Druckgussverfahren für Druckgussteile
Der traditionelle Druckguss besteht hauptsächlich aus vier Schritten und wird auch als Hochdruck-Druckguss bezeichnet. Zu diesen vier Schritten gehören die Formvorbereitung, das Füllen, das Einspritzen und das Entfernen des Sandes, die die Grundlage für verschiedene modifizierte Druckgussverfahren bilden. Bei der Vorbereitung wird Gleitmittel in den Formhohlraum gesprüht. Das Schmiermittel trägt nicht nur zur Kontrolle der Formtemperatur bei, sondern hilft auch beim Entformen des Gussstücks. Anschließend wird die Form geschlossen und geschmolzenes Metall unter hohem Druck im Bereich von etwa 10 bis 175 MPa in die Form eingespritzt. Sobald die Metallschmelze eingefüllt ist, wird der Druck aufrechterhalten, bis das Gussstück erstarrt. Dann schiebt ein Auswerfer alle Gussteile heraus. Da eine Form über mehrere Hohlräume verfügen kann, können in jedem Gussvorgang mehrere Gussteile hergestellt werden. Der Sandentfernungsprozess umfasst die Trennung von Rückständen, einschließlich Formanschnitt, Angusskanal, Anguss und Grat. Dieser Vorgang wird üblicherweise durch Pressen des Gussstücks mit einer speziellen Endbearbeitungsform erreicht. Weitere Sandentfernungsmethoden sind Sägen und Schleifen. Wenn der Anguss zerbrechlich ist, kann der Guss direkt zertrümmert werden, was Arbeit spart. Überschüssige Formanschnitte können nach dem Schmelzen wiederverwendet werden.
Die Hochdruckeinspritzung führt zu einer extrem schnellen Formfüllung, sodass geschmolzenes Metall die Form vollständig füllen kann, bevor ein Teil erstarrt. Dies vermeidet Oberflächendiskontinuitäten, selbst in dünnwandigen Abschnitten, die schwer zu füllen sind. Dies führt jedoch auch zu Lufteinschlüssen, da die Luft beim schnellen Befüllen der Form nur schwer entweichen kann. Dieses Problem kann durch das Anbringen von Entlüftungsöffnungen an der Trennfuge gemildert werden, aber selbst bei sehr präzisen Prozessen kann die Porosität in der Mitte des Gussteils bestehen bleiben. Bei den meisten Druckgussteilen können Strukturen erzielt werden, die beim Gießen durch Sekundärbearbeitung wie Bohren und Polieren nicht erreicht werden können.
Nach der Sandentfernung können Mängel begutachtet werden. Zu den häufigsten Mängeln gehören unvollständige Füllung (nicht vollständiges Füllen der Form) und kalte Stellen. Diese Defekte können durch eine unzureichende Temperatur der Form oder des geschmolzenen Metalls, Verunreinigungen im Metall, unzureichende Entlüftungsöffnungen oder übermäßiges Schmiermittel verursacht werden. Weitere Mängel sind Porosität, Lunker, Heißrisse und Fließspuren. Fließmarken sind Spuren, die auf der Gussoberfläche durch Angussfehler, scharfe Ecken oder übermäßiges Schmiermittel entstehen.
Gleitmittel auf Wasserbasis-, auch Emulsionen genannt, sind aus Gesundheits-, Umwelt- und Sicherheitsgründen die am häufigsten verwendete Art von Gleitmitteln. Im Gegensatz zu Schmiermitteln auf Lösungsmittelbasis- hinterlassen Schmiermittel auf Wasserbasis-keine Nebenprodukte in Gussteilen, wenn Mineralien durch geeignete Verfahren entfernt werden. Eine unsachgemäße Wasseraufbereitung kann zu Oberflächenfehlern und Diskontinuitäten in Gussteilen führen. Es gibt vier Haupttypen wasserbasierter Gleitmittel: mit Wasser- angereichertes Öl, mit Öl-wasser angereichertes Gleitmittel, halbsynthetisches und synthetisches Gleitmittel. Mit Wasser angereicherte Ölschmierstoffe eignen sich am besten, da das Wasser während der Schmierung verdunstet und die Formoberfläche abkühlt, was das Entformen erleichtert.
Zu den Ölen, die als Schmiermittel verwendet werden können, gehören Schweröle, tierische Fette, pflanzliche Fette und synthetische Fette. Schwere Rückstandsöle weisen bei Raumtemperatur eine hohe Viskosität auf, bilden jedoch bei den hohen Temperaturen beim Druckguss einen dünnen Film. Durch die Zugabe anderer Substanzen zu Schmiermitteln können die Viskosität und die thermischen Eigenschaften der Emulsion gesteuert werden. Zu diesen Substanzen gehören Graphit, Aluminium und Glimmer. Andere chemische Zusätze können Staub und Oxidation verhindern. Emulgatoren können Schmiermitteln auf Wasser--Basis zugesetzt werden, sodass Schmiermittel auf Öl--Basis dem Wasser zugesetzt werden können; Dazu gehören Seife, Alkohol und Ethylenoxid.
Vor langer Zeit gehörten zu den häufig verwendeten Schmiermitteln auf Lösungsmittelbasis -Diesel und Benzin. Sie erleichtern das Entfernen des Gussteils; Allerdings kommt es bei jedem Druckgussvorgang zu kleinen Explosionen, die zu einer Kohlenstoffansammlung an den Wänden des Formhohlraums führen. Lösungsmittel-Schmierstoffe sind gleichmäßiger als wasserbasierte-Schmierstoffe.
