Angebrannter Sand
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Fehlerbeschreibungen: <strong>Angebrannter</strong> <strong>Sand</strong><br />
11 Fehlerbeschreibungen: <strong>Angebrannter</strong> <strong>Sand</strong><br />
<strong>Angebrannter</strong> <strong>Sand</strong><br />
Entscheidungshilfe ➝ S. 124<br />
<strong>Sand</strong>steuerung ➝ S. 176<br />
Beschreibung der Merkmale<br />
Dünne <strong>Sand</strong>schalen, die fest am Gußstück haften. Der Fehler tritt<br />
verstärkt bei dickwandigen Gußstücken und hohen Gießtemperaturen<br />
auf.<br />
Vorkommen des Fehlers<br />
Besonders bei dickwandigen Gußstücken, aber auch in Anschnittnähe<br />
und bei hohen Gießtemperaturen sintert der Formstoff infolge<br />
zu geringer Feuerbeständigkeit als dünne <strong>Sand</strong>schale am<br />
Gußstück fest. Durch die Neigung des flüssigen Metalls, in die<br />
<strong>Sand</strong>poren einzudringen, klammert sich die gebildete Schale an<br />
der Gußoberfläche fest und ist selbst beim Strahlputzen kaum zu<br />
entfernen, sondern sie muß meistens abgeschliffen werden.<br />
Erläuterungen<br />
Die Temperaturbelastung des Formstoffs ist so hoch, daß ein<br />
Sintern der Bentonit- und Silikatanteile im <strong>Sand</strong> auftritt. Auch<br />
stets vorliegende Eisenoxide bilden mit den niedrig schmelzenden<br />
Silikaten Eisensilikate, die den Sinterpunkt des <strong>Sand</strong>es<br />
weiter herabsetzten. Da durch Sintern und Schmelzen von Verunreinigungen<br />
im Formsand das flüssige Eisen schneller penetrieren<br />
kann, haben diese Schichten häufig durch penetriertes Eisen eine<br />
feste Haftung auf der Gußoberfläche.<br />
Mögliche Ursachen<br />
Tongebundener Formsand<br />
• zu geringer Gehalt an Glanzkohlenstoffbildner<br />
• zu hohe Anteile an niedrigschmelzenden Stoffen<br />
• zu hohe Oolithisierung<br />
Formanlage<br />
• ungleichmäßige Verdichtung der Form<br />
Anschnitt- und Gießtechnik<br />
• ungleichmäßige Verteilung der einlaufenden Metallmengen<br />
und dadurch örtliche Überhitzung<br />
• zu hohe Gießtemperatur<br />
Abhilfen<br />
Tongebundene Formstoffe<br />
• Erhöhen des Anteils an Glanzkohlenstoffbildner. Dadurch<br />
erhöht sich die Koksmenge und auch die Menge an Glanzkohlenstoff,<br />
die eine gewisse Trennung Form / Metall ergibt.<br />
• reinere Quarzsande verwenden, evtl. Neusand zugeben.<br />
Staubanteile reduzieren. Evtl. Bentonitmenge reduzieren.<br />
• Oolithisierung durch Neusandzusatz reduzieren<br />
Formanlage<br />
• Für gleichmäßige Verdichtung sorgen, evtl. Wärmeabfuhr<br />
der Formen erhöhen<br />
Abb. 1:<br />
Abb. 2:<br />
<strong>Sand</strong>körner auf der Oberfläche eines Gußteils aus GGL bei unzureichender Glanzkohlenstoffbildung.<br />
Vergrößerung: 10 mm Bild = 0,08 mm<br />
Dünnwandiges Gußteil aus GGL mit festhaftender <strong>Sand</strong>schicht.<br />
Vergrößerung: 10 mm Bild = 8,1 mm<br />
Anschnitt und Gießtechnik<br />
• Einlaufende Metallmengen vergleichmäßigen<br />
• Gießgeschwindigkeit reduzieren<br />
• Gießtemperatur absenken
12 Fehlerbeschreibungen: <strong>Angebrannter</strong> <strong>Sand</strong><br />
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Fehlerbeschreibungen: <strong>Angebrannter</strong> <strong>Sand</strong><br />
Hintergrundinformationen<br />
Literatur<br />
Anhaftende <strong>Sand</strong>schichten bilden sich vor allem bei einem zu<br />
geringen Glanzkohlenstoffbildungsvermögen des Formsandes.<br />
Der Gehalt an Glanzkohlenstoff im Formsand soll bei der Herstellung<br />
von Teilen aus GGL zwischen 0,2 – 0,6 %, nach anderen<br />
Autoren bei 0,2 – 0,4 % liegen. 1 Gemessen wird wegen der<br />
Schwierigkeit der exakten Bestimmung des Glanzkohlenstoffes<br />
