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Gedankenprotokolle Flashcards

1
Q

Speisungsregel

A
  • Wärmeeinhaltkriterium: Speiser muss später erstarren als Gussteil,
  • Volumenkriterium: Speiser muss Volumenkontraktion ausgleichen,
  • Verbindungskriterium: Verbindung sollte kein Wärmezentrum sein,
  • Speisungswegkriterium: Speisungsweg muss vorhanden sein,
  • Druckgradientenkriterium: Druck Speiser > Druck Gussstück,
  • Druckkriterium: Ausreichend Druck um Hohlräume zu vermeiden.
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2
Q

Anforderung an Formstoff

A
  • Bindsamkeit (Ballenprobe),
  • Fließfähigkeit,
  • Formbeständigkeit,
  • Gasdurchlässigkeit,
  • Hochtemperaturbeständigkeit,
  • Zerfallfähigkeit.
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3
Q

Typen und Formen von Speisern

A

Typ:

  • Naturspeiser: Speiser aus gleichem Formstoff wie gesamte Form,
  • Isolierspeiser: Langsameres Auskühlen der Schmelze durch Isolation,
  • Exotherme Speiser: Metall im Speiser wird durch exotherme Reaktion länger flüssig gehalten,

Form:

  • Offene Speiser: bis zur Oberseite der Gießform hochgezogen und der Atmosphäre zugänglich,
  • Blindspeiser: ist geschlossen und befindet sich innerhalb der Form -> angeschlossen an das Gussstück
  • Williams-Speiser (Oberfläche wird durch Kante zum einfallen gebracht).
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4
Q

Teile eines Gießsystems:

A
  • Eingießsystem:
  • > konischer Gießtrichter,
  • > zylindrisches Fallrohr,
  • > Gießtümpel.
  • Lauf:
  • > waagerechte Zuführung von flüssigem Metall,
  • > nichtmetallische Verunreinigungen zurückhalten (Blindlauf),

-Anschnitte: verbindet Lauf und Formhohlraum.

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5
Q

Zusammensetzung vom Formstoff + Bsp.:

A

Formgrundstoff:

  • Schamotte,
  • Quarzsand,
  • Zirkonsand,

Formstoffbindemittel:

  • Wasserglas,
  • Tone,
  • Zement,

Formstoffzusatzstoff:

  • Kohlenstaub,
  • Holzmehl,
  • Eisenoxid.
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6
Q

Verfahren zum verdichten des Formstoffes:

A
  • Luftstrom-Press-Formverfahren,
  • Verdichten durch rütteln,
  • Verdichten durch Impuls.
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7
Q

SC und CE Werte für untereutektisch, eutektisch und übereutektisch:

A
  • Eutektisch:
    SC = 1 und CE = 4,3,
  • Untereutektisch:
    SC < 1 und CE < 4,3,
  • Übereutektisch:
    SC > 1 und CE > 4,3.
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8
Q

Vor- und Nachteil von Magnesium:

A

+ gute Gießeigenschaften,
+ gute mechanische Bearbeitbarkeit,
+ gute mech. Eigenschaften,
+ Korrosionsbeständigkeit,

  • hohes Reaktionsvermögen( unedel),
  • schlecht Verformbar,
  • hohe Produktionskosten.
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9
Q

Vorteile der Simulation

A
  • Material und Energieeinsparung (Vermeidung von Fehl- und Probegüssen),
  • Kontrolle und Steuerung durch Auswertung von Simulationsrechnungen,
  • Optimierung des Gießprozesses durch Vorbestimmung optimaler Parameter mithilfe von Kriteriumsfunktionen

–> Kosten-, Zeit- und Materialersparnis

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10
Q

Volumendefizit

A
  • Makrolunkervolumen,
  • Erstarrungskontraktion,
  • kubische Schwindung,
  • Innendefizit.
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11
Q

Erstarrungsmorphologien

A

Exogene Erstarrung:

  • glattwandig,
  • rauwandig,
  • schwammartig.

Endogene Erstarrung:

  • breiartig,
  • schalenbildend.
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12
Q

Warum Alu als Gusswerkstoff?

A

Verbesserung der:

  • Festigkeitseigenschaften,
  • Gießeigenschaften,
  • Dehneigenschaften.
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13
Q

Warum ist Reinalu kein Gussmaterial:

+ Hauptlegierungselemente

A

Rein-Aluminium hat schlechte mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit - 90 MPa

  • Silizium,
  • Magnesium,
  • Kupfer.
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14
Q

Typische Alugussbauteile:

A
  • Getriebegehäuse,
  • Motorblöcke,
  • Felgen,
  • Kolben,
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15
Q

Kernherstellungsverfahren:

A
  • Kernschließen (plötzliche Expansion von begrenztem Druckvolumen),
  • Kernblasen (mit Druckluft in Kernkasten blasen).
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16
Q

