Bei der Gießereiproduktion hat die Oberflächenqualität der Arbeitsflächen von Sandformen und -kernen, die in direkten Kontakt mit dem flüssigen Metall kommen, entscheidenden Einfluss auf die Gussqualität. Das Beschichten von Formen oder Kernen mit feuerfesten Beschichtungen ist eine kostengünstige und hocheffiziente Methode zur Verbesserung der Gussoberflächen. Während des Gießvorgangs bildet die Beschichtung eine Barriere zwischen dem flüssigen Metall und der Form. Diese reguliert und optimiert die Kontaktbedingungen sowie die Hochtemperatur-Grenzflächenreaktionen zwischen dem flüssigen Metall und der Sandform bzw. dem Kern und beugt so einer Vielzahl von Gussfehlern vor. Angesichts der in den letzten Jahren immer strengeren Anforderungen an die Gussqualität legen Hersteller im In- und Ausland großen Wert auf die Herstellung und Anwendung von Hochleistungs-Gießereibeschichtungen.

I. Kernfunktionen von Formbeschichtungen

Beschichtungen werden auf die Arbeitsflächen von Sandformen und -kernen aufgebracht, die mit flüssigem Metall in Kontakt kommen. Sie isolieren das flüssige Metall vom Sandsubstrat und verbessern so die Gussqualität umfassend und senken die Produktionskosten durch sechs Kernfunktionen:

1. Verbesserung der Gussoberflächengüte und Beseitigung von mechanischem Einbrennen

Unbeschichtete Gussteile weisen eine Oberflächenrauheit von Ra 25~50 μm auf, während eine qualifizierte Beschichtung diese auf Ra 3,2~6,3 μm reduzieren und gleichzeitig die Maßgenauigkeit des Gussteils erhöhen kann.

2. Hochtemperatur-chemischen Reaktionen widerstehen, um chemisches Einbrennen zu verhindern.

Bei dickwandigen Gussteilen, die bei hohen Temperaturen gegossen werden, verhindert die ausgezeichnete chemische Hochtemperaturstabilität der Beschichtung chemische Reaktionen zwischen geschmolzenem Metall und Formsand und vermeidet so schwer zu entfernende Einbrennschichten.

3. Verbesserung der Formoberflächenfestigkeit zur Reduzierung von Sandeinschlüssen, Metallwaschungen und Sandlochdefekten

Bei Formen mit geringer Oberflächenfestigkeit wie grünem Tonsand, kollabierendem Wasserglassand und organischem Harzsand widersteht die feuerfeste, hochfeste Beschichtungsschicht der Erosion durch geschmolzenes Metall und erweitert den anwendbaren Temperaturbereich organischer Bindemittel.

4. Die Abkühlgeschwindigkeit regulieren, um Schwindungshohlräume, Schwindungsporosität und Risse zu vermeiden.

Durch den Einsatz von feuerfesten Pulvern mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit und die Anpassung der Beschichtungsdicke wird die Wärmeübertragungsrate der Form so verändert, dass die Erstarrung des Gussteils ausgeglichen und Schrumpfungs- und Heißrissfehler vermieden werden.

5. Schädliche Elemente blockieren, um Poren, Aufkohlung, Schwefelaufnahme und unzureichende Knotenbildung zu verhindern.

Stahlgussteile, die mit Furanharzsand hergestellt werden, neigen zur Bildung von Poren unter der Oberfläche; kohlenstoffarmer Edelstahl ist anfällig für Aufkohlung und Schwefelaufnahme; duktiles Gusseisen kann lokal unzureichende Graphitkugelbildung aufweisen. Dichte Sinterbeschichtungen verhindern, dass Stickstoff, Schwefel und Kohlenstoff aus der Sandform in die Metallschmelze wandern.

6. Anpassung der Mikrostruktur und der Eigenschaften von Gussoberflächen

• Isolierende/kühlende Spezialbeschichtungen: Durch Anpassen der Abkühl- und Kristallisationsgeschwindigkeit können gekühlte oder invers gekühlte Oberflächenschichten für die gewünschte Oberflächenhärte gebildet werden.

• Homologe Metallpulverzusätze: Wirken als Kristallisationskeime zur Verfeinerung der Gusskörner.

• Niedrigschmelzende Legierungspulverzusätze: Ermöglichen die Oberflächenlegierung durch Hochtemperatur-Flüssigkeitsdiffusion.

