{"id":13809,"date":"2021-08-26T23:30:13","date_gmt":"2021-08-26T22:30:13","guid":{"rendered":"https:\/\/metalpie.com\/blog\/casting-defects\/"},"modified":"2025-07-22T15:15:36","modified_gmt":"2025-07-22T07:15:36","slug":"gussfehler","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/metalpie.com\/de\/blog\/gussfehler\/","title":{"rendered":"Gussm\u00e4ngel"},"content":{"rendered":"

In jedem technischen Prozess sind Gussfehler ein h\u00e4ufiges Ph\u00e4nomen. Jeder Ansatz hat bestimmte Grenzen, die zu Fehlern f\u00fchren. Ein fehlerfreies Gussteil kann durch eine korrekte Konstruktion und Formgebung erreicht werden, aber die meisten Fehler werden durch Kontrollregeln und menschliche Eingriffe verursacht. Wir k\u00f6nnen Gussfehler mit der richtigen Hilfe vor Ort reduzieren.<\/p>\n\n\n\n

Ein gutes Gusserzeugnis weist in der Regel einige Fehler auf. Deshalb arbeitet die Gie\u00dfereiindustrie daran, diese Fehler zu reduzieren. Zerst\u00f6rungsfreie Pr\u00fcfverfahren wie Ultraschall, Radiographie, Magnetpulver, Formeindringung und andere k\u00f6nnen diese Gussfehler aufdecken. Heute werden wir uns einige typische Gussfehler, ihre Ursachen und ihre Behebung ansehen.<\/p>\n\n\n\n

Arten von Gussfehlern<\/h2>\n\n\n\n

Eine Vielzahl von Faktoren kann viele Arten von Fehlern verursachen. Einige der Abhilfema\u00dfnahmen f\u00fcr eine Art von Fehlern k\u00f6nnen zu einer anderen Art von Problem f\u00fchren. In diesem Abschnitt werden die h\u00e4ufigsten Arten von Gussfehlern erl\u00e4utert, die bei Metallgussverfahren auftreten.<\/p>\n\n\n

\n
\"Muster
Gussfehler durch axiale Schrumpfung (Quelle: Stahldaten<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Schrumpfung Gussm\u00e4ngel<\/h2>\n\n\n\n

Die Erstarrungsschrumpfung tritt auf, wenn das Metall vom fl\u00fcssigen in den festen Zustand \u00fcbergeht, w\u00e4hrend die thermische Kontraktion beim Abk\u00fchlen auf Raumtemperatur auftritt. Daher werden in der Studie bei der Konstruktion von Gussteilen Schwindungszuschl\u00e4ge ber\u00fccksichtigt, um sicherzustellen, dass sie die erforderlichen Abmessungen erreichen.<\/p>\n\n\n\n

Stahlguss zum Beispiel schrumpft mit einer Rate von 14 Zoll pro Fu\u00df, was zu grob aussehenden Gussst\u00fccken f\u00fchrt. Die Schwindungstoleranzen f\u00fcr verschiedene Metalle sind bekannt, und ein fachkundiger Formenkonstrukteur wird die Schwindung bei der Konstruktion einer Form ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n\n\n\n

Schrumpfung kann auch zu Problemen bei Gusserzeugnissen beitragen, z. B. zu Versagen und Undichtigkeit. Manchmal sieht man diese Fehler auf der Gussoberfl\u00e4che und kann sie durch Farbeindringverfahren oder andere zerst\u00f6rungsfreie Methoden visuell erkennen. Innere Gussfehler sind oft schwer zu erkennen und erfordern eine R\u00f6ntgenuntersuchung oder zerst\u00f6rende Pr\u00fcfung. Der Begriff \\\"offene und geschlossene Schwundfehler\\\" bezieht sich auf beide Arten von Problemen.<\/p>\n\n\n\n

Offener Schrumpfungsgie\u00dffehler<\/h2>\n\n\n\n

Wenn das Metall abk\u00fchlt und schrumpft, ohne dass gen\u00fcgend Fl\u00fcssigkeit vorhanden ist, um die L\u00f6cher zu f\u00fcllen, k\u00f6nnen an der Oberfl\u00e4che Rohre entstehen, die sich in den Gussk\u00f6rper hinein erstrecken. In \u00e4hnlicher Weise bezeichnet die Studie die Oberfl\u00e4chenfehler als H\u00f6hlenfehler oder Senken, die sich \u00fcber die Oberfl\u00e4che erstrecken. In beiden F\u00e4llen werden die Defekte der Umgebung ausgesetzt, und die Luft ersetzt das geschmolzene Metall.<\/p>\n\n\n\n

