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Gießen Flashcards

1
Q

Speisertypen

A
  • Naturspeiser
  • Isolierspeiser,
  • Exothermer Speiser.
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Q

Speiserformen

A
  • Offene Speiser,
  • Blindspeiser,
  • Williams - Speiser.
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3
Q

Die sechs Regeln (J.Campbell)

A
  1. Wärmeeinhaltskriterium
  2. Volumenkriterium
  3. Verbindungskriterium
  4. Speisungswegkriterium
  5. Druckgradientenkriterium
  6. Druckkriterium
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4
Q

Wärmeeinhaltskriterium

A

Der Speiser muss zur selben Zeit oder spätere als das Gussbauteil erstarren.

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5
Q

Volumeneinhaltskriterium

A

Der Speiser muss ausreichend flüssiges Metall enthalten, um die Volumenkontraktion des Gussteils auszugleichen.

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6
Q

Verbindungskriterium

A

Die Verbindung zwischen Gussteil und Speiser sollte kein Wärmezentrum sein.

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7
Q

Speisungswegkriterium

A

Es muss einen Speisungsweg zu den Regionen im Gussbauteil geben, die gespeist werden müssen.

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8
Q

Druckgradientenkriterium

A

Es muss ein ausreichender Druckunterschied vorhanden sein, der den Speisungsfluss in die gewünschte Richtung anregt.

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9
Q

Druckkriterium

A

Es muss ausreichend Druck an allen Stellen des Gussteils vorhanden sein, um die Bildung und das Wachstum von Hohlräumen zu vermeiden

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10
Q

Formgrundstoffe

A
  • Quarzsand,
  • Olivinsand,
  • Zirkonsand,
  • Schamotte.
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11
Q

Formstoffbindemittel

A
  • Silicate: Tone, Zement

- Kunstharze

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12
Q

Formstoffzusatzstoffe

A
  • Kohlenstaub,
  • Eisenoxid,
  • Torfmehl,
  • Holzmehl,
  • Schwefel.
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13
Q

Nassgussverfahren

A
  • Hohe Produktivität,
  • Niedrige Formstoffkosten,
  • Geringer Materialverbrauch,
  • Geringer Materialverbrauch,
  • Hohe Umweltverträglichkeit,
  • Automatisierbar.
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14
Q

Anforderungen an den Grünsand

A
  • Fließfähigkeit,
  • Bindsamkeit,
  • Formbeständigkeit oder Standfestigkeit,
  • Hochtemperaturbeständigkeit,
  • Zerfallfähigkeit,
  • Wiederaufbearbeitbarkeit.
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15
Q

Grünsandaufbereitung - Mischprozess

A
  • Homogenisierung,
  • Dispergierung,
  • Gleichmäßige Verteilung
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16
Q

Grünsandaufbereitung - Mischer

A
  • Kollergang - Mischer,

- Eirich- oder auch Wirbelmischer,

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17
Q

Gebräuchliche organische Bindersysteme:

A
  • Warmaushärtende Formstoffe: Hot-Box Verfahren, Croning Verfahren,
  • Gasaushärtende Formstoffe: Polyurethan-Cold-Box Verfahren, Beta-Set-Verfahren
  • Kaltaushärtende Formstoffe: Furanharz, Phenolharz
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18
Q

Anorganische Bindersysteme

A
  • Gasaushärtende anorganische Formstoffe: Wasserglas-CO2 Verfahren
  • Warmaushärtende anorganische Formstoffe: Häufig aus Wasserglas-Basis, Aushärtung durch vorgewärmte Gase. Mikrowellen
  • Kalthärtende anorganische Formstoffe: Zementsandverfahren, Wasserglas-Esther Verfahren
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19
Q

Altsandprüfung

A
  • Schlämmstoffanalyse,
  • Siebanalyse,
  • Mittlere Korngröße,
  • Glühverlust,
  • Wassergehalt,
  • pH-Wert.
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20
Q

Prüfung der Formstoffmischung

A
  • Verdichtbarkeit,
  • (Grün) Druckfestigkeit,
  • Grünzugfestigkeit,
  • Nasszugfestigkeit,
  • Heißdruckspannung,
  • Biegefestigkeit.
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21
Q

Wovon hängt Verdichtbarkeit ab?

A
  • hängt vom Wassergehalt ab,

- muss auf das Formverfahren abgestimmt werden.

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22
Q

Was bestimmt die Grünzugfestigkeit?

A
  • bestimmt die Entformbarkeit des Formstoffes vom Modell,
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23
Q

Wann wird die Biegefestigkeit angewandt?

A
  • wird vorwiegend bei chemisch gebundenen Formstoffen angewandt.
24
Q

Woraus besteht Überzugsstoffe für Formstoffe?

A
  • Feuerfestem Grundstoff (Graphit, Quarz, Zirkonsilikat, Aluminiumsilikat),
  • Bindemittel (synthetische Harze und Silikate),
  • Regulierstoffe (Suspensionsstoffe, Additive),
  • Trägerflüssigkeit (Wasser oder Alkohol).
25
Q

Welche Eigenschaften der Schlichte kann man einstellen?

