96 Fehlerbeschreibungen: Schlackeneinschlüsse 97 Fehlerbeschreibungen: Schlackeneinschlüsse Schlackeneinschlüsse Entscheidungshilfe ➝ S. 163 Sandsteuerung ➝ S. 183 Beschreibung der Merkmale Mögliche Ursachen Nichtmetallische Einschlüsse von unregelmäßiger Gestalt, häufig an oben liegenden Gußstückflächen, die mit Gasblasen vergesellschaftet sein können. Metallurgie • zu hohe Oxidanteile der Schmelze. • zu hohe Verunreinigungen an Oxiden und Hydroxiden der Einsatzstoffe • zu schlechtes und zu langsames Auflösen der Impfmittel • zu hohe Reaktivität der Pfannenauskleidung • schlechtes Abschlacken des flüssigen Metalls Vorkommen des Fehlers Schlacken werden sowohl in den Korngrenzen im Gefüge des Gußstückes als auch an der Gußoberfläche gefunden. Schlacken können häufig mit Gasblasen vergesellschaftet auftreten. Hochviskose Schlacken treten häufiger im Gußgefüge auf. Dünnflüssige Schlacken steigen schneller an die Oberfläche des Gußstücks. Bei großen Turbulenzen und schnellen Erstarrungszeiten werden aber auch dünnflüssige Schlacken im Gußstück eingeschlossen. Oxideinschlüsse und Schlacken mit hohem Oxidationspotential (z. B. hohe Gehalte an Mangan- und Eisenoxiden) reagieren bei dem Vergießen von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen mit dem gebildeten Graphit unter Bildung von CO. In die gebildeten CO-Bläschen können andere Gase aus der Schmelze einwandern. Erläuterungen Abb. 44: Gußteil aus GGL. Schlacken im Oberteil des Gußteils teils noch vorhanden, teils durch Strahlen bereits entfernt. Vergrößerung: 10 mm Bild = 8 mm Abb. 45: Gußteil aus GGL. Schlackenfehler und Gasfehler unterhalb der Oberfläche. Durch Turbulenzen verursachte Einschlüsse. Vergrößerung: 10 mm Bild = 0,08 mm Durch Sauerstoff entstehen beim Aufschmelzen von Metallen die Schlacken und Oxide. Sie reagieren häufig mit der Ofen- und Pfannenauskleidung. Beim Aufschmelzen von GGL im Kupolofen reagieren die gebildeten Oxide auch mit den Ascherückständen aus dem Steinkohlenkoks. Es bilden sich in den meisten Fällen silikatische Schlacken. Das in die Form einfließende Metall bildet ebenfalls Oxide, die mit dem Formsand und dessen Bestandteilen reagieren können. Ebenfalls können stark oxidierende Zusätze (Legierungsbestandteile, Impfmittel) für die Bildung von Oxiden und Schlacken verantwortlich sein. Anschnitt- und Gießtechnik • zu niedrige Gießtemperatur und zu langsames Eingießen • zu hohe Turbulenz beim Gießen und zu schlechte Schlackenabscheidung Tongebundener Formsand • zu hohe Anteile an Inertstaub • zu niedrige Bentonitanteile und zu schlecht aufgeschlossener Bentonit bzw. Bentonit mit schlechtem Bindervermögen • zu hohe Sauerstoffgehalte im Formhohlraum • zu hohe Anteile niedrigschmelzender Verbindungen 98 Fehlerbeschreibungen: Schlackeneinschlüsse 99 Abhilfen Hintergrundinformation Metallurgie • Sauerstoffbindende Elemente wie Aluminium, Magnesium, Mangan in der Schmelze so gering wie möglich halten, ggf. reduzieren. Einsatzstoffe ohne Verunreinigungen einsetzen • Impfmitteleinsatz optimieren. Verschlackung vermeiden. Bei Nichtauflösung Körnung verfeinern. • Pfannen vor Einsatz trocknen. Flüssiges Metall so kurz wie möglich in der Pfanne lassen. Auflegieren in der Pfanne vermeiden. Pfannen sorgfältig abkrammen. Schlackenbinder einsetzen. Evtl. Siphonpfannen benutzen. Viele Metalle reagieren beim Schmelzen und Gießen mit Luftsauerstoff, wobei Legierungselemente den Vorgang beschleunigen und auch verlangsamen können.1 Entstehen keine zusammenhängenden Oxidschichten, nimmt die Menge der Oxidationsprodukte meist linear mit der Zeit zu. Diese Vorgänge sind vor allem bei Nichteisenmetallen früh untersucht worden. Bei Eisen-Kohlenstoff-Legierungen ist der Vorgang durch das Entstehen von Kohlenmonoxid verändert. Erst unterhalb der sogenannten Siliciumisotherme bilden sich feste Oxide, die verschlakken, da auch andere Legierungselemente wie Eisen und Mangan mit