Mühlenauskleidungen sind verschleißfeste Kernkomponenten für Kugelmühlen im Bergbau, der Baustoff- und Energiewirtschaft. Sie sind anspruchsvollen Betriebsbedingungen ausgesetzt und erfordern eine hohe innere Dichte und Oberflächenqualität der Gussteile. Diese Auskleidung besteht aus hochmanganhaltigem Stahl (Mn13Cr2), wiegt 1700 kg und hat eine durchschnittliche Wandstärke von 40–80 mm. Sie zählt zu den verschleißfesten Gussteilen mit hohem Querschnitt.

Bei der Massenproduktion mit Furanharzsand treten bei Gussteilen dieser Art häufig mehrere technische Herausforderungen auf. Erstens benötigen Sandformen für dickwandige Gussteile eine ausreichende Frühfestigkeit, um Verformungen und einen Einsturz der Form beim Wenden und Transportieren zu vermeiden. Zweitens erfordert die kurze Taktzeit von kastenlosen Formanlagen eine präzise Abstimmung der Harzbettzeit und der Entformungszeit. Vorzeitiges Aushärten behindert die Sandfüllung, während verzögertes Aushärten die Anlageneffizienz verringert. Drittens machen die hohe Gießtemperatur und das große Volumen an flüssigem Stahl bei Manganstählen die Gasentwicklung und die Hochtemperaturstabilität der Sandformen entscheidend, um Fehler wie Lunker und Sandanhaftungen zu verhindern.

In diesem Fall wird FRH150-Furanharz in Kombination mit dem Härter HDS-04 zur Chargenprüfung im Rahmen des kastenlosen Formverfahrens mit Metallformen eingesetzt. Der Test zielt darauf ab, die Durchlässigkeit der Sandform und die Entformungseffizienz zu optimieren, um die Anforderungen der Massenproduktion großer, verschleißfester Gussteile in Produktionslinien zu erfüllen.

I. Produktinformationen

Technische Kennwerte des Furanharzes FRH150

Technische Kennwerte des Härters HDS-04

II. Produktionsinformationen

III. Kernvorteile des Furanharzes FRH150 und des passenden Härters

1. Niedrige Viskosität für einfaches Sandmischen und gleichmäßige Sandkornbeschichtung

   Das Harz FRH150 weist eine Viskosität von ≤ 40 mPa·s auf, der Härter HDS-04 eine von ≤ 30 mPa·s. Beide Komponenten zeichnen sich durch gute Fließfähigkeit aus und beschichten die Sandkornoberflächen beim Mischen schnell und gleichmäßig. Die gleichmäßige Festigkeitsverteilung in der Sandform verhindert lokale Schwachstellen, die zum Einsturz der Form oder zum Auswaschen des Sandes führen könnten.

2. Kontrollierbare Aushärtungsgeschwindigkeit, abgestimmt auf die Taktzeit der Produktionslinie

   Unter Hochtemperaturbedingungen mit einer Sandtemperatur von 34 °C und einer Umgebungstemperatur von 31 °C wird durch eine Harzzugabe von nur 0,92 % und eine Härterzugabe von 31 % eine präzise Abstimmung von 6–7 Minuten Standzeit und 30 Minuten Entformungszeit erreicht. Dies ermöglicht ein ausreichendes Zeitfenster für die Sandfüllung und erfüllt gleichzeitig die Anforderungen an einen schnellen Materialumlauf in kastenlosen Formanlagen.

3. Hervorragende Durchlässigkeit für gleichmäßige Aushärtung innerhalb und außerhalb von dickwandigen Sandformen

   Das Harz FRH150 zeichnet sich durch eine ausreichende Aushärtungsreaktion aus. Die großformatige Sandform (2200 × 1560 × 420 mm) gewährleistet eine gleichmäßige Aushärtung. Ihre Zugfestigkeit erreicht nach 30 Minuten 0,53 MPa und nach 8 Stunden 0,92 MPa. Die Sandform ist beständig gegen Verformung und Rissbildung beim Entformen, Transportieren und Zusammenbauen.

4. Rezeptur mit niedrigem Formaldehyd- und Stickstoffgehalt, wodurch die Werkstattbedingungen und die Gussqualität verbessert werden.

   FRH150 enthält ≤ 0,1 % freies Formaldehyd, wodurch unangenehme Gerüche deutlich reduziert und ein angenehmes Arbeitsumfeld geschaffen wird. Der Stickstoffgehalt von ≤ 1,5 % senkt effektiv das Risiko von Stickstofflunkern in hochmanganhaltigen Stahlgussteilen und verbessert die innere Gussdichte.

5. Gute Hochtemperaturstabilität, geeignet für Guss aus hochmanganhaltigem Stahl

   Nach dem Aushärten behält das Harz auch bei hohen Temperaturen seine hohe Festigkeit und widersteht der langfristigen Einwirkung von hochtemperiertem, geschmolzenem Mn13Cr2-Stahl. Es reduziert Sandverluste und Einbrennfehler und verringert den Aufwand für das Nachschleifen.

IV. Anwendung vor Ort und Ergebnisanalyse

Die Produktion vor Ort erfolgt mittels einer kastenlosen Formanlage mit Metallformen. Die Sandform hat die Abmessungen 2200 × 1560 × 420 mm. Unter heißen und feuchten Sommerbedingungen (Sandtemperatur 34 °C, Umgebungstemperatur 31 °C, relative Luftfeuchtigkeit 66 %) werden 0,92 % FRH150-Harz und 31 % HDS-04-Härter zugesetzt. Die Standzeit der Sandmischung beträgt konstant 6–7 Minuten, und das Entformen ist innerhalb von 30 Minuten abgeschlossen.

• Deutlich verbesserte Entformungseffizienz: Bei gleicher Standzeit der Formanlage verkürzt sich die Entformungszeit im Vergleich zu herkömmlichen Produkten um 20–30 %. Die Ausbringungsmenge an Sandformen pro Schicht steigt merklich, wodurch der Engpass bei großen Gießereianlagen beseitigt wird.

• Die Festigkeit der Sandform ist stabil: Eine Zugfestigkeit von 0,53 MPa nach 30 Minuten erfüllt die Anforderungen für Entformung und Transport. Nach 8 Stunden beträgt die Zugfestigkeit 0,92 MPa, wodurch die Form vor dem Zusammenbau und dem Gießen formstabil und ohne Verformung oder Rissbildung bleibt.

• Qualifizierte Gussqualität: Nach dem Gießen des flüssigen Mn13Cr2-Stahls weist das Gussteil eine glatte Oberfläche ohne sichtbare Sandspuren oder Brandspuren auf. Die Innenprüfung ergab keine Stickstofflunker, und die Gussausbeute entspricht den Kundenakzeptanzstandards.

• Verbesserte Werkstattumgebung: Die Formel mit niedrigem Gehalt an freiem Formaldehyd reduziert den irritierenden Geruch in der Formwerkstatt deutlich, erhöht den Komfort für die Mitarbeiter an vorderster Front und entspricht dem Entwicklungstrend des umweltfreundlichen Gießens.

Das Furanharz Xinda FRH150 und der passende Härter HDS-04 wurden speziell für die Fließbandfertigung und die Produktion großer Gussteile entwickelt. Sie bieten hervorragende Permeabilität und Entformungseffizienz beim kastenlosen Formen und in Metallformverfahren. Die Produkte finden breite Anwendung für verschleißfeste Gussteile wie Mühlenauskleidungen und Brecherbacken sowie für mittelgroße und große Gussteile, darunter Werkzeugmaschinenbetten und Strukturbauteile für Baumaschinen in der Serienfertigung.