Vermeidung von Porosität im Aluminiumdruckguss

Porosität in Druckgussteilen aus Aluminiumlegierungen – Was verursacht Porosität in Aluminiumgussteilen und wie kann man sie reduzieren?

• Porosität ist einer der am häufigsten auftretenden Fehler bei Aluminium-Druckgussteilen
• Porositätsbildung verursacht kostspielige Schrottverluste und schränkt den Einsatz von Druckgussteilen in kritischen hochfesten Anwendungen ein
• Das Ausmaß der Porosität hängt eng mit den Parametern des Druckgussverfahrens zusammen

Die Porosität ist ein großes Problem beim Druckguss, die zwei Grundtypen umfasst: Gasporosität und Schrumpfung. Beides kann kostspielige Ausschussverluste verursachen und den Einsatz von Druckgussteilen in kritischen hochfesten Anwendungen einschränken. Jeder führt eine völlig andere Korrekturmaßnahme durch, die jedoch ähnlich aussehen kann. In diesem Artikel stellen wir die Ursachen der Porosität bei Aluminiumguss und Maßnahmen zur Lösung der Gasporosität von Druckgussteilen vor und wie Sie die Porosität von Aluminiumguss reduzieren können.

Was ist Porosität beim Druckguss?

Porosität ist bei der Druckgussherstellung inhärent und ist einer der häufigsten Druckgussfehler. Diese Porosität wird gefunden, wenn sich kleine Hohlräume, Löcher oder Lufteinschlüsse in Metall befinden. Typischerweise tritt die Porosität auf, wenn durch die Druckgussmaschine Luft in das Metall eingeschlossen wird, oft Lücken am oberen Ende der Kokille hinterlassen oder eine Form zu langsam gefüllt wird und eine gewisse Verfestigung zu früh erfolgt. Es kann auch entstehen, wenn die Luft nicht vollständig herausgedrückt wird oder über Entlüftungen und Überläufe entweichen kann. Die zwei häufigsten Arten von Gussporosität sind: Gasporosität und Schrumpfporosität.

Was verursacht Porosität beim Aluminiumguss?

Bei der Herstellung von Druckgussteilen aus Aluminiumlegierungen werden häufig kleine Löcher auf der Produktgasporosität im Allgemeinen genannt. Es gibt viele Ursachen für Gasporosität in Aluminium-Formgehäusen. Zusammenfassend lässt sich die Gasporosität von Aluminiumdruckguss in folgende Kategorien einteilen:

• Gasporosität durch schlechte Qualität der Feinwandentgasung
• Raffinationsgasporosität durch schlechte Entladung
• Gasporosität, verursacht durch ausgeschiedene Gase der Legierung, wenn die Formabsaugung schlecht ist, bleiben diese im Gussstück gebildeten Poren schließlich zurück
• Gasporosität durch mitgerissene Luft aufgrund falscher Druckgussparameter
• Schrumpfporosität von Aluminiumlegierungen
• Gasporosität durch zu große Wanddickendifferenz des Produkts

Wie viel Porosität ist beim Gießen akzeptabel?

Zulässige Toleranzen für Porosität! Die Porosität macht typischerweise durchschnittlich 5 % des Gesamtvolumens des Teils aus. Es ist nicht realistisch, Porosität zu beseitigen, sondern sicherzustellen, dass sie in den Bereichen enthalten ist, in denen sie die Funktion oder das Aussehen des Teils nicht beeinträchtigt.

Wie reduziert man die Porosität von Aluminiumguss?

Hier sind einige Maßnahmen, die wir beachten müssen, um die Porosität des Druckgussgases zu beheben:

• Bei der Materialauswahl sollten wir trockene und saubere Legierungsmaterialien wählen, um zu vermeiden, dass zu viel Wasserdampf erzeugt wird. Beim Schmelzen von Aluminiumlegierungen sollte man das Betriebsverfahren strikt befolgen und die Aufnahme von Gas so weit wie möglich vermeiden. Genauso wichtig sollte man die Schmelztemperatur vor Überhitzung kontrollieren, und darauf achten hochwertige Raffinationsmittel oder Edelgase (wie Stickstoff) zu verwenden, um die Gasentfernung während des Schmelzprozesses der Aluminiumlegierung sicherzustellen. Man sollte ein Trennmittel mit weniger flüchtigen Gasen auswählen und eine Verdampfung bei niedriger Temperatur sicherstellen und ein Trennmittel gleichmäßig auftragen, um zu verhindern, dass das verdampfte Gas in die geschmolzene Legierung eindringt. Qualitativ hochwertige Trennstoffe sind beim Druckgießen unabdingbar und tragen entscheidend zur Produktqualität bei.
• Die Füllgeschwindigkeit sollte nicht zu hoch oder zu niedrig sein, da sie von der Druckgusslegierung und den Gefügeeigenschaften des Gussstücks bestimmt wird. Unter der Prämisse, dass die Gussformung und die Druckgussverfahrensbedingungen dies zulassen, sollte man versuchen, die Gusstemperatur des geschmolzenen Aluminiums während des Druckgusses so weit wie möglich zu reduzieren. Dies kann die Volumenschwindung des Gussstücks reduzieren, Lunkerlöcher und die Schwindungsporosität verringern.
• Die Vakuumimprägnierung ist ein Verfahren, bei dem das Druckgussteil aus Aluminiumlegierung aufgrund von Porosität versiegelt wird. Das Imprägniermaterial wird im Vakuum- und Druckverfahren in die Hohlräume innerhalb der Gussteilwandstärke eingebracht. Dieses Verfahren ist eine wirtschaftliche und effektive dauerhafte Lösung, um das Problem der Porosität des Druckgusses von Aluminiumlegierungen zu lösen. Der Größe der imprägnierbaren Gussteile sind keine Grenzen gesetzt.
• Bei Gasporosität, die durch unvorteilhafte Entlüftungskanäle verursacht wird, sollte man den Abluftkanal der Form verbessern. Man sollte die Dicke des Angusses und die Richtung des Angusses ändern, und ermöglicht dadurch, die Überlauf- und Auslassrille an der Position einzustellen, an der das Luftloch gebildet wird, sodass das Gas eine Chance hat, abgelassen zu werden. Die Gesamtquerschnittsfläche der Überlaufrinne sollte nicht weniger als 60 % der Gesamtquerschnittsfläche des inneren Angusses betragen, andernfalls wird der Schlackenaustragseffekt schlecht sein.
• Das Hinzufügen von Kernziehen […größere Druckgussstücke mit tiefen, in der Auswerfformhälfte vorhandenen, Kernpartien erfordern zweckmäßig die Kombination von Auswerfen und Kernziehen], Kalteisen- oder Wasserkühlung oder eine Erhöhung der Abkühlgeschwindigkeit der Form sollte bei der Konstruktion der Form berücksichtigt werden. Bei der Herstellung von Druckgussteilen sollte auf die Unterkühlung der dicken Teile geachtet und die Gießtemperatur entsprechend gesenkt werden.

Sollten Sie weitere Informationen zum Thema „Vermeidung von Porosität im Aluminiumdruckguss“ benötigen oder Fragen haben, helfen wir Ihnen gerne auch persönlich weiter.

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