• Hochschmelzende, verschleißfeste Pulveradditive: Werden in Gussoberflächen eingebettet, um spezielle Eigenschaften wie z. B. eine erhöhte Verschleißfestigkeit zu erzielen.

Das Entgraten macht etwa 30 % der gesamten Gussfertigungskosten aus. Beschichtungen reduzieren die Entgratungskosten um über 10 %, während die Kosten für Beschichtung und Applikation nur 5 % der gesamten Produktionskosten ausmachen. Die Gesamteinsparung bei den Produktionskosten übersteigt 5 %. Weitere Vorteile sind deutlich geringere Ausschussquoten und verbesserte mechanische Eigenschaften der Gussteile.

II. Wichtigste Leistungsindikatoren für Beschichtungen

1. Physikalische und chemische Eigenschaften (Intrinsische Baseneigenschaften)

• Dichte:Masse pro Volumeneinheit. Die Dichte wird in Produktionslinien verwendet, um die Konsistenz der Beschichtung schnell zu beurteilen, die sich mit der Zugabe von Lösungsmitteln ändert.

• Fahrwerksstabilität:Beständigkeit gegen Pulverablagerung und Schichttrennung. Prüfstandard: Keine nennenswerte Ablagerung nach 24 Stunden Stehzeit bei wasserbasierten Beschichtungen und nach 8 Stunden Stehzeit bei alkoholbasierten Beschichtungen. Unzureichende Suspensionsstabilität führt zu ungleichmäßiger Beschichtungsdicke und erschwerter Applikation.

• Viskosität:Der innere Fließwiderstand der Beschichtung ist entscheidend. Eine zu hohe Viskosität führt zu schlechter Fließfähigkeit, mühsamem Auftragen mit dem Pinsel, Beschichtungsablagerungen und unzureichendem Eindringen in die Sandform. Eine zu niedrige Viskosität hingegen begünstigt das Absetzen des Pulvers und führt zu zu dünnen Schutzschichten.

2. Verarbeitungs- und Anwendungseigenschaften

• Benetzung & Penetration:Die Beschichtung muss die Oberfläche der Sandform benetzen, um in den Untergrund einzudringen und eine starke Haftung zu erzielen. Unzureichende Benetzung führt zu mangelhafter Beschichtung und Ablösung; zur Optimierung von Benetzung und Eindringen können Tenside hinzugefügt werden.

• Bürstenfähigkeit & Nivellierung:Die Streichfähigkeit bedeutet, dass die Beschichtung beim Streichen gleichmäßig und ohne zu haken gleitet. Die nasse Beschichtung ist riss- und spaltfest und verläuft von selbst zu einer glatten, gleichmäßigen Oberfläche.

3. Serviceleistung während des Einschenkens

• Beschichtungsfestigkeit und Haftung:Die Beschichtung darf sich beim Formenhandling, Formenschließen und bei Erosion durch hochtemperiertes, geschmolzenes Metall nicht ablösen, abblättern oder abplatzen.

• Beständigkeit gegen Thermoschockrisse:Es bilden sich weder beim Lufttrocknen noch beim Trocknen im Ofen Schrumpfrisse, und es kommt auch nicht zu Rissen unter dem plötzlichen Temperaturschock von geschmolzenem Metall, um durch Beschichtungsfragmente verursachte Sandlochdefekte zu vermeiden.

• Schutz vor Einbrennen:Der wichtigste Indikator für Beschichtungen. Beschichtungen müssen auf das Gussmaterial, die Wandstärke und die Gießtemperatur abgestimmt sein, um jegliche Art von Einbrennfehlern vollständig zu vermeiden.

III. Auswahl der Beschichtung nach Formtyp

IV. Standardmäßige Betriebsspezifikationen für die Beschichtung vor Ort

1. Rühren, Verdünnen und Viskositätseinstellung

Den gesamten Beschichtungsinhalt vor Gebrauch gründlich umrühren. Mit Lösungsmittel (Wasser/Alkohol) auf die gewünschte Viskosität verdünnen, abhängig von der Anwendungsmethode und der Festigkeit der Form.

• Niedrige Viskosität (dünnere Verdünnung):Für Sprüh-, Tauch- und Fließbeschichtungsverfahren; Formen mit geringer Durchlässigkeit und schwacher Oberflächenfestigkeit.

• Hohe Viskosität (minimale Verdünnung, dickflüssigere Konsistenz):Für manuelles Bürsten; dichte Formen mit hoher Oberflächenfestigkeit.