dem Sauerstoff reagieren.2 – 4 Anschnitt- und Gießtechnik • Gießtemperatur anheben und Gießzeiten verkürzen • Anschnitte verbessern, Gießtümpel vollhalten, Schlackenfänger setzen. Beim Gießvorgang Turbulenzen vermeiden. Gießfilter setzen. Tongebundener Formsand • Inertstaubanteile reduzieren, ggf. Neusand zugeben und Staubrückführung reduzieren • Bentonite mit erhöhtem Bindervermögen und erhöhtem Montmorillonitgehalt einsetzen, ggf. Gehalt erhöhen. Bentonitaufschluß verbessern • Glanzkohlenstoffbildung im Formsand erhöhen, oder Kohlenstoffträger mit höherem Glanzkohlenstoffbildungsvermögen einsetzen. Abb. 46: Schliff durch einen Schlackeneinschluß im GGG. Starke Reaktionen der Schlacke unter Freisetzung von Gasen. Vergrößerung: 10 mm Bild = 0,2 mm Abb. 47: Schliff durch eine Schlackenzone bei einem Gußteil aus GGG. Turbulenzen und oxidierende Atmosphäre führen zu zeilenförmigen Schlackeneinschlüssen im Oberflächenbereich. Vergrößerung: 10 mm Bild = 0,08 mm Fehlerbeschreibungen: Schlackeneinschlüsse SiO2 fest + 2 C ➝ Si + 2 CO gasf. Mangansilikatschlacken, deren Schmelzpunkt durch Mangansulfid erniedrigt wird, spielen eine große Rolle bei der Entstehung von CO-Schlacken-Pinholes durch Kohlenstoffoxidation (siehe Gußfehler Pinholes). Die Schlackenbildung ist in erster Linie auf Reaktionen mit dem Luftsauerstoff zurückzuführen.1 Sie erfolgt verstärkt bei niedrigeren Temperaturen in der Pfanne. Ebenfalls setzt die Oxidation bei Anwesenheit von Elementen mit höherer Sauerstoffaffinität wie Aluminium und Magnesium früher ein. Die gebildeten Oxide werden umso stärker verschlackt, je länger die Schmelze Zeit zur Oxidation hat.2 Da sich auf jeder Eisenschmelze fortlaufend und bei niedrigen Temperaturen verstärkt Schlacken bilden können, ist ein Ausscheiden der Reaktionsprodukte notwendig. Die Abscheidung erfolgt in Gießtümpeln und Schlackenabscheidern. Sie werden ebenfalls über Siebkerne5 oder effektiver über Gießfilter6 zurückgehalten. 100 Fehlerbeschreibungen: Schlackeneinschlüsse 101 Fehlerbeschreibungen: Schlackeneinschlüsse Literatur Auch im Formhohlraum kann verstärkt bei sinkenden Temperaturen und oxidierender Atmosphäre vor allem durch Wasserdampf Oxidation eintreten. Eine Erhöhung des Glanzkohlenstoffbildungsvermögen wirkt der Oxidation entgegen. Weiter können Feinanteile aus der Form gelöst werden und mit den eisen- und manganoxidhaltigen Schlacken reagieren. Feinanteile sollen so gering wie möglich sein. Beim Einsatz von Formimpfmitteln kann es ebenfalls zu Einschlüssen und zur Verschlackung kommen. Das Impfverfahren ist entsprechend festzulegen. Das Metall soll laminar in die Form fließen. Bei Turbulenzen hat eine größere Fläche des flüssigen Metalls Kontakt zum Luft/ Wasserdampf-Gemisch und oxidiert und verschlackt stärker. Formfüllung kann mit Hilfe von Simulationsprogrammen optimiert werden. 1 Dahlmann, A.; Löhberg, K. Schlackenbildung auf Metallschmelzen , insbesondere auf Gußeisenschmelzen und ihre Auswirkung auf das Gußstück Gießerei 50, 1963, S. 149 – 154 2 Dahlmann, A.; Orths, K. Über einige Auswirkungen der Reduktions- und Oxidationsreaktionen technischer Eisen-Kohlenstoff-Legierungen auf ihre Eigenschaften im flüssigen und festen Zustand Gießerei 53, 1966, S. 8 – 15 3 Höner, K. E.; Baliktay, S. Einige Betrachtungen zur Reduktion von Silicium aus fester Kieselsäure durch in Eisenschlacken gelösten Kohlenstoff Gießerei-Forschung 25, 1973, S. 21 – 27 4 Orths, K.; Weis, W.; Lampic, M. Verdeckte Fehler bei Gußstücken aus Gußeisen Gießerei-Forschung 27, 1975, S. 103 – 111 5 Plath, O.; Edelbauer, M. Über die Verwendung von Siebkernen im Eingußsystem von Formen für Gußeisen Gießerei 51 , 1964, S. 291 – 292 6 Simmons, W.; Trinkl, G. Gießereibetriebserfahrungen mit der Metallfiltration und ihre Auswirkung auf Fertigung und Eigenschaften von Gußeisen mit Kugelgraphit BCIRA Konferenz Birmingham 1987, Vortrag Nr. 3
© Copyright 2024 ExpyDoc
