Gießen ist eines der ältesten von der Menschheit beherrschten Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallen und blickt auf eine rund 6000-jährige Geschichte zurück. China erlebte seine Blütezeit des Bronzegusses um 1700–1000 v. Chr. und erreichte dabei ein beachtliches handwerkliches Niveau. Beim Gießen wird festes Metall geschmolzen und in eine Form mit der gewünschten Gestalt gegossen, wo es erstarrt. Zu den gegossenen Metallen gehören Kupfer, Eisen, Aluminium, Zinn und Blei. Gängige Formmaterialien sind Rohsand, Ton, Wasserglas, Harz und andere Hilfsstoffe; dieses Verfahren wird gemeinhin als Sandguss bezeichnet.

Sandguss bezeichnet das Gießverfahren zur Herstellung von Gussteilen in Sandformen. Stahl-, Eisen- und die meisten Nichteisenmetallgussteile lassen sich mit Sandguss herstellen. Da die verwendeten Formmaterialien kostengünstig und leicht verfügbar sind und die Formenherstellung einfach ist, eignet sich das Verfahren sowohl für die Einzel- als auch für die Serien- und Massenproduktion von Gussteilen und ist seit Langem ein grundlegendes Verfahren in der Gießereitechnik.

Die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Sandformen sind Gießereisand und Formsandbindemittel. Am häufigsten wird Quarzsand verwendet. Reicht die Hochtemperaturbeständigkeit von Quarzsand nicht aus, kommen Spezialsande wie Zirkonsand, Chromitsand und Korundsand zum Einsatz. Um sicherzustellen, dass die Sandformen und -kerne ausreichend fest sind und sich beim Handling, der Montage und dem Gießen des flüssigen Metalls nicht verformen oder brechen, werden während des Gießvorgangs Formsandbindemittel hinzugefügt, die die losen Sandpartikel binden. Das am weitesten verbreitete Formsandbindemittel ist Ton; alternativ können auch verschiedene trocknende oder halbtrocknende Öle, wasserlösliche Silikate oder Phosphate sowie verschiedene Kunstharze verwendet werden. Die im Sandguss verwendeten Außenformen werden je nach verwendetem Bindemittel und Art der Festigkeitsbildung in drei Typen unterteilt: Nasssandformen aus Ton, Trockensandformen aus Ton und chemisch gehärtete Sandformen.

Bei Nasssandformen dient Ton zusammen mit einer geeigneten Menge Wasser als Hauptbindemittel für den Formsand. Nach der Herstellung der Sandform wird diese direkt zusammengesetzt und im noch feuchten Zustand ausgegossen. Chemisch gehärtete Sandformen verwenden verschiedene Kunstharze und Wasserglas als Bindemittel. Unter Einwirkung eines Härters polymerisieren diese Harze molekular und bilden so eine dreidimensionale Struktur.

Furranharze sind ein Sammelbegriff für Harze aus Furfurylalkohol und Furfural, die Furanringe enthalten. Sie härten unter Einwirkung starker Säuren zu unlöslichen und unschmelzbaren Feststoffen aus. Zu den verschiedenen Typen gehören Furfurylalkoholharz, Furfuralharz, Furfurylketonharz und Furfurylketon-Formaldehydharz. Furranharze sind wichtige Kunstharze für den Guss. Ihre Verwendung als Bindemittel im Sandgussverfahren verbessert die Gussqualität deutlich. Vorteile wie höhere Maßgenauigkeit, glattere Oberflächen und klarere Konturen werden durch die Zugabe von Furranharzen erzielt.

Furanharze besitzen einen hohen industriellen Wert und finden breite Anwendung in der metallurgischen Gießereiindustrie. Sie eignen sich für Formgebungsverfahren, beispielsweise für die Herstellung von Automobilteilen, Sanitärkeramik und Reifenformen, wobei das Sandformverfahren mit Furanharz wirtschaftlich erfolgreich ist. Furanharze zeichnen sich durch hervorragende Korrosions- und Hitzebeständigkeit aus. Ihre Rohstoffe sind weit verbreitet und die Herstellung ist einfach, was ihnen große Aufmerksamkeit verschafft. Furfural ist der wichtigste Rohstoff für die Herstellung von Furanharzen und wird aus landwirtschaftlichen Nebenprodukten wie Baumwollsamenhülsen, Reishülsen, Maiskolben und Maisstängeln gewonnen.

Der Einfluss der technischen Spezifikationen von Furanharz auf Gussteile

Die wichtigsten Einflussfaktoren von Furanharzen auf Gussteile sind Stickstoffgehalt, Viskosität und Feuchtigkeit. Ein hoher Stickstoffgehalt erhöht die Gasentwicklung des Formsandes, insbesondere bei Stahlgussteilen, wo Stickstoff eher zu Defekten wie Unterflächenporosität führen kann. Die Viskosität beeinflusst primär die Gleichmäßigkeit der Harz-Sand-Vermischung, vor allem im Winter bei niedrigen Sandtemperaturen; eine geringe Fließfähigkeit führt leicht zu ungleichmäßiger Sandvermischung und damit zu lokalen Gussfehlern. Zu hohe Feuchtigkeit bewirkt eine langsame Erstarrung des Formsandes, geringe Härte und Penetration, niedrige Festigkeit und eine harte Außenschicht mit weichem Kern, was zum Einsturz der Form führen kann. Darüber hinaus neigt der Formsand bei hohen Temperaturen dazu, Feuchtigkeit zu speichern, was ebenfalls zu geringer Härte und hoher Gasentwicklung führt.

Die Firma Xinda ist auf die Herstellung von Furanharzen spezialisiert und bietet stabile technische Produktspezifikationen, die für den Sandguss geeignet sind und Unternehmen bei der Herstellung qualifizierter Gussteile unterstützen.