Angebrannter Sand

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Fehlerbeschreibungen: Angebrannter Sand
11 Fehlerbeschreibungen: Angebrannter Sand
Angebrannter Sand
Entscheidungshilfe ➝ S. 124
Sandsteuerung ➝ S. 176
Beschreibung der Merkmale
Dünne Sandschalen, die fest am Gußstück haften. Der Fehler tritt
verstärkt bei dickwandigen Gußstücken und hohen Gießtemperaturen
auf.
Vorkommen des Fehlers
Besonders bei dickwandigen Gußstücken, aber auch in Anschnittnähe
und bei hohen Gießtemperaturen sintert der Formstoff infolge
zu geringer Feuerbeständigkeit als dünne Sandschale am
Gußstück fest. Durch die Neigung des flüssigen Metalls, in die
Sandporen einzudringen, klammert sich die gebildete Schale an
der Gußoberfläche fest und ist selbst beim Strahlputzen kaum zu
entfernen, sondern sie muß meistens abgeschliffen werden.
Erläuterungen
Die Temperaturbelastung des Formstoffs ist so hoch, daß ein
Sintern der Bentonit- und Silikatanteile im Sand auftritt. Auch
stets vorliegende Eisenoxide bilden mit den niedrig schmelzenden
Silikaten Eisensilikate, die den Sinterpunkt des Sandes
weiter herabsetzten. Da durch Sintern und Schmelzen von Verunreinigungen
im Formsand das flüssige Eisen schneller penetrieren
kann, haben diese Schichten häufig durch penetriertes Eisen eine
feste Haftung auf der Gußoberfläche.
Mögliche Ursachen
Tongebundener Formsand
• zu geringer Gehalt an Glanzkohlenstoffbildner
• zu hohe Anteile an niedrigschmelzenden Stoffen
• zu hohe Oolithisierung
Formanlage
• ungleichmäßige Verdichtung der Form
Anschnitt- und Gießtechnik
• ungleichmäßige Verteilung der einlaufenden Metallmengen
und dadurch örtliche Überhitzung
• zu hohe Gießtemperatur
Abhilfen
Tongebundene Formstoffe
• Erhöhen des Anteils an Glanzkohlenstoffbildner. Dadurch
erhöht sich die Koksmenge und auch die Menge an Glanzkohlenstoff,
die eine gewisse Trennung Form / Metall ergibt.
• reinere Quarzsande verwenden, evtl. Neusand zugeben.
Staubanteile reduzieren. Evtl. Bentonitmenge reduzieren.
• Oolithisierung durch Neusandzusatz reduzieren
Formanlage
• Für gleichmäßige Verdichtung sorgen, evtl. Wärmeabfuhr
der Formen erhöhen
Abb. 1:
Abb. 2:
Sandkörner auf der Oberfläche eines Gußteils aus GGL bei unzureichender Glanzkohlenstoffbildung.
Vergrößerung: 10 mm Bild = 0,08 mm
Dünnwandiges Gußteil aus GGL mit festhaftender Sandschicht.
Vergrößerung: 10 mm Bild = 8,1 mm
Anschnitt und Gießtechnik
• Einlaufende Metallmengen vergleichmäßigen
• Gießgeschwindigkeit reduzieren
• Gießtemperatur absenken

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Fehlerbeschreibungen: Angebrannter Sand
Hintergrundinformationen
Literatur
Anhaftende Sandschichten bilden sich vor allem bei einem zu
geringen Glanzkohlenstoffbildungsvermögen des Formsandes.
Der Gehalt an Glanzkohlenstoff im Formsand soll bei der Herstellung
von Teilen aus GGL zwischen 0,2 – 0,6 %, nach anderen
Autoren bei 0,2 – 0,4 % liegen. 1 Gemessen wird wegen der
Schwierigkeit der exakten Bestimmung des Glanzkohlenstoffes
im Formsand der »aktive Kohlenstoffgehalt«, der zwischen
0,35 – 0,65 % liegen sollte.
Treten Sandanhaftungen auf, kann durch Einstellen eines höheren
Gehaltes oder Einsatz eines Glanzkohlenstoffbildners mit
höherer »Aktivität« der Fehler behoben werden.
