Vor / Nachteile Gießen
größere Gestaltungsfreiheit gegenüber anderer Fertigungsverfahren komplexe Bauteile in einer Verfahrensstufe herstellbar Legierungstechnik ermöglicht großes Angebot an Gusswerkstoffen endabmessungsnahe Gussteile mit keinem/geringem Bearbeitungsaufwand eingesetzte metallische Werkstoffe sind wieder einschmelzbar -> Einsparung von Energie und Rohstoffen erst bei hohen Losgrößen wirtschaftlich Know-How erforderlich lange Abkühlzeiten -> geringe Produktivität
3 Wärmetransportmechanismen
Wärmeleitung: kinetische Energie wird von einem Molekül auf Nachbarn übertragen; dominanter Mechanismus beim Gießen Konvektion: Wärmeübertragung durch Mitführen oder Konvektion durch bewegte flüssige oder gasförmige Körper Wärmestrahlung: Wärmeübertragung ohne materiellen Träger mit Hilfe elektromag-netischer Wellen
4 Arten der Erstarrungsmorphologie
reines Metall: ebene Erstarrungsfronten von Formwand her kleines Erstarrungsintervall: gerichtete Erstarrung ins Innere hinein, große Oberflä-chen mittleres Erstarrungsintervall: gerichtete und homogene Erstarrung großes Erstarrungsintervall: homogene Erstarrung aus Schmelze heraus
Auswirkungen derWärmeabgaberichtung auf Gussteil
Wärmeabgabe nach unten: gleichmäßige Schrumpfung Wärmeabgabe nach unten und zur Seite: Bildung von Außen-lunkern/Einfallstellen Wärmeabgabe in alle Richtungen: Bildung von Innenlunkern
2 Haputarten von Gießöfen und untergruppen nennen
Öfen mit elektrischem Strom: o Induktion: Tiegel (alle Werkstoffe) o Lichtbogen: Rinne (Gusseisen, CU-Legierungen), Wanne (Stahlguss) o Widerstand: Tiegel (Warmhalten von AL-Druckgusslegierungen Öfen mit fossilen Brennstoffen: Koks, Öl und Gas (Gusseisen)
Aufgabe und Anforderungen eines kerns nennen plus 2 Hauptarten von kernen nennen
Hohlräume oder unterschnittene Außenkonturen im Gussstück bilden Anforderungen o Maßgenauigkeit o Temperaturbeständigkeit o Beständigkeit gegen Druck der Schmelze o Abriebbeständigkeit Innenkern: bildet innere Gestalt des Gussstückes ab, z.B. Innenseite eines Rohres Außenkern: bildet äußere Gestalt des Gussstückes, Unterscheidung in stehenden, hängenden und liegenden Außenkern
2 Aushärtungsverfahren von Sand in Gießformen erläutern
Heißhärtend: Hot-Box-Verfahren: heißer Kernkasten, trockener Quarz-sand, wärmehärtender Kunstharzbinder in heiße Form geben -> Rand-zone härtet sehr schnell, Anwendung bei kleinen Kernen bis 10 dm³ Kalthärtend: Cold-Box-Verfahren: Herstellung in kalten Kernkästen un-ter Verwendung anorganischer/organischer Bindesysteme, Masse ver-festigt sich im kalten Kernkasten durch innere Selbsthärtung zudem: Sonderformen
4 Bestandteile eines Gießsystems erläutern
Lauf: waagerechte Zuführung zu Anschnitten; wegen Temperaturverlusten kurz ge-halten; bei Querschnittsübergängen scharfe Übergänge vermeiden, Gefahr der Luftansaugung Speiser: offener oder geschlossener Raum in Gießform; von Gießströmung mit flüssigem Metall gefüllt -> Vermeidung Volumendefizit Pfeifen: entweichen der Luft beim EingießvorgangLauf: waagerechte Zuführung zu Anschnitten; wegen Temperaturverlusten kurz gehalten; bei Querschnittsübergängen scharfe Übergänge vermeiden, Gefahr der Luftansaugung Anschnitt: Anordnung so, dass Gießmetall nicht gegen Kerne und Sandkanten fließt; leicht vom Gussstück abtrennbar
Unterschied verlorene Form / Dauerform
Form kann nur einmal verwendet werden und wird nach Gießen zerstört (bsp: Sandformen) Form kann wiederholt verwendet werden (bsp: Druckgussform aus Metall) für große Stückzahlen langlebig/ halten großen Belastungen stand
Vorteile Maskenformverfahren
Herstellbarkeit glatter Oberflächen Geringe Wandstärken gute Gasdurchlässigkeit gutes Formfüllungsvermögen trockene Form Eignung für alle Werkstoffe
Vorteile des Feingießens
Präzisionsgießverfahren hohe Oberflächengüte erzielbar hohe Maßgenauigkeit möglich -> geringe Nacharbeit hohe Gestaltungsfreiheit
Vorgehen Vollformgießen
Vollformgießen (Lost-Foam-Gießen = spezielles Sandgussverfahren) Modell (besteht aus EPS) wird nach Formherstellung nicht entfernt Tauchen des Modells in keramische Schlichte Einlegen des getauchten Modells in bindemittelfreien Formsand Einfließende Schmelze vergast EPS
Vorgehen und 2 Arten des Druckgießverfahrens erläutern
+ 2 Vorteile
