10 Fehlerbeschreibungen: Angebrannter Sand 11 Fehlerbeschreibungen: Angebrannter Sand Angebrannter Sand Entscheidungshilfe ➝ S. 124 Sandsteuerung ➝ S. 176 Beschreibung der Merkmale Mögliche Ursachen Dünne Sandschalen, die fest am Gußstück haften. Der Fehler tritt verstärkt bei dickwandigen Gußstücken und hohen Gießtemperaturen auf. Tongebundener Formsand • zu geringer Gehalt an Glanzkohlenstoffbildner • zu hohe Anteile an niedrigschmelzenden Stoffen • zu hohe Oolithisierung Vorkommen des Fehlers Besonders bei dickwandigen Gußstücken, aber auch in Anschnittnähe und bei hohen Gießtemperaturen sintert der Formstoff infolge zu geringer Feuerbeständigkeit als dünne Sandschale am Gußstück fest. Durch die Neigung des flüssigen Metalls, in die Sandporen einzudringen, klammert sich die gebildete Schale an der Gußoberfläche fest und ist selbst beim Strahlputzen kaum zu entfernen, sondern sie muß meistens abgeschliffen werden. Erläuterungen Die Temperaturbelastung des Formstoffs ist so hoch, daß ein Sintern der Bentonit- und Silikatanteile im Sand auftritt. Auch stets vorliegende Eisenoxide bilden mit den niedrig schmelzenden Silikaten Eisensilikate, die den Sinterpunkt des Sandes weiter herabsetzten. Da durch Sintern und Schmelzen von Verunreinigungen im Formsand das flüssige Eisen schneller penetrieren kann, haben diese Schichten häufig durch penetriertes Eisen eine feste Haftung auf der Gußoberfläche. Abb. 1: Sandkörner auf der Oberfläche eines Gußteils aus GGL bei unzureichender Glanzkohlenstoffbildung. Vergrößerung: 10 mm Bild = 0,08 mm Abb. 2: Dünnwandiges Gußteil aus GGL mit festhaftender Sandschicht. Vergrößerung: 10 mm Bild = 8,1 mm Formanlage • ungleichmäßige Verdichtung der Form Anschnitt- und Gießtechnik • ungleichmäßige Verteilung der einlaufenden Metallmengen und dadurch örtliche Überhitzung • zu hohe Gießtemperatur Abhilfen Tongebundene Formstoffe • Erhöhen des Anteils an Glanzkohlenstoffbildner. Dadurch erhöht sich die Koksmenge und auch die Menge an Glanzkohlenstoff, die eine gewisse Trennung Form / Metall ergibt. • reinere Quarzsande verwenden, evtl. Neusand zugeben. Staubanteile reduzieren. Evtl. Bentonitmenge reduzieren. • Oolithisierung durch Neusandzusatz reduzieren Formanlage • Für gleichmäßige Verdichtung sorgen, evtl. Wärmeabfuhr der Formen erhöhen Anschnitt und Gießtechnik • Einlaufende Metallmengen vergleichmäßigen • Gießgeschwindigkeit reduzieren • Gießtemperatur absenken 12 Fehlerbeschreibungen: Angebrannter Sand Fehlerbeschreibungen: Angebrannter Sand Literatur Hintergrundinformationen Anhaftende Sandschichten bilden sich vor allem bei einem zu geringen Glanzkohlenstoffbildungsvermögen des Formsandes. Der Gehalt an Glanzkohlenstoff im Formsand soll bei der Herstellung von Teilen aus GGL zwischen 0,2 – 0,6 %, nach anderen Autoren bei 0,2 – 0,4 % liegen.1 Gemessen wird wegen der Schwierigkeit der exakten Bestimmung des Glanzkohlenstoffes im Formsand der »aktive Kohlenstoffgehalt«, der zwischen 0,35 – 0,65 % liegen sollte. Treten Sandanhaftungen auf, kann durch Einstellen eines höheren Gehaltes oder Einsatz eines Glanzkohlenstoffbildners mit höherer »Aktivität« der Fehler behoben werden. Eine hohe Koksbildung reduziert ebenfalls die Bildung anhaftender Sandschalen, aber nicht so stark wie die Erhöhung der Glanzkohlenstoffbildung. Wichtig ist es, die Verunreinigungen im Formsand zu begrenzen. So können Verunreinigungen von Silikaten und Oxiden zu einem Mehrverbrauch an Glanzkohlenstoffbildner durch Oxidation führen.2 Auch das Absenken der Sinterpunkte des Sandes erhöht bei gleichzeitigem Eindringen von Metall in die anhaftende Schicht die Gefahr von Anbrennungen. Ebenfalls ist verstärktes Anbrennen von Sanden auf Gußteilen aus GGL bei höher oolithisierten Formsanden beobachtet worden. Deswegen wird empfohlen, dem umlaufenden Formsand entsprechenden Neusand zuzusetzen. Nach unseren Erfahrungswerten soll die Zusatzmenge 100 kg Neusand / t flüssiges Eisen nicht wesentlich überschreiten. 13 Russische Autoren berichten in einer Arbeit, daß beim Gießen von GS in wasserglasgebundene Formen bei einer Erhöhung der Oberflächenspannung durch Zusätze das Anbrennen drastisch reduziert wird. Ein Anheben der AFS-Zahl durch Einsatz feineren Neusandes vermindert ebenfalls das Anhaften versinterter Schalen, da die Gußoberfläche glatter vorliegt. Die Formen sollten gut und gleichmäßig verdichtet sein. An Stellen geringerer Dichte ist die Gefahr des Metalleindringens und damit die Bildung festhaftender Schalen größer. 1 Wirkung von Sorption und Glanzkohlenstoffbildung tongebundener Formstoffe auf Gußstückeigenschaften Institut für Gießereitechnik GmbH, Abschlußbericht zum AIF-Forschungsvorhaben Nr. 5405, April 1985 2 Winterhalter, J.; Siefer, W. Zur Wirkung von Feinanteilen und Glanzkohlenstfoffbildnern im Formstoff auf die Gußstückeigenschaften Gießerei 74, 1987, S. 633 – 639 Weitere Literatur ➝ Grochalski, R. Gießereiformstoffe, 1955, S. 22 ➝ Disamatic-Application »Gußfehler«, S. 78 – 84 ➝ Berndt, H. Die Überwachung von Verschleißerscheinungen an einem Sandumlaufsystem Gießerei 55, 1968, S. 441 – 453 ➝ VDG-Merkblatt F 252, »Bestimmung der Anschnittelemente« ➝ Holzmüller; Kucharcik Atlas der Anschnitt- und Speisertechnik für Gußeisen 2. Aufl. 1975, S. 17 ➝ Boenisch, D.; Lorenz Modellversuche über das Formkastenfüllen von Naßgußsanden, Dissertation 1988, TH Aachen ➝ Onillon, M.; Rebaudieres, J. Physikalische und chemische Vererzung bei Gußeisen Fonderie 31, 1976, S. 209 – 216 (franz.) ➝ Paskeev, I. Untersuchungsverfahren zur Bildung von Anbrennungen an Gußstücken Litejnoe proizvodstvo 1977, S. 26 – 28 (russ.) ➝ Aymard, J.-P.; Leger, M.-T.; Lageal, B. Metall-Formstoff-Reaktionen von Manganhartstahlguß (12 % Mn) und Chromstahlguß (13 bis 25 % Cr) Fonderie 31, 1976, S. 265 – 273 (franz.) ➝ Ivanov, N. Ch.; Skljarova, V. N. Formstoffmischungen mit Dibutylphthalat zur Herstellung von penetrationsfreien Gußstücken aus Gußeisen Litejnoe proizvodstvo 1976, S.18 – 19 (russ.) ➝ Sarma, A. K. D. Vererzen von Formsanden Indian Foundry J. 18, 1972, S. 167 – 170 ➝ Kleimann, W. Einsatz von Bentoniten und C-Trägern in modernen Formsanden. Giesserei-Erfahrungsaustausch 7, S. 315 – 320. 1997
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