Bei der Fertigung von Zylinderblöcken und Zylinderköpfen für Automobile treten häufig feine Grate, sogenannte Adernfehler, in den Ein- und Auslasskanälen, den inneren Hohlräumen des Kühlmantels und den Innenkanten von Hotspots auf. Diese Grate sind aufgrund ihrer Lage in den Hohlräumen schwer zu entfernen. Adernfehler im Kühlmantel können den normalen Kühlwasserfluss behindern und in schweren Fällen zu Zylinderverschleiß führen. Gleichzeitig können Adernfehler in den Ein- und Auslasskanälen die Dralleigenschaften der Luftkanäle beeinträchtigen und die Motorleistung erheblich mindern. Daher ist die Beseitigung von Adernfehlern bei Automobilgussteilen wie Zylinderblöcken und Zylinderköpfen von entscheidender Bedeutung.

I. Ursachen von Venenfehlern

Bei einer Temperatur von 573 °C durchläuft Quarzsand eine Kristallumwandlung von β-Quarz zu α-Quarz. Die durch die Phasenübergangsausdehnung verursachte thermische Spannung führt zu Rissen an der Oberfläche der Sandkerne. Geschmolzenes Eisen dringt in diese Risse ein und erstarrt, wodurch Adern entstehen. Zwei grundlegende Bedingungen müssen für die Aderungsbildung erfüllt sein: Erstens muss die durch die Phasenübergangsausdehnung erzeugte thermische Spannung die Oberflächenfestigkeit des Sandkerns übersteigen; zweitens muss das geschmolzene Eisen ausreichend flüssig bleiben.

II. Maßnahmen zur Behebung von Venenfehlern

(1) Reduzierung der Sandkernexpansion

(2) Korngrößenverteilung des Rohsandes anpassen

Ist die Korngröße des Rohsandes zu eng, verstärkt sich der Ausdehnungseffekt. Üblicherweise wird Sand mit einer Sieblinie von drei oder vier Sieben verwendet. Für Zylinderblöcke und Zylinderköpfe im Automobilbereich empfiehlt sich aufbereiteter Sand mit einer Korngröße von 0,355–0,154 mm (50/100 Mesh), während Rohsand mit einer Korngröße von 0,224–0,106 mm (70/140 Mesh) oder feiner möglichst vermieden werden sollte.

(3) Verbesserung der Festigkeit von Sandkernen bei Raumtemperatur und hohen Temperaturen

Bei gleichem Rohsand hängt die Festigkeit von Sandkernen von der Art des Bindemittels und dem Verdichtungsgrad des Sandkerns ab. Da Kaltboxkerne durch Hochdruck-Sandspritzen hergestellt werden, weisen sie einen hohen Verdichtungsgrad auf, der wenig Spielraum für die Ausdehnung der Sandkörner bei hohen Temperaturen lässt und somit die Wahrscheinlichkeit von Aderbildungsdefekten erhöht.

(4) Rolle von Spezialbeschichtungen

Kühlbeschichtungen beschleunigen die Abkühlung und Erstarrung von flüssigem Eisen und eignen sich im Allgemeinen für Automobilgussteile. Sie sind zudem einfach anzuwenden. Bei dicken und großen Gussteilen ist ihre Wirkung jedoch nicht so deutlich.

(5) Anti-Aderhaut-Zusätze

Derzeit ist eine Vielzahl von Anti-Aderbildungs-Zusätzen auf dem Markt erhältlich, die sich hauptsächlich anhand ihrer Zusammensetzung in organische und anorganische Typen unterteilen lassen. Der erste Typ besteht aus einer Mischung von Silikaten und Metalloxiden mit niedrigem Schmelzpunkt. Bei hohen Temperaturen bildet er mit Quarzsand eine glasartige Phase, die Risse im Sandkern ausfüllt und das Eindringen von flüssigem Eisen in diese Risse verhindert. Dieser Zusatzstoff kann zu kugelförmigen Partikeln verarbeitet werden, die die Festigkeit des Sandkerns nur geringfügig beeinträchtigen. Die empfohlene Zugabemenge liegt in der Regel zwischen 1,0 % und 5,0 %. Der zweite Typ sind organische Zusätze, die eine geringere Zugabemenge von 0,3 % bis 1,5 % erfordern, aber eine deutlichere Wirkung auf die Festigkeit haben und eine größere Menge Gas erzeugen.

Xinda Anti-Adern-ZusätzeMit ihrer innovativen Formel, die die Nachteile herkömmlicher Produkte perfekt vermeidet, zeichnet sich diese Lösung als bevorzugte Option für Automobilgießereien aus. Ihre Kernvorteile zeigen sich in drei Aspekten: Erstens, hocheffiziente Verhinderung von Aderbildung. Durch den Synergieeffekt einer anorganischen Verbundformel und eines Organosilicium-Fluor-Kupplungsharzes bildet sich bei hohen Temperaturen schnell eine glasartige Phase, die Risse im Sandkern füllt und die Phasenübergangsausdehnung des Quarzsandes hemmt. Dadurch wird die Aderbildung von vornherein verhindert. Feldtests haben gezeigt, dass die Aderbildungsrate bei Zylinderblöcken und Zylinderköpfen um mehr als 90 % reduziert werden kann. Zweitens, geringe Beeinträchtigung und hohe Kompatibilität. Die Zugabemenge von nur 0,8 % bis 2,0 % erhält nicht nur die geringe Beeinträchtigung der Sandkernfestigkeit durch die sphärische Partikelstruktur, sondern optimiert auch die Gasentwicklung durch hochsiedende inerte Lösungsmittel. Dadurch ist sie deutlich geringer als bei vergleichbaren organischen Additiven in der Branche. Die Lösung ist mit gängigen Kernherstellungsverfahren wie Kaltbox- und beschichtetem Sand kompatibel. Drittens, optimale Ergebnisse bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung und Kostenreduzierung. Es erfordert keine zusätzlichen Anpassungen der Produktionsanlagen und kann teuren weißen Korund-Verbundsand direkt ersetzen. Gleichzeitig gewährleistet es die Sauberkeit und Maßgenauigkeit der Gusshohlräume und reduziert die Kosten für den Kernsand, wodurch Unternehmen maximale Vorteile in der Serienproduktion erzielen können. 

Derzeit werden die Anti-Veining-Additive von Xinda in großem Umfang bei der Herstellung komplexer Gussteile wie Zylinderblöcke und Zylinderköpfe für die Automobilindustrie eingesetzt und haben sich aufgrund ihrer stabilen Leistung bei zahlreichen OEM-Zulieferbetrieben einen Namen gemacht.

Mit den stetig steigenden Anforderungen der Automobilindustrie an die Motorleistung ist die Gussqualität zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor für Unternehmen geworden. Anti-Aderbildungsadditive sind aufgrund ihrer hohen Effizienz, einfachen Anwendung und geringen Kosten unverzichtbar geworden, um Aderbildungsfehler zu beheben. Dank innovativer Technologie und bewährter Vorteile in der Praxis bieten die Anti-Aderbildungsadditive von Xinda zuverlässige Unterstützung für die Qualitätsverbesserung von Gussteilen und helfen der Industrie, Produktionsengpässe zu überwinden und eine qualitativ hochwertige Entwicklung zu erzielen.