A
  • Viskosität,

- Feststoffgehalt.

26
Q

Formstoffbedingte Gussfehler

A

Pinholes,

Raue Gussoberfläche:

  • mechanische Penetration: Sandpenetration,
  • chemische Penetration: Vererzung
27
Q

Eigenschaften Reinaluminium

A
  • Dichte 2,7 Kg/dm3,
  • Korrosionsbeständigkeit,
  • Sehr gute elekrt.- und Wärmeleitfähigkeit,
  • Biovertäglichkeit,
  • Hoher metallischer Glanz,
  • Sehr gute plastische Umformbarkeit,
  • Niedriger Schmelzpunkt (660 Grad Celsius),
  • Verbesserung der Gusseigenschaften durch Legierungselemente,
  • Große Legierungsvielfalt (über 100 Guss- und Knetlegierungen)
28
Q

Vorteile vom Aluminium

A
  • Gewichtsreduzierung, geringe Massenträgheit,
  • hohe Duktilität,
  • hohe Risszähigkeit und geringe Rissfortpföanzungsgeschwindigkeit,
  • Keine Versprödung bei tiefsten Temperaturen,
  • gute Schweißeignung,
  • hohe Wärmeleitfähigkeit,
  • hohe elektrische Leitfähigkeit,
  • gute Korrosions- und Meerwasserbeständigkeit,
  • einfaches Recyclieren.
29
Q

Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit und Zusammensetzung auf das Gefüge in abhängigkeit vom Guss:

A

Kokillenguss/Druckguss:

  • schnelle Abkühlung,
  • feines Gefüge, ( Beides pfeil hoch )

Sandguss:
- langsame Abkühlung,
- grobes Gefüge (niedrige Zugfestigkeit)
( beides Pfeil hoch )

30
Q

Prinzip und Mittel der Kornfeinung

A

Prinzip: Kornfeinung erhöht die Keimzahl der Schmelzen und bewirkt eine feinere Ausbildung vom primären Al-MK (und damit vom Al-Korn)bzw. vom primären Silizium. Kornfeinung verändert das Gefüge und damit die mechanische Eigenschaften.

Mittel: Für jede Phase (Al-MK, Si-Kristall) gibt es verschiedene spezifische Kornfeinungsmittel.

31
Q

Prinzip und Mittel der Veredelung

A

Prinzip: Veredelung verändert die Wachstumsmechanismen des eutektischen Siliziums und damit die Morphologie der eutektischen Siliziumphase. Veredelung verändert das Gefüge und damit die mechanischen Eigenschaften.

Mittel: Für die Veredelung gibt es spezifische Veredelungsmittel.

32
Q

Kornfeinerungszusätze für primäre alpha-Phase

A

Kornfeinerungsmittel wirken am effektivsten bei Zugabe kurz vor dem Gießen:

  • 0,05-0,15% Ti,
  • 0,04% B,
  • 0,01-0,08% Ti und 0,003% B
33
Q

Kornfeinerungszusätze für primäre Si-Phase:

A
  • 0,02% Phosphor,

- > Zugabe als Salz, in Form von Phosphor-Kupfer oder Phosphor-Pentachlorid.

34
Q

Folgen von Kornfeinerung

A
  • bessere innere Speisung,
  • verbessertes Formfüllungsvermögen,
  • senkung der Porosität,
  • höhere mechanische Werte (Hall-Petch Beziehung)
  • bessere Duktilität und Korrosionsbeständigkeit,
  • einziger Mechanismus bei dem Härte und Zähigkeit ansteigen.
35
Q

Dendrit

A
  • Keim wächst in die Schmelze,
  • Ebene Erstarrungsfront kann nicht weiter aufrecht erhalten werden,
  • Schneller wachsende Bereich erreichen Zonen mit tieferer Temperatur (unterkühlte Schmelze),
  • Weiteres Wachstum ist durch die Bildung von Verzweigunggekennzeichnet (dendritisches Wachstum mit Bildung von Dendritenarmen),
  • DAS hängt von lokalter Erstarrungszeit und Abkühlgeschwindigkeit ab.
36
Q

Einfluß der Abkühlgeschwindigkeit auf DAS

A

Je länger die Abkühlzeit, desto größer der Dendritenarmabstand,

37
Q

Bedeutung hoher Abkühlgeschwindigkeit

A
  • kleinere Korngröße,

- kleinere Dendritenarmabstände (DAS).

