Umfassender Überblick über in Gießereien verwendete Rohstoffe und ihre Funktionen

1. Roheisen

• Funktion:
  • Primärmaterial: Roheisen ist das am häufigsten verwendete Metall in Gussprozessen, insbesondere bei der Herstellung von Gusseisen. Roheisen enthält einen hohen Anteil an Kohlenstoff (normalerweise etwa 2–4 ​​%).
  • Gießbarkeit: Roheisen weist eine gute Fließfähigkeit und Gießbarkeit auf und eignet sich daher zum Gießen komplex geformter Teile.
  • Kohlenstoffquelle: Roheisen liefert den essentiellen Kohlenstoff, der im Gusseisen benötigt wird und sich direkt auf Härte, Fließfähigkeit und Oberflächenqualität auswirkt.

Allgemeine Verwendungen:

• Wird hauptsächlich zur Herstellung von Grauguss, Sphäroguss und Temperguss verwendet.

2. Koks

• Funktion:
  • Kraftstoff: Koks ist der Hauptbrennstoff für den Schmelzprozess in Gießereien. Es liefert die nötige Wärme zum Schmelzen von Metallen, insbesondere Roheisen oder Metallerzen.
  • Kohlenstoffquelle: Der Kohlenstoff im Koks wird beim Schmelzen freigesetzt und liefert den notwendigen Kohlenstoff für die Gusseisenproduktion.
  • Reduktionsmittel: Koks fungiert während des Schmelzprozesses auch als Reduktionsmittel, entzieht dem Metall Sauerstoff und verbessert so seine Reinheit.

Allgemeine Verwendungen:

• Wird in Hochöfen oder anderen Schmelzöfen verwendet, um Verbrennungswärme bereitzustellen und Verunreinigungen zu entfernen.

3. Legierungselemente

• Funktion:
  • Verbessern Sie die Gusseigenschaften: Legierungselemente werden verwendet, um die Eigenschaften von Gusseisen oder Stahlguss zu verändern, wie z. B. Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit.
  • Mikrostruktur verändern: Verschiedene Legierungselemente beeinflussen die Kornstruktur und Phasenzusammensetzung des Metalls und beeinflussen so seine mechanischen Eigenschaften.

Gängige Legierungselemente und ihre Funktionen:

• Silizium (Si): Erhöht die Fließfähigkeit und Gießbarkeit und beeinflusst die Graphitstruktur im Gusseisen. Wird häufig in Grauguss und Sphäroguss verwendet.
• Mangan (Mn): Verbessert Festigkeit und Härte, entfernt Schwefel- und Sauerstoffverunreinigungen aus dem Metall. Wird in Stahlguss und Spezialgusseisen verwendet.
• Chrom (Cr): Verbessert die Verschleißfestigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit, wird typischerweise in verschleißfesten Gussteilen oder Hochtemperaturlegierungen verwendet.
• Nickel (Ni): Verbessert die Zähigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, wird häufig in Sphäroguss und Edelstahl verwendet.
• Molybdän (Mo): Verbessert die Hochtemperaturfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit, wird häufig in hitzebeständigen Stahlgussteilen verwendet.
• Kupfer: Erhöht die Korrosions- und Verschleißfestigkeit und wird in Aluminiumlegierungen und bestimmten Gusseisenarten verwendet.

4. Gießsand

• Funktion:
  • Formmaterial: Mit Bindemitteln vermischter Gießsand wird zur Herstellung von Sandformen verwendet, die geschmolzenes Metall enthalten und so die richtige Form des Gussstücks gewährleisten.
  • Hochtemperaturstabilität: Gusssand muss eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit aufweisen, um den hohen Temperaturen geschmolzenen Metalls standzuhalten.
  • Wiederverwendbarkeit: Gusssand von guter Qualität ist in hohem Maße wiederverwendbar und behält seine Eigenschaften auch nach mehrmaligem Gebrauch.

Gängige Arten von Gusssand:

• Quarzsand: Der gebräuchlichste Gusssand mit guter Hitzebeständigkeit, geeignet für die meisten Gussverfahren.
• Chromitsand: Wird für hochtemperaturbeständige oder verschleißfeste Gussteile mit hervorragenden thermischen Eigenschaften verwendet.
• Tonsand: Wird häufig für Präzisionsgussteile oder komplex geformte Teile verwendet.

5. Bindemittel

• Funktion:
  • Erhöhen Sie die Formfestigkeit: Dem Gießsand werden Bindemittel beigemischt, um die Festigkeit der Sandform zu erhöhen und zu verhindern, dass sie während des Gießvorgangs zerbricht.
  • Verbessern Sie die Stabilität: Bindemittel tragen dazu bei, die Form der Form beizubehalten und verhindern Verformungen aufgrund von Feuchtigkeit oder anderen Faktoren.

