Das Wichtigste in Kürze
- Die Sphäroguss-Ausbringung geht vor allem auf der Schmelz- und Gießseite verloren: Magnesium klingt ab, die Impfung klingt ab, Krätze bildet sich und Abgüsse streuen, und jeder Fall macht aus Metall Ausschuss statt Gussteile.
- Ein beheiztes, geschlossenes Bad unter Stickstoff bewahrt das Magnesium, sodass das Eisen vom ersten bis zum letzten Abguss kugelig bleibt, statt beim Warten aus der Spezifikation zu driften.
- Eine späte Ferrosilizium-Impfung im Strahl, dosiert beim Abguss, hält die Kugelzahl hoch und die Schreckwirkung gering, denn früh zugegebene Impfung klingt ab, bevor das Metall die Gießform erreicht.
- Ein schlackenfreier, dosierter Abguss, der jede Gießform gleich füllt, und ein Ofen, der vollständig entleert, schließen die verbleibenden Lücken. CIME baute den ersten automatischen press-pouring-Ofen der Welt, einen Tiegelofen, seit 1976 in Produktion.
Was Ausbringung ist und wohin sie geht
Ausbringung ist der Anteil des geschmolzenen Metalls, der die Gießerei als gute Gussteile verlässt. Ein Teil der Lücke ist Konstruktion: Anschnitt und Speiser, die eine Gießform füllen und speisen, sind Metall, das nie zum Produkt wird, und das ist eine Frage der Methodik. Der Rest ist Prozess, und beim Sphäroguss sind die Prozessverluste groß, vermeidbar und auf der Schmelz- und Gießseite konzentriert.
Sphäroguss verzeiht nichts, weil er zwei Uhren folgt. Magnesium, das den Graphit kugelig macht, klingt vom Ende der Behandlung an ab. Die Impfung, die die Kugelzahl bestimmt und die Schreckwirkung fernhält, klingt ebenfalls ab. Dazu die Krätze, die die Magnesiumbehandlung erzeugt, und die übliche Streuung eines Handabgusses, und jeder davon kann aus einer guten Schmelze ein Ausschuss-Gussteil machen.
| Ausbringungsverlust | Was passiert | Der Hebel |
|---|---|---|
| Magnesium klingt ab | Eisen driftet aus Spezifikation, Nachbehandlung nötig | Beheiztes geschlossenes Bad unter Stickstoff |
| Schlacke und Krätze | Gussteile wegen Einschlüssen abgelehnt | Schlackenfreier Doppelsiphon-Abguss |
| Impfung klingt ab | Schreckwirkung und niedrige Kugelzahl | Späte Ferrosilizium-Dosierung im Strahl |
| Gießstreuung | Kurzabgüsse und Überguss-Ausschuss | Dosierter Stopfen, optische Feinregelung |
| Eingeschlossener Sumpf | Metall, das nie zum Gussteil wird | 100% Rückwärtskipp-Entleerung |
Hinweis
Lesen Sie die Tabelle als Uhren und Lecks. Magnesium und Impfung sind Uhren, die mit der Zeit ablaufen; Krätze, Gießstreuung und ein eingeschlossener Sumpf sind Lecks, die Metall unmittelbar verlieren. Verlangsamen Sie die Uhren und stopfen Sie die Lecks, und die Ausbringung steigt, ohne das Gussteil zu ändern.
Die Chemie halten: Magnesium und Impfung
Der erste Hebel ist, die Magnesium-Uhr anzuhalten. In einer offenen Pfanne kühlt das behandelte Eisen ab und das Magnesium klingt ab, sodass ein spät genommener Abguss ein Abguss außerhalb der Spezifikation ist, und die Gießerei zahlt für eine Nachbehandlung oder verschrottet das Gussteil. Ein beheiztes, geschlossenes Bad unter inertem Stickstoff verlangsamt dieses Abklingen dramatisch: Das Metall bleibt auf Temperatur, weg von der Luft, sodass das Magnesium noch da ist, wenn die letzte Gießform einer Serie gefüllt wird. Das ist der Kerngrund, warum ein press-pouring-Puffer zum Sphäroguss passt, dargelegt in press-pouring, erklärt.