In den letzten Phasen der Erstarrung kommt es h\u00e4ufig zu Rissen und Brandrissen. Sie k\u00f6nnen bei pl\u00f6tzlichen Ver\u00e4nderungen der Spannungskonzentration auftreten, z. B. bei einem d\u00fcnnen Steg, der zwei schwere Teile miteinander verbindet. Sie k\u00f6nnen auch in prallen Zellen auftreten, in denen sich die W\u00e4rme staut, oder wenn es zu einem teilweisen Vorverzug kommt.<\/p>\n\n\n\n

Der Anguss, d. h. der Kanal, durch den die Maschine das geschmolzene Metall in die Form gie\u00dft, ist die h\u00e4ufigste Ursache f\u00fcr Schwund. Das Metall braucht l\u00e4nger, um sich zusammenzuziehen und an bestimmten Stellen zu erstarren, z. B. an den schwereren Teilen der Form, was die Verf\u00fcgbarkeit des Speisematerials verringert und die Wahrscheinlichkeit von Schwund erh\u00f6ht, vor allem, wenn der Eingusskanal f\u00fcr die Durchflussmenge zu eng ist. Ein korrekt bemessener Anguss, der direkt mit dem schweren Teil verbunden ist, kann das Schwindungsloch ausf\u00fcllen und das erforderliche Speisematerial liefern, um der Schrumpfung beim Abk\u00fchlen des Teils entgegenzuwirken. Dar\u00fcber hinaus kann die Verwendung eines abgerundeten Angusses anstelle eines flachen oder quadratischen Angusses die Gefahr der Entstehung von Fehlern verringern.<\/p>\n\n\n\n

Geschlossene Schrumpfungsgie\u00dffehler<\/h2>\n\n\n\n

Porosit\u00e4t ist einer der h\u00e4ufigsten Fehler in Gussteilen. Die Defekte entstehen durch eingeschlossene Gase im geschmolzenen Metall und durch Schwinden beim Abk\u00fchlen des Gussteils. Die h\u00e4ufigste Form der Porosit\u00e4t ist die Schrumpfungsporosit\u00e4t, die in der Regel auf der Oberfl\u00e4che eines Gussteils als winzige L\u00f6cher oder Br\u00fcche sichtbar ist. Obwohl diese L\u00f6cher kugelf\u00f6rmig zu sein scheinen, haben sie eine eckige Form und es ist wahrscheinlich, dass sich im Inneren verzweigte Risse bilden.<\/p>\n\n\n\n

Eine solche Schrumpfung tritt besonders h\u00e4ufig bei dicken, mehrwinkligen Bauteilen auf, wenn das Metall in einem ungleichm\u00e4\u00dfigen Muster abk\u00fchlt und h\u00e4rtet. Porosit\u00e4t kann im Inneren des Gussst\u00fccks auftreten, ohne dass dies an der Oberfl\u00e4che des Teils sichtbar wird. Wenn erstarrtes Metall fl\u00fcssiges Metall umgibt, kann sich das geschmolzene Metall beim Abk\u00fchlen und Schrumpfen nicht hinter der Fl\u00fcssigkeit f\u00fcllen, was zu diesem Fehler f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Pr\u00e4vention<\/h2>\n\n\n\n

Wenn Sie einen d\u00fcnnen oder verj\u00fcngten Anguss verwenden, k\u00f6nnen Sie das geschmolzene Metall spritzen, anstatt es in den Hohlraum zu gie\u00dfen. In diesem Fall beginnen Teile des Werkst\u00fccks zu h\u00e4rten, bevor es die Form ausf\u00fcllt. Der Fluss der Schmelze in die Grube sollte so gleichm\u00e4\u00dfig wie m\u00f6glich sein, und ein st\u00e4rker ausgepr\u00e4gter zentraler Einguss oder eine Anordnung mit mehreren Eing\u00fcssen kann dies unterst\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n

