). Wiley. 2003: 331.