Wie lässt sich das Eindringen von Gasen während des Gießprozesses verhindern?
2026-07-02 13:37Durchdringende Gasporosität macht über 60 % aller Gasporen in Eisengussteilen aus und ist damit die häufigste und problematischste Porositätsart in der Gussfertigung. Charakteristisch für diese Porosität sind ihre große Größe und glatten Innenwände. Sie tritt meist in der Oberflächenschicht der Gussteile auf und ist nach ihrer Entstehung schwer zu beheben. Ausgehend von den Ursachen werden in diesem Artikel systematisch die wichtigsten Strategien zur Vermeidung von durchdringender Gasporosität aufgezeigt, wodurch die Ausschussquote aufgrund von Porosität auf unter 8 % gesenkt werden kann.
I. Grundprinzipien: Wie dringt durchdringende Gasporosität in Gussteile ein?
Die Ursache für die Porenbildung durch eindringendes Gas liegt in der Gasbildung in Sandformen oder -kernen unter dem Einfluss von hocherhitztem, flüssigem Metall. Übersteigt der Gasdruck an der Grenzfläche zwischen Form und Metall den Fließwiderstand des flüssigen Metalls, dringt das Gas mit Gewalt in die Metallschmelze ein. Da es nicht rechtzeitig aufsteigen und entweichen kann, wird es während der Erstarrung im Gussteil eingeschlossen.
| Schlüsselfaktor | Beschreibung |
|---|---|
| Quelle übermäßiger Gaserzeugung | Hoher Feuchtigkeitsgehalt des Formsandes, hohe Gasentwicklung des Bindemittels, reichlich flüchtige Bestandteile in der Beschichtung |
| Verstopfte Entlüftungskanäle | Schlechte Sanddurchlässigkeit, unzureichende Belüftungslöcher, abgedichtete Kernabdruckspalten |
| Geschmolzenes Metall bietet keinen Widerstand gegen das Eindringen von Gas. | Zu niedrige Gießtemperatur, zu hohe Füllgeschwindigkeit, unzureichender statischer Druck |
II. Gasquellen absperren – Gasentwicklung von Form- und Kernsand reduzieren
Den Feuchtigkeitsgehalt des Formsandes streng kontrollieren
Der Feuchtigkeitsgehalt des Formsandes darf nicht zu hoch sein, insbesondere bei Aluminiumguss. Er muss unter 6,0 % liegen. Verdampfendes Wasser dehnt sich tausendfach aus und verursacht so einen plötzlichen Gasdruckanstieg an der Grenzfläche zwischen Form und Metall. Für Stahlguss darf der Feuchtigkeitsgehalt des Formsandes 5,5 % nicht überschreiten; für Gusseisen mit Kugelgraphit gelten noch strengere Vorschriften.
Beschränken Sie die Verwendung von gasbildenden Stoffen
Der Gehalt an gasbildenden Stoffen wie Kohlenstaub und Schweröl muss ordnungsgemäß kontrolliert werden, da eine übermäßige Zugabe eher negative Auswirkungen als Vorteile mit sich bringt.
Um lokale übermäßige Feuchtigkeit zu vermeiden, sollte beim Zeichnen der Muster und bei der Formreparatur möglichst wenig Wasser mit dem Pinsel verwendet werden.
Stickstoff- und Wasserstoffzersetzungsgase aus Furanharzsand sind die Hauptursache für die Durchdringung von Porosität in Aluminiumlegierungsgussteilen. Als Alternative können stickstoffarme Bindemittel eingesetzt werden.
Gewährleistet gründliche Trocknungsqualität
Trockene und oberflächengetrocknete Formen müssen vollständig durchgetrocknet sein. Die Formen sind unmittelbar nach dem Trocknen zusammenzubauen und zu begießen. Längere Lagerung ist zu vermeiden, um erneute Feuchtigkeitsaufnahme und Gasansammlung zu verhindern. Diese Anforderung ist besonders wichtig für die Herstellung großer Gussteile – erneute Feuchtigkeitsaufnahme würde alle bisherigen Arbeiten zunichtemachen.
Grusel und Rosenkränze müssen dem "Drei-Nein-Standard entsprechen.
Frei von Rost, Ölverschmutzungen und Feuchtigkeit und stets gründlich trocken gehalten.
III. Belüftungskanäle freimachen – Schimmelpilzdurchlässigkeit verbessern
Angemessene Kontrolle des Formverdichtungsgrades
Je höher der Verdichtungsgrad, desto geringer die Durchlässigkeit und desto größer die Neigung zur Bildung von Poren durch eindringendes Gas. Der Verdichtungsgrad sollte so weit wie möglich reduziert werden, wobei eine ausreichende Formstabilität gewährleistet sein muss.
Position Verdichtungsanforderung Grund Schimmelwand, Schimmelstange relativ dicht Sorgen Sie für ausreichende Stabilität, um ein Zusammenbrechen der Form beim Anheben und Handhaben zu verhindern. Unterer Teil der Sandform Dichter als der obere Teil Widerstandsfähigkeit gegen Erosionseinwirkung durch geschmolzenes Metall Oberfläche des Formhohlraums relativ dicht Widerstandsfähig gegen Abrieb durch geschmolzenes Metall Bereiche, die weit von der Schimmelhöhle entfernt sind Relativ locker Gasableitung erleichtern Bohren Sie reichlich Entlüftungslöcher – eine einfache, aber äußerst wirksame Maßnahme.