Bei diesem Verfahren werden Steigrohre verwendet, um sicherzustellen, dass gen\u00fcgend geschmolzenes Material vorhanden ist, um die L\u00fccken zu f\u00fcllen, wenn das Bauteil erstarrt und schrumpft. Die Gr\u00f6\u00dfe der Rippen sollte so gew\u00e4hlt werden, dass sie als letzte gefrieren. Um dies zu erreichen, wird manchmal eine Isolierung hinzugef\u00fcgt.<\/p>\n\n\n\n

\"\\"Gie\u00dfen\"
Abb.: Gasporosit\u00e4t (Quelle: Hadian, R. & Emamy, M. & Campbell, John. (2009). Modifikation von gegossenem Al-Mg 2 Si Metallmatrix-Verbundwerkstoff durch Li. Metallurgical and Materials Transactions B-Process Metallurgy and Materials Processing Science - METALL MATER TRANS B. 40. 822-832. 10.1007\/s11663-009-9251-1.)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Gasporosit\u00e4t<\/h2>\n\n\n\n

Eingeschlossene Luft und D\u00e4mpfe k\u00f6nnen zu Porosit\u00e4t an der Oberfl\u00e4che oder im Gussst\u00fcck f\u00fchren. Im Gegensatz zur festen Form kann das geschmolzene Metall eine gro\u00dfe Menge an gel\u00f6stem Gas enthalten, was zu Gasporosit\u00e4t f\u00fchrt. Infolgedessen bilden sich beim Abk\u00fchlen der Substanz Gasblasen. W\u00e4hrend des Gie\u00dfens k\u00f6nnen durch Turbulenzen m\u00f6glicherweise Gase eingef\u00fchrt werden. Dieser Fehler tritt auf, wenn das geschmolzene Metall zu schnell in die Form gegossen wird.<\/p>\n\n\n\n

Schlechte Entl\u00fcftung von Formen und Kernen und unzureichende Trocknung von Formen und Kernen verursachen Gasporosit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n

Nadell\u00f6cher<\/h2>\n\n\n\n

Au\u00dferhalb des Gussst\u00fccks oder unter der Oberfl\u00e4che der Flocken weisen Sph\u00e4roguss oder verdichtetes Gusseisen mit Kugelgraphit, Temperguss und Stahlguss am ehesten Blasen oder Hohlr\u00e4ume auf.<\/p>\n\n\n\n

Pinholes k\u00f6nnen in kleinen Gruppen oder \u00fcber einen gro\u00dfen Bereich entstehen und jedes Gussteil besch\u00e4digen. Sie sind manchmal erst nach der Bearbeitung erkennbar, obwohl sie mit blo\u00dfem Auge immer sichtbar sind.<\/p>\n\n\n\n

Pinholes k\u00f6nnen als knotenf\u00f6rmige, blanke Metallblasen oder Blasen mit Graphith\u00e4uten oder als ausgedehntere, unregelm\u00e4\u00dfig geformte Hohlr\u00e4ume erscheinen, gefolgt von Schlacken oder Oxidation.<\/p>\n\n\n\n

Offene L\u00f6cher<\/h2>\n\n\n\n

Diese Blasl\u00f6cher sind an der Oberfl\u00e4che des Gipses sichtbar und einfacher zu erkennen als unterirdische Blasl\u00f6cher.<\/p>\n\n\n\n

Pr\u00e4vention<\/h2>\n\n\n\n

Vor dem Fl\u00fcssigguss kann eine gute Formgestaltung die Gasporosit\u00e4t reduzieren oder Stickstoff in die Aluminiumlegierung einspritzen. Das Hippen kann auch verwendet werden, um winzige Mengen an Porosit\u00e4t aus dem Inneren des Gussteils zu entfernen. Bei diesem Verfahren wird das Gussst\u00fcck in einen Hochtemperaturofen gelegt und in einem Druckbeh\u00e4lter aufbewahrt. Anschlie\u00dfend wird das Gussst\u00fcck in einem Inertgas, meist Argon, erhitzt, um die por\u00f6sen Bestandteile durch Anwendung von isostatischem Druck zu entfernen.<\/p>\n\n\n\n