Einfluss Abkühlgeschwindigkeit und Legierungsanteil auf Erstarrungsmorphologie

A

Erhöhung Abkühlgeschwind.:

  • schwammartig -> rauwandig,
  • rauwandig -> glattwandig,
  • breiartig -> schalenbildend

Erhöhung Legierungselement:

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17
Q

Vorteile Dauerformguss

A
  • hohe Formstandzeiten,
  • gute Festigkeitseigenschaften,
  • gute Oberflächenqualität,
  • gute Maßgenauigkeit/ Endabmessungsnähe,
  • Diskussionspunkt: Produktivität:
    Die Produktivität einer Produktionslinie ist von wesentlich mehr Faktoren abhängig als vom Gießverfahren (Automatisierungsgrad, Zykluszeit)
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18
Q

Ablauf des Druckguss-Kaltkammer:

A
  • Form schließen,
  • Dosieren der Schmelze in Gießkammer,
    1. Phase (Vorlaufphase),
    1. Phase (Formfüllung),
    1. Phase (Nachverdichtung und Erstarrung),
  • Formen öffnen,
  • Gussteil auswerfen,
  • Formen sprühen,
  • Form schließen.
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19
Q

Druckgussteile:

A
  • Autotür,
  • Kurbelgehäuse,
  • Metallische Kleinteile in Notebooks.
20
Q

Transportgleichungen

A

Wärmeerhaltungskriterum:
- Wie kühlt das Gusstück ab? -> Hotspots erkennen und mit Speisern drauf reagieren,

Impulserhaltungskriterum:

  • Wie fließt das Material in die Form ein? Welche Spannungen entstehen bei/vor/nach Erstarrung?
  • > Minimierung von Turbulenten und Spannugen,

Konzentrationserhaltung:

  • Umverteilung der Wärme
  • > Homogenität des Gefüges vorhersagen, Fehler prognostizieren,

Massenerhaltungssatz:

  • Wichtig für Speisung. Wo geht die Masse hin?
  • > Wichtig für andere Transportgleichungen. Dimensionierung von Speisern.
21
Q

Keimbildungsarten + welche tritt bei realen Gussteilen auf?

A
  • homogene: findet im freien Raum statt, d.h. es gibt keine bevorzugten Orte der Keimbildung.
  • herterogene: an Orte, die mit einer niedrigen Keimbildungsarbeit verbunden sind, also z.B. Grenzflächen oder festen Partikeln innerhalb der Lösung.

–> heterogene in realen Festkörpern stark bevorzugt.

22
Q

Bedeutung Ktitischer Keimradius

A

Ein Keim muss eine kritische Größe überschritten haben (r sternoben) um wachsen zu können:

  • r > r(stern): kann wachsen -> verringerung der freien Enthalpie (delta)G,
  • r < r(stern): kann spontan wieder zerfallen.
23
Q

Warum müssen Kokillen vor den eigentlichen Fießprozess vorgewärmt werden?

A
  • Reduktion des Thermoschocks -> verlängerung der Formstandzeit,
  • schnelles Erreichen stationärer Prozesse,
  • vermeidung von Kaltschweißen (Fließfähigkeit steigt),
  • Reduzierung der Rissgefahr (Bauteil&Kokille),
  • Standzeit der Schlichte.
24
Q

Dauerformgießverfahren:

A
  • Schwerkraftkokillenguss / Kippkokillenguss,
  • Niederdruckkokillenguss / Gegendruckkokillenguss.
  • Druckguss (Warmkammer / Kaltkammer).
25
Q

Welche Anforderungen werden an das Eingießsystem gestellt?

A
  • mitreißen von Luft und Schlacke soll verhindert werden,
  • bildung von Turbulenzen verhinden,
  • soll keine Errosion verursachen.
26
Q

Grundanfroderungen an Speiser

A
  • Speisemetall bereithalten,
  • Speisemetall flüssig halten,
  • Speisemetall an die entsprechende Stelle zuführen.

–> ausgleich von Volumendefizite welche beim erstarrung entstehen

27
Q

Erklären sie den Begriff der gelenkten Erstarrung:

A

Liegt dann vor, wenn in allen Bereichen eines Gussstücks oder einer zu speisenden Gussstückpartie dem Speiser bzw. dem Wärmezentrum näher gelegene Volumenelemente stets später erstarren als weiter entfernte.

28
Q

Wie erzielt man gelenkte Erstarrung?

A
  • Keilverstärkunng,

- Kühlelemente.