Gängige Arten von Bindemitteln:

• Bentonit: Das am häufigsten verwendete Bindemittel mit starken Haft- und Ausdehnungseigenschaften, weit verbreitet beim Gusseisenguss.
• Wasserglas: Wird in Schalenformverfahren für Präzisionsguss verwendet.
• Harze: Wird beim Präzisionsguss verwendet, um hochfeste Formen herzustellen, die für komplexe Formen geeignet sind.

6. Beschichtungen

• Funktion:
  • Verhindern Sie Metallanhaftungen: Auf die Oberfläche der Sandform werden Beschichtungen aufgetragen, um zu verhindern, dass geschmolzenes Metall an der Form haften bleibt, und so das Entfernen des Gussstücks zu erleichtern.
  • Verbessern Sie die Oberflächenqualität: Beschichtungen reduzieren Defekte wie Gaslöcher, Risse oder Sandeinschlüsse und sorgen so für eine glatte Oberfläche der Gussteile.

Gängige Arten von Beschichtungen:

• Silica-Sol-Beschichtungen: Wird beim Präzisionsguss verwendet, um die Oberflächenbeschaffenheit und Maßhaltigkeit von Gussteilen zu verbessern.
• Wasserglasbeschichtungen: Wird häufig für gewöhnliches Gusseisen verwendet und bietet gute Formtrenneigenschaften und hohe Temperaturbeständigkeit.
• Keramikbeschichtungen: Wird zur Herstellung von Gussteilen mit hoher Temperaturbeständigkeit und Verschleißeigenschaften verwendet.

7. Flüsse

• Funktion:
  • Helfen Sie beim Schmelzen von Metallen: Flüsse helfen, die Schmelztemperatur von Metallen zu senken und die Effizienz des Schmelzprozesses zu verbessern.
  • Verunreinigungen entfernen: Flussmittel reagieren mit Verunreinigungen im Metall unter Bildung von Schlacke, wodurch Schwefel, Phosphor und Sauerstoff aus dem Metall entfernt werden.

Häufige Arten von Flussmitteln:

• Kalkstein (CaO): Häufig verwendetes Flussmittel, das mit Verunreinigungen wie Schwefel und Phosphor reagiert und so zur Reinigung des Metalls beiträgt.
• Dolomit (CaMg(CO₃)₂): Wird zum Entfernen von Verunreinigungen und zur Verbesserung der Qualität des Metalls beim Schmelzen verwendet.

8. Desoxidizer

• Funktion:
  • Sauerstoff entfernen: Desoxidisatoren werden verwendet, um gelösten Sauerstoff aus geschmolzenen Metallen zu entfernen, Oxidation zu verhindern und die Reinheit des Metalls zu gewährleisten.

Gemeinsame Arten von Desoxidisatoren:

• Aluminium (Al): Ein häufig verwendetes Desoxidationsmittel, das effektiv Sauerstoff aus geschmolzenen Metallen entfernt.
• Kalzium (Ca): Bildet Kalziumoxid, das dabei hilft, Sauerstoffverunreinigungen aus dem Metall zu entfernen.
• Silizium (Si): Wird als Desoxidationsmittel in Stahlguss verwendet, um Sauerstoff zu entfernen.

9. Kühlmittel

• Funktion:
  • Kühlrate steuern: Kühlmittel werden verwendet, um die Kühlrate von Gussteilen zu regulieren und Defekte wie Risse oder Verzerrungen während der Verfestigung zu verhindern.

Gängige Arten von Kühlmitteln:

• Wasser: Das gebräuchlichste Kühlmittel, das eine hohe Kühleffizienz zu geringen Kosten bietet.
• Kühlöle: Wird für speziellere Gussprozesse verwendet, die eine höhere Kühlungseffizienz und Eignung für Hochtemperaturumgebungen erfordern.

10. Verlorene Wachsmaterialien

• Funktion:
  • Präzisionsgüsse produzieren: Verlorene Wachsmaterialien wie Wachs oder Schaum werden im Schalenformprozess verwendet, bei dem die Form nach dem Gießen geschmolzen wird, um präzise Formen bereitzustellen.

Gemeinsame Wachsmaterialien:

• Wachs: In der Regel im Gussprozess für Precision Castings für Lost-Wax verwendet und eine genaue Darstellung der gewünschten Form darstellt.
• Schaum: Verwendet im Schaumstoffguss für Präzision und komplexförmige Gussteile, die hohe Details erfordern.