Schlacken- und Sandeinschlüsse stellen seit langem eine große Herausforderung bei der Herstellung von Lost-Foam-Gussteilen dar. Derzeit ist das Lost-Foam-Gussteil bei drei Hauptprodukttypen sehr erfolgreich: verschleißfesten Teilen, Rohrverbindungen und Kastengussteilen, die alle wenig oder keine Nachbearbeitung erfordern. Bei Gussteilen mit mehreren hochpräzise bearbeiteten Oberflächen ist die Behebung von Schlackeneinschlüssen jedoch von entscheidender Bedeutung. Basierend auf praktischen Erfahrungen können die folgenden Maßnahmen solche Fehler wirksam reduzieren oder beseitigen:
Die Rolle von Lost Foam-Beschichtungen ist vielfältig:
Verbesserung der Gussoberflächenbeschaffenheit durch Reduzierung der Rauheit um 2–3 Stufen, wodurch die Oberflächenqualität und Benutzerfreundlichkeit verbessert werden.
Minimierung von Sandhaftung und Sandlochdefekten.
Erleichtert die Sandentfernung und Reinigung.
Ermöglicht das Entweichen geschmolzener Flüssigkeiten und Gase aus dem Schaummodell durch die Beschichtung in den Formsand während des Gießens, während gleichzeitig das Eindringen von Metall in die Sandform verhindert und Gaslöcher, Metallinfiltration und Kohlenstoffdefekte vermieden werden.
Durch die Verbesserung der Festigkeit und Steifigkeit des Modells werden Verformungen oder Beschädigungen während des Transports, der Sandfüllung und des Vibrationsformens verhindert, wodurch die Maßgenauigkeit und Ausbeute des Gusses verbessert werden.
Um Schlackeneinschlüsse zu vermeiden, müssen Beschichtungen eine hohe Festigkeit und Feuerfestigkeit aufweisen. Die auf das Schaummodell aufgetragene Beschichtung muss während des Trocknens und Transports riss- und abriebfest sein (ausreichende Festigkeit bei Raumtemperatur erforderlich) und auch längerer Scheuerbelastung durch heißes Metall standhalten, ohne zu versagen (Hochtemperaturfestigkeit erforderlich). Ein dicht verschlossener Anguss und eine intakte Beschichtung des Guss- und Anschnittsystems sind die wichtigsten Schutzmaßnahmen – jegliche Lockerheit, Risse oder Ablösung können dazu führen, dass Sand, Beschichtungsreste oder Verunreinigungen in das geschmolzene Metall gelangen und Schlackeneinschlüsse verursachen.
Festigkeit und Durchlässigkeit sind wichtige Beschichtungseigenschaften. Beschichtungen für Anschnittsysteme erfordern oft eine höhere Feuerfestigkeit als Gussbeschichtungen, um einer längeren Metallauswaschung bei hohen Temperaturen standzuhalten. Die Betreiber müssen für eine gleichmäßige Beschichtung sorgen.
Bei der Formmontage muss die Beschichtung des Modellverbunds (Modell + Angusssystem) frei von Abblättern, Rissen oder Spalten sein – insbesondere an den Verbindungsstellen zwischen Anguss und Angusskanal, Anguss und Anschnitt sowie Anguss und Gussteil. Schwache oder schlecht beschichtete Verbindungen bergen die Gefahr des Eindringens von Sand. Daher sind in diesen Bereichen höhere Festigkeit, dickere Beschichtungen und ausreichend steife Angusssysteme (ggf. mit Verstärkungsrippen oder -hülsen) erforderlich.
Der Modellblock muss stabil auf dem Boden des Sandkastens aufliegen; schwebende Lagerung während der Sandbefüllung und Vibration kann die Beschichtung reißen lassen. Sand sollte zunächst vorsichtig über Schläuche hinzugefügt werden, wobei das Schleifen nur während der Vibrationsverdichtung verwendet wird. Die Vibration sollte mit geringer Amplitude beginnen, bis das Modell vollständig bedeckt ist, und dann allmählich gesteigert werden. Das Angusssystem, insbesondere der Anguss, darf während der Vibration nicht verbogen oder verdreht werden, um eine Beschädigung der Beschichtung zu vermeiden. Der Anguss muss dicht verschlossen sein, um das Eindringen von Sand zu verhindern.
Während der Montage, Sandfüllung und Vibration ist äußerste Sorgfalt erforderlich, um sicherzustellen, dass die Beschichtung intakt bleibt. Unmittelbar vor dem Gießen muss der Gießbecher von schwimmendem Sand, Staub und Schmutz gereinigt werden.
Höhere Gießköpfe erhöhen die Auswaschung des Anschnittsystems und der Form und erhöhen das Risiko von Beschichtungsschäden und Sandeinschlüssen. Die Höhe des Gießkopfes sollte an die Gussteilgröße angepasst werden. Verwenden Sie Schöpflöffel entsprechender Größe, um die Gießhöhe zu minimieren und die Schöpflöffeldüse nahe am Gießbecher zu halten. Vermeiden Sie die Verwendung großer Schöpflöffel für kleine Gussteile.
Höhere Gießtemperaturen erhöhen die Anforderungen an die Beschichtungsleistung und erhöhen das Risiko von Sandanhaftungen und Schlackeneinschlüssen. Die optimalen Temperaturen variieren je nach Material:
Bei Eisengussteilen, die 300–500 kg geschmolzenes Metall pro Form erfordern, sollte die Gießdauer auf 10–20 Sekunden begrenzt werden.
Beim Lost-Foam-Guss wird typischerweise Vakuum während des Gießens verwendet, um trockenen Sand zu verdichten, die Gasevakuierung zu beschleunigen, die Füllkapazität zu verbessern und die Arbeitssicherheit zu erhöhen. Zu hoher Unterdruck erhöht jedoch das Risiko, trockenen Sand und Verunreinigungen durch Risse in der Beschichtung in die Metallschmelze zu ziehen und fördert zudem die Sandhaftung. Schnelles Füllen verschlimmert das Auswaschen und Ablösen der Beschichtung. Für Eisengussteile beträgt der optimale Unterdruck in der Regel 0,025–0,04 MPa.
Durch die Integration von Schlackenabweisern, Abstreifern im Anschnittsystem und Schlackensammelsteigrohren in Gussteile wird die Schlacke aufgefangen und entfernt, wodurch Sand- und Schlackeneinschlussdefekte gemildert werden.
Die Sandkorngröße beeinflusst die Schlacke- und Sandhaftung – zu grobe Körner erhöhen die Fehlerquote. Für Eisengussteile ist trockener Quarzsand (gewaschener Sand) mit einer Körnung von 30/50 typischerweise geeignet.
Beim Lost-Foam-Guss ist die Reinigung des geschmolzenen Metalls während des gesamten Gussprozesses – vom Schmelzen und Überhitzen bis zum Gießen – von entscheidender Bedeutung. Die Filtrationstechnologie ist eine effektive Methode, um dies zu erreichen.
Durch die systematische Umsetzung dieser Maßnahmen können Schlackeneinschlussdefekte beim Lost-Foam-Guss deutlich reduziert und so die Gesamtqualität und Ausbeute des Gussteils verbessert werden.