29
Q

Verfahren zur bestimmung des Erstarrungsablaufes

A
  • Ausfließ -bzw. Auskippverfahren:
    nur bei einfachen Körpern, die plattenwandig Erstarren. Zurück bleibnt nur das unbewegliche Metall,
  • Abschreckverfahren: Proben werden abgeschreckt und metallographisch ausgewertet,
  • Verdrängverfahren: Verdrängung der Restschmelze von den bereits erstarrten Kristalliten.
30
Q

Bedingung für Verdrängungsverfahren

A
  • zurVerdrängung benutzte Flüssigkeit sollte eine möglichst geringere Löslichkeit haben,
  • Verdrängungsschmelze muss eine größere Dichte haben,
  • Schmelzpunkt der Verdrängflüssigkeit darf nicht über dem Schmelzpunkt der Versuchsschmelze liegen.
31
Q

Methoden zur schnellen Unterkühlung

A
  • Kokille temperieren,
  • Kühleisen,
  • Wasserkühlung.
32
Q

Gießeigenschaften und die zugehörigen Untersuchungsverfahren

A

Physikalische Eigenschaften:

  • Messung der Viskosität.
  • Dichte,
  • Oberflächenspannung,

Formfüllungsvermögen:
- Gießspirale,

Speisungsvermögen:
- Ausfließversuche.

33
Q

G-Kurve für Heterogene Keimbildung

A

Bild

34
Q

Bennen von verschiedenen Bindesysteme für Sandformen

A
  • Coldbox Verfahren,
  • Kaltharz Verfahren
  • Wasserglas-Co2 Verfahren.
35
Q

Benenne verschiedene Formstoffmischer

A
  • Kollermischer: konzentrisch angeordnetet Kegelräder kneten Formstoff durch,
  • Flügelmischer: entweder Mischflügel rotiert oder der Mischgutbehälter,
  • Turbinenmischer: Mischgutbehälter mit Mischgut dreht sich gegen exentrisch angeordnete Turbine und Mschflügel,
  • Wirbelmischer: exzentrisch angeordneter Rotor der mit dem Mischgut gegenläufig zu den Werkzeugen dreht.
36
Q

Unterschiedliche Graphitformen:

A

Kugelgraphit:

  • keine Kerbwirkung,
  • keine dauerhafte Unterbrechung der Fe-Matrix -> gute Zugfestigkeit,

Lamellengraphit:

  • Kerbwirkung an Lamellenenden,
  • Unterbrechung der Metallmatrix durch Graphitschichten -> geringe Zugfestigkeit.

aber Lamellen:

  • > gute Dämpungseigenschaften,
  • > gute Wärmeleitung
37
Q

Ergebnisse Simulation

A

Formfüllung:

  • Temperaturverteilung,
  • Strömungsfeld,
  • Lufteinschlüsse,

Erstarrung:

  • Erstarrungszeit,
  • Abkühlrate,
  • Temperaturgradient.
38
Q

Numerische Modellierung

A
  • Problemdefinition,
  • Mathematische Formulierung,
  • Diskretisierung,
  • Numerische Lösung,
39
Q

FEM vs. FDM

A

FEM:
-> Untersuchtes Gebiet wird in geometrisch einfache, aber flexible Teilgebiete aufgeteilt ( mit wenigen Elementen eine ausreichende Darstellung möglich)

FDM:
-> Einteilung des untersuchten Gemiets in Gitternetz (vielen Elemente zur Darstellung Nötig)

40
Q

Unterscheidet von Simulationsergebnis zur Realität

A
  • Simulationsergebnisse können Realität niemals exakt darstellen (nur Näherung),
  • Genauigkeit abhängig von Qualität der Modellbildung sowie Rechengenauigkeit,
  • Liefert jedoch Informationen die real nur mit großem Aufwand ermittelt werden könnten.
41
Q

Unterschied numerische Modell und Simulation

A

Simulation nur so gut wie die nummerische Modellierung zuvor. ( Baur darauf auf)

  • numerisch: beschreibung physikalischer Probleme,
  • Simulation: Anwendung von Modellen zur Problemlösung.
42
Q

Weißes Gusseisen

A
  • Bruchfläche wirkt weiß durch Eisenkarbide,
  • Sehr hart,
  • Sehr spröde,
  • > für Walzen, Stempel.
43
Q

Formstoffprüfverfahren

A
  • verdichtbarkeit,

- nasszugfestigkeit.

44
Q

Vorteile Alu

A
  • geringes Gewicht,
  • hohe Duktilität,
  • hohe Wärmeleitfähigkeit,
  • gute Schweißneigung,
  • gute Korrosionsbeständigkeit.
45
Q

Was ist Gießsimulation?

A

Beschreibung realer Phänomene während Gießprozess durch physikalische Modelle

46
Q

Ergebnisse, die man durch Simulation eines Gussbauteils erhält

A
  • Temperaturgradient,
  • Formfüllungsvermögen,
  • Strömungsverlauf
47
Q

Kriteriumsfunktion

A
  • Druck-, Temperatur - und Oberflächenspannungsabhängige Funktion, die Abbildungsvermögen von mikrostruktierrten Oberflächen wiederspiegelt,
  • erlaubt virtuelles Prozessdesign

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