Vorgehen: Schmelze in Gießkammer einer Druckgussmaschine füllen Pressen der Schmelze mit Hilfe pneumatischer oder hydraulischer Energie in den Hohlraum mittels Kolben Vorteile: schnellstes Fertigungsverfahren -> für Großserien geeignet hohe Gießleistung und hohe Automatisierbarkeit gewährleisten hohe Wirtschaftlichkeit in Großserien Warmkammerdruckguss Schmelze befindet sich im an die Druckgießmaschine angeflanschten Warmhalteofen für Mg-, Sn-, Zn-Legierungen (nicht aggressiv gegen Stahlwarmhalte-tiegel) o Kaltkammerdruckguss Schmelze wird für jeden einzelnen Zyklus aus Dosierofen in Gießkammer eingefüllt für Al-, Mg-, Cu-Legierungen
Vorteile Vakuumdruckguss
Vorgehen
Gute Schweißbarkeit hohe mechanische Belastbarkeit Geringe Fertigungsstreuung Entgaste Schmelze in Gießkammer 2. Evakuierung von Gießkammer und Form -> hohe Unterdrücke in Form3. Vorfüllen und Formfüllung mit speziellem Einpressprofil 4. Vakuum-Absperrventil schließt im letzten Moment der Füllung -> totale Abführung der Gase
Vorteile Schleudergießverfahren
hohe Ausbringung Einsparung der Kerne niedrige Ausschussquote höhere Qualität durch dichteres Gefüge mit entsprechend höherer Festigkeit
4 Arten der verlorenen Form
Vollformgießen Feingießen Maskenformverfahren Sandguss
4 Arten des Gießens mit Dauerform
Druckgießverfahren Vakuumdruckguss Schleudergießen Schwerkraftkokillengießen
2 Arten des Halbzeugguss
Elektroschlacke umschmelzen Strangguss
6 Arten von Öfen nennen
Öl/Gasbeheizter Tiegelofen Gießerei Kupolofen Lichtbogenofen Widerstandsofen Induktionstiegelofen Induktionsrinnenofen
Zweck + Werkstoffeigenschaften + Charakteristiken von Elektroschlacke umschmelzen
Werkstoffeigenschaften: Geringste S-Gehalte (auch Charakteristik) Geringste nichtmetallische Einschlüsse (auch Charakteristik) Hervorragende Güteeigenschaften Charakteristiken: Minimale Absonderungen Optimale Blockstruktur Zweck: Erzielung hochreiner Werkstoffzustände, da sich Schlacke oben absetzt und im unteren Bereich ein hoch reiner Metallblock entsteht
Ziele des Verbundgusses + Varianten
Verbundguss Verbinden zweier unterschiedlicher metallischer Werkstoffe durch Gießen Varianten: gleichzeitiges, aufeinanderfolgendes Gießen oder Umgießen Zusammhalt durch Form- oder Stoffschluss Ziele o Höhere Festigkeit an bestimmten Stellen o Gewichtsreduzierung
Vorteile des Metallschäumens
hohe Dämpfungseigenschaften Gewichtsvorteil gegenüber massiven Bauteilen
Erläuterung des MMC
MMC = Verbundwerkstoff aus Metallmatrix und Füllmaterial (Keramik, Fasern) mit dem Ziel der Gewichtsreduktion bei trotzdem hoher Steifigkeit und Festigkeit
Erläuterung Thixo-Casting
Formgebung von Metallen innerhalb des Solidus/Liquidus Intervalls flüssige und feste Phase existieren nebeneinander Vergießen in zähem breiigen Zustand Ablauf o feinkörniges, globulares Gefüge wird über induktives Rühren oder thermome-chanische Route herbeigeführt o Erwärmung auf Formgebungstemperatur erfolgt induktiv o in Gießkammer einlegen (meist per Roboter) o darauf folgt der Pressvorgang, das „Thixogießen“
Vorteile und Vorgehen Foliengießen
Erzeugung metallischer/keramischer Folien Prozess o Schlicker wird auf Foliengießbank auf Kunststofffolie gegossen o Schlickerschicht wird mit Gießrakel abgestrichen (bestimmen der Dicke) o Durchlaufen des Trockentunnels o Schneiden, Sägen, Stanzen o Sintern bei >1000°C o Beschichten hohe Fertigungskapazität kostengünstige Produktion hohe Reproduzierbarkeit
Vorteile MIttelfrequenz gegenüber Netzfrequenz Öfen
höhere spezifische Leistung kleinere Tiegel geringere Wärme- und Speicherverluste schnelleres Kaltanfahren anfahren ohne Sumpf und Anfahrblock schneller Legierungswechsel geringerer Stromverbrauch bei kleineren Anlagen
3 Arten von Gussfehlern
Gussspannungen o ungleichmäßiges Aushärten o kritisch bei mechanischen Bearbeitungen o vorbeugbar durch Wärmebehandlung Volumenfehler o spezifisches Volumen von Metallen nicht mit sinkender Temperatur ab Warmrisse o entstehen bei weitgehend erstarrtem Gusskörper, wenn noch geringe Reste flüssiger Phase vorliegen Festigkeit bei Erstarren klein interkristallines Speisungsvermögen gut: rissfreies Gussstück interkristallines Speisungsvermögen schlecht: Warmrissigkeit groß: rissfreies Gussstück (da hoher innerer Zusammenhalt)
3 Möglichkeiten zur Gussgerechten Konstruktion 6 Gestaltung
Konstruktion: kleine Ausrundungen (an Kreuzungen, um Querschnitt gering zu halten) Kreuzknoten in T-Knoten wandeln Ringwulst um Wanddicken zu minimieren Heuversche Kreismethode anstreben von annähernd konstanten Wanddicken allmähliche Querschnittsanpassung Kreise sollen zum Einfluss hin stetig größer werden Eingießsysteme (so wenig Luft wie möglich Einfließen lassen)