38
Q

Auswirkungen der Dendritenarmabstände auf die mechanische Eigenschaften

A

Mit steigendem DAS:

  • Zugfestigkeit sinkt,
  • Zugfestigkeit = Streckgrenze,
  • Bruchdehnung gegen null,
  • Dauerfestigkeit sinkt
39
Q

Aufgaben der Metallographie:

A

Untersuchung:
- zur Überwachung von Materialeigenschaften,

  • zum besseren Verständnis des Erstarrungsprozesses,
  • des Einflusses der Gefügeausbildung auf die geforderten Eigenschaften,
  • der Entstehungsursache von Gussfehlern.
40
Q

Methoden zu Gefügeuntersuchung:

A

Makroskopische Untersuchungen:

  • bloßes Auge (ca. 0,1mm),
  • Lupe (ca. 25x),
  • Stereomikroskop,

Mikroskopische Untersuchuchungen:

  • Lichtmikroskop (ca.1000x),
  • Rasterelektronenmikroskop,
  • Transmissions-elektronenmikroskop.
41
Q

Qualitative und quantitative Auswertungen & Dokumentation

A
  • Identifikation der Gefügebestandteile,
  • Art und Menge der Gefügebestandteile,
  • Geometrische Parameter (From/Größe) von Gefügebestandteilen,
  • Verteilung und Orientierung der Gefügebestandteile,
  • Zusammensetzung von Phasen.
42
Q

Ziele der Gefügekontrastierung:

A
  • Hervorheben verschiedenener Gefügebestandteile,
  • Hellfeld hebt Flächen/ Körner hervor,
  • Dunkelfeld hebt Kanten/ Korngrenzen hervor.
43
Q

Verlorene Formen

A
  • Verlorene Formen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie nur einmal verwendet werden können,.
  • Sie werden beim Abguss teilweise und später vollständig zerstört,
  • Verlorene Formen sind i.d.R. Sand- oder keramische Formen.
44
Q

Anforderung an verlorene Formen:

A
  • Bindsamkeit,
  • Fließfähigkeit,
  • Formbeständigkeit,
  • Gasdurchlässigkeit,
  • Feuerbeständigkeit,
  • Zerfallfähigkeit / Wiederaufbereitbarkeit.
45
Q

Vorteile des Nassgussverfahren:

A
  • hohe Produktivität,
  • niedrige Formstoffkosten,
  • geringer Materialverbrauch,
  • hohe Umweltverträglichkeit,
  • Automatisierbar.
46
Q

Anforderungen an Formstoffe:

A
  • thermische Stabilität bei hohen Temperaturen,
  • Maßgenauigkeit,
  • geeignete Größe und Form des Granulats,
  • keine chemische Reaktion mit dem Gießmetall,
  • geringe Benetzung durch das Gießmetall,
  • frei von Verunreinigungen, die Gase usw. beim Gießen verursachen,
  • Wirtschaftliche Verfügbarkeit,
  • kompatibel mit dem Bindersystem.
47
Q

Anforderungen an den Grünsand:

A
  • Fließfähigkeit,
  • Bildsamkeit,
  • Formbeständigkeit oder Standfestigkeit,
  • Hochtemperaturbeständigkeit,
  • Zerfallfähigkeit.
48
Q

Grünsandaufbereitung:

A

Mischprozess:

  • Homogenisierung,
  • Dispergieren,
  • Gleichmäßige Verteilung.
49
Q

Übersicht gebräuchlicher Bindersysteme:

A

Warmaushärtende Formstoffe:

  • Hot-Box-Verfahren,
  • Croning Verfahren,

Gasaushärtende Formstoffe:

  • Cold-Box-Verfahren,
  • Beta-Set-Verfahren.
50
Q

Aufgaben vom Speiser

A
  • Speisermetall bereit halten,
  • Speisermetall flüssig halten,
  • muss Speisermetall an das Gussstück abgeben können.
51
Q

Erstarrungsmodul Speiser

A
  • Speiser soll später erstarren als das Gussstück,
  • Volumen-Oberflächenverhältnis des Speisers muss um 20% größer sein als das des Gussstücks,
  • M(untenSpeiser)=1,2 * M(untenGussstück),
  • > M=Erstarrungsmodul=Volumen des Gussstücks/Oberfläche des Gussstücks.
52
Q

Was zeichnet den Dauerformguss im Vergleich zu anderen Gießverfahren aus?

A

Hohe Produktivität:

  • hohe Formstandzeit,
  • gute Festigkeitseigenschaften (durch schnelle Abkühlung),
  • gute Oberflächenqualität,
  • gute Maßgenauigkeit.
53
Q

Dauerformgießverfahren

A
  • Schwerkraftkokillenguss,
  • Niederdruckkokillenguss,
  • Druckguss.
54
Q

Vorteile Niederdruck:

A
  • nur ein Anguss nötig,
  • kein Speiser notwendig,
  • gerichtete Erstarrung.
55
Q

Warum erreichen in Kokillen gegossene Bauteile höhere Festigkeitseigenschaften als in Sand gegossene?

A
  • höhere Wärmeleitfähigkeit metallischer Dauerformen führt zur Ausbildung feinerer Gefüge,
  • Insbesonders der DAS ist ein Maß fpr die Feinheit des Gefüges,
  • Auch das Lunkerverhalten ist wegen dem hohen Abkühlgeschwindigkeit und der festen Form wesentlich günstiger als bei Sandguss.
56
Q

Mg-Behandlungsverfahren:

A
  • Konverter,
  • Tauchverfahren,
  • Fülldraht,
  • Tundish.

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