Der zweite Hebel ist die Impfung, und ihre Uhr läuft noch schneller. Ferrosilizium-basiertes Impfmittel setzt Keime im Graphit, sodass die Kugelzahl hoch bleibt und die Schreckwirkung, das harte weiße Eisen, das bei schlechter Keimbildung entsteht, fernbleibt. Doch die Impfung klingt innerhalb von Minuten ab, sodass eine früh in der Pfanne oder im Ofen zugegebene Dosis weitgehend verbraucht ist, wenn das Metall die Gießform erreicht. Die Lösung ist, sie spät und im Strahl zuzugeben.
CIME macht das mit einem automatischen Dosiersystem für Ferrosilizium-Pulver, das in den CAP und die Formanlage integriert ist. Eine Förderschnecke dosiert das Impfmittel präzise und wiederholbar nach den Prozessparametern, sodass jeder Abguss die richtige Dosis im Strahl erhält statt einer geschätzten Handvoll zu früh. Eine späte, gleichmäßige Impfung bedeutet gleichmäßige Kugeligkeit, weniger Schreckwirkung und weniger Gussteile, die wegen niedriger Kugelzahl verschrottet werden. Der Effekt ist in dünnen Querschnitten und an Kanten am deutlichsten, wo eine abklingende Dosis zuerst Schreckwirkung entstehen lässt, sodass eine stetige späte Dosis diese Bereiche gesund hält und das Schleifen und den Ausschuss verringert, die sie sonst verursachen.
Magnesium und Impfung sind Uhren. Halten Sie das Metall geschlossen und heiß, dosieren Sie das Impfmittel spät im Strahl, und beide wirken noch, wenn die Gießform sich füllt.
Jedes Mal gleich vergießen
Ist die Chemie gehalten, geht die verbleibende Ausbringung am Abguss selbst verloren, auf zwei Wegen: Krätze, die ins Gussteil gelangt, und die übliche Streuung, eine Gießform schwerer und die nächste leichter zu füllen. Ein press-pouring-Ofen schließt beides. Er vergießt über einen Doppelsiphon, der Schlacke und Krätze im Bad zurücklässt, sodass der Strahl, der die Gießform erreicht, sauber ist, und er dosiert diesen Strahl mit einem Stopfen, in Echtzeit von einem optischen System feinreguliert, sodass jede Gießform auf dasselbe Gewicht gefüllt wird. Kurzabgüsse und Überguss-Ausschuss fallen beide weg. Wie dieser Abguss funktioniert, steht in press-pouring vs Pfannenabguss.
Auch das letzte Metall zählt. Ein Ofen, der einen Sumpf zurücklässt, verliert dieses Metall vollständig aus der Ausbringung; der Tiegel-CAP entleert durch Rückwärtskippen vollständig, sodass fast nichts zwischen Abgüssen oder Sortenwechseln eingeschlossen bleibt. Sehen Sie den CAP press-pouring-Ofen für die vollständige Spezifikation oder die Kerntechnologie für die Tiegel-Plattform darunter.
Der Blick auf die ganze Gießerei
Auf der Schmelz- und Gießseite gewinnt eine Gießerei die Ausbringung zurück, die sie an Chemie und Abguss verlor, doch das ist nicht das ganze Bild. Anschnitt und Speiser entscheiden, wie viel jedes Abgusses zum Gussteil statt zum Kreislaufmaterial wird, und das ist eine Frage der Methodik, an der eine gute Gießerei parallel arbeitet. Beide treffen sich beim Kreislaufmaterial: Metall, das als Anschnitt, Speiser oder Ausschuss zurückkommt, muss umgeschmolzen werden, und das Umschmelzen kostet Energie und Ausbringung, weshalb sich Ausbringung und Energierechnung gemeinsam bewegen. Dieser Zusammenhang steht in Energieverbrauch von Induktionsöfen. Verfolgt man es als gute Gussteile pro geschmolzenem Metall, Schicht für Schicht, hört all das auf, Theorie zu sein, und wird zu einer Zahl, die steigt, sobald Chemie und Abguss unter Kontrolle sind.