Nach dem Verdichten und Nivellieren der Formhälfte werden mit Entlüftungsnadeln Entlüftungslöcher eingebracht. Der Nadeldurchmesser beträgt 2 mm bis 8 mm, wobei mindestens 4–5 Löcher pro Quadratdezimeter erforderlich sind.
Die Lochtiefe soll 2–10 mm von der Musteroberfläche entfernt sein.
Über den Gussteilen sind Blindentlüftungen anzubringen, und an den höchsten Stellen des Formhohlraums sind offene Entlüftungen anzuordnen.
Um einen ungehinderten Gasaustritt zu gewährleisten, muss die Gesamtquerschnittsfläche aller Entlüftungsöffnungen größer oder gleich der Gesamtquerschnittsfläche aller Einlassöffnungen sein.
Kernbelüftung – Höchste Priorität
Kerntyp Entlüftungssystem Einfacher kleiner Kern Entlüftungslöcher in der Mitte durchstechen Komplexer/gekrümmter Kern Einbetten von Wachsfäden oder Strohschnüren, die bei hohen Temperaturen verbrennen und Gaskanäle bilden. Schwerer rechteckiger Kern Füllen Sie Koks/Schlacke ein, um die Dicke der Sandschicht zu reduzieren, und verbinden Sie die auf den Kernzeichnungen gebohrten Entlüftungslöcher mit dem inneren Hohlraum. Langer zylindrischer Kern Als Kernrahmen ein Eisenrohr verwenden, radial kleine Löcher in das Rohr bohren und Strohseil außen darumwickeln.
IV. Gaseinschluss verhindern – Aufsteigen und Entweichen von Gasblasen beschleunigen
Die Gießtemperatur entsprechend erhöhen.
Nach Erhöhung der Gießtemperatur sinkt die Viskosität des geschmolzenen Metalls, wodurch sich die Fließfähigkeit verbessert. Die Krustenbildungszeit verlängert sich, sodass eindringendes Gas ausreichend Zeit hat, aufzusteigen und zu entweichen. Aluminiumlegierungen reagieren besonders empfindlich; Gießen bei niedrigen Temperaturen führt fast zwangsläufig zu Gasporosität.
Gießgeschwindigkeit reduzieren und gleichmäßige Formfüllung erreichen
Zu schnelles Gießen führt zu Gaseinschlüssen und Lufteinschlüssen, während Sandkerne das Gas nicht rechtzeitig entweichen lassen können. Empfehlungen:
die Geschwindigkeit verringern, mit der geschmolzenes Aluminium Sandkerne bedeckt;
Den Abstand zwischen Gießkelle und Angussbecher minimieren;
Um Wirbelbildung zu vermeiden, sollten konische Angussbecher durch flache, ovale ersetzt werden.
Um zu gewährleisten, dass das geschmolzene Metall den Formhohlraum gleichmäßig und ohne Stöße füllt, sollten scharfe Knicke im Angusskanal vermieden werden.
Vergrößern Sie die Höhe des Angusskanals.
Dadurch wird der statische Druck des geschmolzenen Metalls erhöht und die Beständigkeit gegen Gaseintritt verbessert. Es handelt sich um eine einfache Einstellung, die in der Produktion oft übersehen wird.
V. Hilfsmaßnahmen: Beschichtungen und Oberflächenschutz
Die Oberfläche von Sandformen wird mit Beschichtungen versehen, die eine geringe Gasentwicklung und eine geringe Durchlässigkeit aufweisen. Diese bilden eine Gasbarriere zwischen dem geschmolzenen Metall und dem Formsand, um zu verhindern, dass Gas in den Formhohlraum eindringt.
Zur Vermeidung von Poren im Untergrund von Stahlgussteilen kann dem Formsand eine geeignete Menge Kohlenstaub oder Schweröl beigemischt werden, um einen reduzierenden, isolierenden Gasfilm an der Grenzfläche zwischen Form und Metall zu bilden. Gleichzeitig muss der Feuchtigkeitsgehalt des Formsandes auf ≤ 5 % und die Permeabilität auf über 200 eingestellt werden. Auf dieser Grundlage führt die zusätzliche Anwendung der Xinda-Gussbeschichtung zu einer deutlichen Verbesserung der Porositätsbeständigkeit.
Die Formbeschichtungen der Xinda-Serie sind speziell auf die Anforderungen der Porenvermeidung zugeschnitten. Dank extrem geringer Gasentwicklung und kompakter Filmbildung bilden sie eine dichtere Gasisolierungsschicht als herkömmliche Beschichtungen und unterdrücken so effektiv die Entstehung von eindringenden Gasporen und Poren im Untergrund von Stahlgussteilen. Die Xinda-Beschichtung ist mit Ton-Sand-, Furanharz-Sand- und Kaltkernverfahren kompatibel und harmoniert perfekt mit Kohlenstaub- und Schwerölverfahren, um die Ausschussrate aufgrund von Gasfehlern zu senken und die Oberflächengüte und Ausbeute von Eisen- und Stahlgussteilen deutlich zu verbessern.