im Formsand der »aktive Kohlenstoffgehalt«, der zwischen<br />
0,35 – 0,65 % liegen sollte.<br />
Treten <strong>Sand</strong>anhaftungen auf, kann durch Einstellen eines höheren<br />
Gehaltes oder Einsatz eines Glanzkohlenstoffbildners mit<br />
höherer »Aktivität« der Fehler behoben werden.<br />
Eine hohe Koksbildung reduziert ebenfalls die Bildung anhaftender<br />
<strong>Sand</strong>schalen, aber nicht so stark wie die Erhöhung der Glanzkohlenstoffbildung.<br />
Wichtig ist es, die Verunreinigungen im Formsand zu begrenzen.<br />
So können Verunreinigungen von Silikaten und Oxiden zu<br />
einem Mehrverbrauch an Glanzkohlenstoffbildner durch Oxidation<br />
führen. 2 Auch das Absenken der Sinterpunkte des <strong>Sand</strong>es<br />
erhöht bei gleichzeitigem Eindringen von Metall in die anhaftende<br />
Schicht die Gefahr von Anbrennungen.<br />
Ebenfalls ist verstärktes Anbrennen von <strong>Sand</strong>en auf Gußteilen<br />
aus GGL bei höher oolithisierten Formsanden beobachtet worden.<br />
Deswegen wird empfohlen, dem umlaufenden Formsand entsprechenden<br />
Neusand zuzusetzen. Nach unseren Erfahrungswerten<br />
soll die Zusatzmenge 100 kg Neusand / t flüssiges Eisen<br />
nicht wesentlich überschreiten.<br />
Russische Autoren berichten in einer Arbeit, daß beim Gießen<br />
von GS in wasserglasgebundene Formen bei einer Erhöhung der<br />
Oberflächenspannung durch Zusätze das Anbrennen drastisch<br />
reduziert wird.<br />
Ein Anheben der AFS-Zahl durch Einsatz feineren Neusandes<br />
vermindert ebenfalls das Anhaften versinterter Schalen, da die<br />
Gußoberfläche glatter vorliegt.<br />
Die Formen sollten gut und gleichmäßig verdichtet sein. An<br />
Stellen geringerer Dichte ist die Gefahr des Metalleindringens und<br />
damit die Bildung festhaftender Schalen größer.<br />
1 Wirkung von Sorption und Glanzkohlenstoffbildung tongebundener<br />
Formstoffe auf Gußstückeigenschaften<br />
Institut für Gießereitechnik GmbH, Abschlußbericht zum<br />
AIF-Forschungsvorhaben Nr. 5405, April 1985<br />
2 Winterhalter, J.; Siefer, W.<br />
Zur Wirkung von Feinanteilen und Glanzkohlenstfoffbildnern<br />
im Formstoff auf die Gußstückeigenschaften<br />
Gießerei 74, 1987, S. 633 – 639<br />
Weitere Literatur<br />
➝ Grochalski, R.<br />
Gießereiformstoffe, 1955, S. 22<br />
➝ Disamatic-Application »Gußfehler«, S. 78 – 84<br />
➝ Berndt, H.<br />
Die Überwachung von Verschleißerscheinungen an einem<br />
<strong>Sand</strong>umlaufsystem<br />
Gießerei 55, 1968, S. 441 – 453<br />
➝ VDG-Merkblatt F 252,<br />
»Bestimmung der Anschnittelemente«<br />
➝ Holzmüller; Kucharcik<br />
Atlas der Anschnitt- und Speisertechnik für Gußeisen 2. Aufl.<br />
1975, S. 17<br />
➝ Boenisch, D.; Lorenz<br />
Modellversuche über das Formkastenfüllen von Naßgußsanden,<br />
Dissertation 1988, TH Aachen<br />
➝ Onillon, M.; Rebaudieres, J.<br />
Physikalische und chemische Vererzung bei Gußeisen<br />
Fonderie 31, 1976, S. 209 – 216 (franz.)<br />
➝ Paskeev, I.<br />
Untersuchungsverfahren zur Bildung von Anbrennungen an<br />
Gußstücken<br />
Litejnoe proizvodstvo 1977, S. 26 – 28 (russ.)<br />
➝ Aymard, J.-P.; Leger, M.-T.; Lageal, B.<br />
Metall-Formstoff-Reaktionen von Manganhartstahlguß<br />
(12 % Mn) und Chromstahlguß (13 bis 25 % Cr)<br />
Fonderie 31, 1976, S. 265 – 273 (franz.)<br />
➝ Ivanov, N. Ch.; Skljarova, V. N.<br />
Formstoffmischungen mit Dibutylphthalat zur Herstellung<br />
von penetrationsfreien Gußstücken aus Gußeisen<br />
Litejnoe proizvodstvo 1976, S.18 – 19 (russ.)<br />
➝ Sarma, A. K. D.<br />
Vererzen von Formsanden<br />
Indian Foundry J. 18, 1972, S. 167 – 170<br />
➝ Kleimann, W.<br />
Einsatz von Bentoniten und C-Trägern in modernen Formsanden.<br />
Giesserei-Erfahrungsaustausch 7, S. 315 – 320. 1997