Kernaussage
Sphäroguss-Ausbringung ist keine einzelne Zahl, der man nachjagt, sondern ein Satz Uhren zum Verlangsamen und Lecks zum Stopfen. Halten Sie das Magnesium, dosieren Sie die Impfung spät, vergießen Sie sauber und gleichmäßig, und entleeren Sie den Ofen vollständig, und mehr von jeder Schmelze verlässt die Gießerei als guter Sphäroguss.
Häufig gestellte Fragen
Warum ist die Sphäroguss-Ausbringung schwerer zu halten als bei Grauguss?
Sphäroguss braucht Magnesium, damit sein Graphit kugelig wird, und Magnesium klingt beim Warten des Metalls ab, oxidiert und reagiert, bis das Eisen aus der Spezifikation driftet. Er hängt zudem von der Impfung ab, die ebenfalls abklingt, und die Magnesiumbehandlung selbst erzeugt Krätze, die im Gussteil landen kann. Grauguss trägt keine dieser Uhren, sodass ein später oder ungleichmäßiger Abguss, den Grauguss verträgt, ein Sphäroguss-Gussteil zu Ausschuss machen kann.
Wie verbessert ein press-pouring-Ofen die Sphäroguss-Ausbringung?
Er hält das behandelte Metall in einem geschlossenen, beheizten Bad unter inertem Stickstoff, sodass Magnesium weit weniger abklingt als in einer offenen Pfanne, und das Eisen bleibt vom ersten bis zum letzten Abguss kugelig. Der Abguss erfolgt schlackenfrei über einen Doppelsiphon, sodass Krätze zurückbleibt, und er ist dosiert, sodass jede Gießform auf dasselbe Gewicht gefüllt wird. Weniger Nachbehandlung, weniger Ausschuss durch Einschlüsse und weniger Gießfehler steigern allesamt die Ausbringung.
Wann sollte die Ferrosilizium-Impfung zugegeben werden?
So spät wie möglich, denn die Impfung klingt schnell ab, sobald sie im Metall ist. Gibt man sie früh zu, in der Pfanne oder im Ofen, ist ein Großteil ihrer Wirkung verpufft, bis das Metall die Gießform füllt. Ein Dosiersystem, das Ferrosilizium-Pulver im Strahl beim Abguss dosiert und mit der Formanlage gekoppelt ist, hält die Kugelzahl hoch und die Schreckwirkung gering, wo es zählt, an der Gießform.
Was ist das CIME-Impfsystem?
Es ist ein automatisches Dosiersystem für Ferrosilizium-Pulver, das in den CAP und die Formanlage integriert ist. Eine Förderschnecke dosiert das Impfmittel präzise und wiederholbar nach den Prozessparametern, sodass jeder Abguss die richtige Dosis im Strahl erhält statt einer geschätzten Handvoll zu früh. Eine gleichmäßige späte Impfung bedeutet gleichmäßige Kugeligkeit und weniger Ausschuss durch Schreckwirkung oder Unterimpfung.
Was verursacht Schreckwirkung bei Sphäroguss, und wie vermeidet man sie?
Schreckwirkung ist hartes, sprödes weißes Eisen, das entsteht, wenn der Graphit zu wenige Keimstellen hat, meist weil die Impfung schwach ist oder abgeklungen ist. Sie zeigt sich in dünnen Querschnitten und an Kanten und macht ein Gussteil zu Ausschuss oder erzwingt zusätzliche Bearbeitung. Die Kugelzahl mit später Impfung im Strahl hoch zu halten, ist die wichtigste Abwehr, zusammen mit dem Halten des Metalls auf stabiler Temperatur, statt es abkühlen und seine Reaktion auf die Behandlung verlieren zu lassen.
Quellen und Referenzen
- Foundry Trade Journal, Fachartikel zur Sphäroguss-Produktion und Impfung, 2006.
- Cast Metal Times, Magnesiumbehandlung und Impfpraxis, 2004.
- CIME S.r.l., interne Prozessdokumentation zur CAP-Impfung, Turin.