2. Kontrolle der Schichtdicke

• Standardgussteile:Beschichtungsdicke: 0,15–1 mm; schwere, große Gussteile: 1–2 mm. Verwenden Sie den unteren Grenzwert für Eisengussteile und den oberen Grenzwert für Stahl- und Kupfergussteile.

• Maximale Schichtdicke bei einer einzelnen Anstrichschicht:≤0,3 mm. Für dickere Schichten sind mehrere Anstriche erforderlich:

  Wasserbasierte Beschichtungen: Die nächste Schicht erst auftragen, nachdem die erste Schicht leicht an der Luft angetrocknet ist.

  Beschichtungen auf Alkoholbasis: Eine erneute Beschichtung ist erst dann zulässig, wenn die erste Schicht vollständig abgeflammt und auf Raumtemperatur abgekühlt ist.

• Prinzip:Minimierung der Beschichtungsdicke unter Einhaltung der Anforderungen an die Beständigkeit gegen Einbrennen, um Rohstoffe zu sparen und die Beständigkeit gegen Thermoschockrisse zu verbessern.

3. Trocknungs- und Aushärtungsprozess der Beschichtung

• Beschichtungen auf Wasserbasis:

Anwendungszeitpunkt: Wasserglassand vor dem Trocknen im Ofen bzw. der Oberflächentrocknung beschichten. Duroplastischen Harzsand und Ölsand nach dem Trocknen beschichten, wobei die Restwärme zum Trocknen genutzt oder eine Nachtrocknung im Ofen durchgeführt wird. Die Beschichtung kann vor oder nach dem Trocknen von ofengetrockneten bzw. oberflächengetrockneten Tonformen und -kernen erfolgen.

Trocknungstemperaturbereich: 100~450 ℃. Vermeiden Sie längeres, lokal begrenztes Erhitzen mit einer Flamme, um ein Überbrennen und Versagen der Sandbindemittel zu verhindern.

• Beschichtungen auf Alkoholbasis:

Die Beschichtung sollte unmittelbar nach dem Auftragen entzündet und getrocknet werden, um ein übermäßiges Eindringen von Lösungsmitteln und den Verlust flüchtiger Bestandteile zu verhindern.

Falls es aufgrund verzögerter Anwendung zu unvollständiger Verbrennung kommt, besprühen Sie die Beschichtung mit etwas Alkohol, um die vollständige Verbrennung zu fördern. Bei großen Formen führen Sie eine abschnittsweise lokale Flammentrocknung durch.

4. Anforderungen an die Lagerung der Beschichtung

• Wasserbasierte Beschichtungen:Vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt lagern und im Winter vor Frost schützen, um Ablagerungen und Zersetzung des Pulvers zu verhindern.

• Beschichtungen auf Alkoholbasis:Während der Lagerung stets luftdicht verschlossen halten; strenge Brandschutz- und Wasserdichtigkeitsmaßnahmen ergreifen, um Sicherheitsrisiken auszuschließen.

5. Vorbedingungen (Voraussetzung für optimale Beschichtungsleistung)

Der Untergrund der Sandform bzw. des Kerns muss eine glatte Oberfläche, eine gleichmäßige Verdichtung und eine ausreichende Gesamtfestigkeit aufweisen. Lockerer Sand oder stark unebene Oberflächen führen selbst bei Hochleistungsbeschichtungen leicht zu Rissen, Abplatzungen und Absplitterungen.

Xinda Form- und KernbeschichtungenXinda-Beschichtungen stellen kostengünstige und ertragreiche Hilfsstoffe für Gießereien dar. Unser komplettes Sortiment an wasser- und alkoholbasierten Beschichtungen lässt sich präzise auf verschiedene Formgebungsverfahren abstimmen. Für optimale Gussergebnisse ist die strikte Kontrolle von vier kritischen Prozessschritten unerlässlich: Rühren und Verdünnen, Beschichtungsdicke, Trocknen und Aushärten sowie standardisierte Lagerung. Dank ihrer überlegenen Feuerfestigkeit eliminieren Xinda-Beschichtungen typische Gussfehler wie Anbrennen, Poren, Sandeinschlüsse und thermische Risse. Dies verbessert die Oberflächenqualität der fertigen Gussteile drastisch und reduziert gleichzeitig die Kosten für die Nachbearbeitung und den Ausschuss in Gießereien weltweit.