Eine hohe Koksbildung reduziert ebenfalls die Bildung anhaftender
Sandschalen, aber nicht so stark wie die Erhöhung der Glanzkohlenstoffbildung.
Wichtig ist es, die Verunreinigungen im Formsand zu begrenzen.
So können Verunreinigungen von Silikaten und Oxiden zu
einem Mehrverbrauch an Glanzkohlenstoffbildner durch Oxidation
führen. 2 Auch das Absenken der Sinterpunkte des Sandes
erhöht bei gleichzeitigem Eindringen von Metall in die anhaftende
Schicht die Gefahr von Anbrennungen.
Ebenfalls ist verstärktes Anbrennen von Sanden auf Gußteilen
aus GGL bei höher oolithisierten Formsanden beobachtet worden.
Deswegen wird empfohlen, dem umlaufenden Formsand entsprechenden
Neusand zuzusetzen. Nach unseren Erfahrungswerten
soll die Zusatzmenge 100 kg Neusand / t flüssiges Eisen
nicht wesentlich überschreiten.
Russische Autoren berichten in einer Arbeit, daß beim Gießen
von GS in wasserglasgebundene Formen bei einer Erhöhung der
Oberflächenspannung durch Zusätze das Anbrennen drastisch
reduziert wird.
Ein Anheben der AFS-Zahl durch Einsatz feineren Neusandes
vermindert ebenfalls das Anhaften versinterter Schalen, da die
Gußoberfläche glatter vorliegt.
Die Formen sollten gut und gleichmäßig verdichtet sein. An
Stellen geringerer Dichte ist die Gefahr des Metalleindringens und
damit die Bildung festhaftender Schalen größer.
1 Wirkung von Sorption und Glanzkohlenstoffbildung tongebundener
Formstoffe auf Gußstückeigenschaften
Institut für Gießereitechnik GmbH, Abschlußbericht zum
AIF-Forschungsvorhaben Nr. 5405, April 1985
2 Winterhalter, J.; Siefer, W.
Zur Wirkung von Feinanteilen und Glanzkohlenstfoffbildnern
im Formstoff auf die Gußstückeigenschaften
Gießerei 74, 1987, S. 633 – 639
Weitere Literatur
➝ Grochalski, R.
Gießereiformstoffe, 1955, S. 22
➝ Disamatic-Application »Gußfehler«, S. 78 – 84
➝ Berndt, H.
Die Überwachung von Verschleißerscheinungen an einem
Sandumlaufsystem
Gießerei 55, 1968, S. 441 – 453
➝ VDG-Merkblatt F 252,
»Bestimmung der Anschnittelemente«
➝ Holzmüller; Kucharcik
Atlas der Anschnitt- und Speisertechnik für Gußeisen 2. Aufl.
1975, S. 17
➝ Boenisch, D.; Lorenz
Modellversuche über das Formkastenfüllen von Naßgußsanden,
Dissertation 1988, TH Aachen
➝ Onillon, M.; Rebaudieres, J.
Physikalische und chemische Vererzung bei Gußeisen
Fonderie 31, 1976, S. 209 – 216 (franz.)
➝ Paskeev, I.
Untersuchungsverfahren zur Bildung von Anbrennungen an
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➝ Aymard, J.-P.; Leger, M.-T.; Lageal, B.
Metall-Formstoff-Reaktionen von Manganhartstahlguß
(12 % Mn) und Chromstahlguß (13 bis 25 % Cr)
Fonderie 31, 1976, S. 265 – 273 (franz.)
➝ Ivanov, N. Ch.; Skljarova, V. N.
Formstoffmischungen mit Dibutylphthalat zur Herstellung
von penetrationsfreien Gußstücken aus Gußeisen
Litejnoe proizvodstvo 1976, S.18 – 19 (russ.)
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Vererzen von Formsanden
Indian Foundry J. 18, 1972, S. 167 – 170
➝ Kleimann, W.
Einsatz von Bentoniten und C-Trägern in modernen Formsanden.
Giesserei-Erfahrungsaustausch 7, S. 315 – 320. 1997