Um Metall im Vakuum, in einer Atmosph\u00e4re mit schwerl\u00f6slichen Gasen oder unter einem Flussmittel, das den Kontakt mit der Luft verhindert, zu schmelzen, m\u00fcssen erstens ausgezeichnete Flussmittel- und Schmelztechniken eingesetzt werden. Zweitens muss die Gasdurchl\u00e4ssigkeit von gr\u00f6beren, st\u00e4rker durchl\u00e4ssigen Sanden erh\u00f6ht werden. Danach erm\u00f6glicht eine erh\u00f6hte Durchl\u00e4ssigkeit von Form und Kern das Entweichen von Luft und Gas aus dem Formhohlraum. Schlie\u00dflich m\u00fcssen Formen und Kerne vor der Verwendung getrocknet und trocken gehalten werden, und die Metalltemperatur w\u00e4hrend des Gie\u00dfens muss gesenkt werden, um die Erstarrung zu beschleunigen.<\/p>\n\n\n\n

Fehler beim Gie\u00dfen von Metallguss<\/h2>\n\n\n\n

W\u00e4hrend des Gie\u00dfens von Metall in die Form k\u00f6nnen Fehler auftreten. Ein Fehler beim Gie\u00dfen von Metall f\u00e4llt in eine der folgenden Kategorien. Fehlg\u00fcsse, Kaltverschl\u00fcsse und Einschl\u00fcsse sind h\u00e4ufige Fehler beim Gie\u00dfen von Metall.<\/p>\n\n\n\n

\"\\"Gie\u00dfen\"
Cold Shut (Quelle: Wissenschaftliches und akademisches Publizieren<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Kalt geschlossen<\/h2>\n\n\n\n

Ein Kaltverschluss ist ein Oberfl\u00e4chenfehler, der als Linie oder Bruch auf der Gussoberfl\u00e4che mit einer kreisf\u00f6rmigen Kante erscheint. Dieser Fehler ist f\u00fcr das menschliche Auge sichtbar und f\u00fchrt dazu, dass das Gussteil verworfen wird, was zu einer Schwachstelle f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Die Str\u00f6me geschmolzenen Metalls, die aus zwei Anschnitten in die Form eintreten, treffen sich an einer Kreuzung. Niedrige Temperaturen an der Verbindungsstelle k\u00f6nnen das Schmelzen behindern, so dass die Str\u00f6me vor dem Schmelzen aush\u00e4rten, was zu einem kalten Verschluss f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Ein Mangel an Flie\u00dff\u00e4higkeit der Schmelze oder ein schlecht konzipiertes Anschnittsystem ist die h\u00e4ufigste Ursache f\u00fcr Kaltverschl\u00fcsse. Die einfachste Methode zur Vermeidung harter Schlie\u00dfungen besteht darin, das geschmolzene Metall fl\u00fcssiger zu machen. Sie k\u00f6nnen diese Technik auf verschiedene Weise anwenden. Optimieren Sie erstens den Anschnittmechanismus, um enge Querpfade zu reduzieren und die Flie\u00dfwege kurz zu halten. Zweitens: Erh\u00f6hen Sie die Gie\u00dftemperatur, um ein vorzeitiges Erstarren zu vermeiden. Drittens: Erh\u00f6hen Sie die Gasdurchl\u00e4ssigkeit der Form.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Irrfahrten<\/h2>\n\n\n\n

Kaltverschl\u00fcsse und Fehlverl\u00e4ufe haben viel gemeinsam. Fehlverl\u00e4ufe treten auf, wenn das fl\u00fcssige Metall zu kalt ist, um bis zu den R\u00e4ndern des Formhohlraums zu flie\u00dfen, bevor es gefriert und aush\u00e4rtet. Das fl\u00fcssige Metall f\u00fcllt die Kammer der Form nicht aus. Die Fehlsch\u00fcsse sind die Teile der Form, und die Form f\u00fcllt sie nicht.<\/p>\n\n\n\n

Eine vorzeitige Erstarrung tritt aus denselben Gr\u00fcnden auf wie ein Kaltverschluss. \u00dcberpr\u00fcfen Sie die Konstruktion der Form, das Anschnittsystem und die Flie\u00dff\u00e4higkeit des geschmolzenen Metalls, wenn Sie Fehlausf\u00fchrungen haben.<\/p>\n\n\n\n

Kalte Sch\u00fcsse<\/h2>\n\n\n\n

Wenn eine Fl\u00fcssigkeit beim Gie\u00dfen spritzt, k\u00f6nnen feste K\u00fcgelchen entstehen. Diese K\u00fcgelchen bleiben im Gussst\u00fcck h\u00e4ngen, wenn sie gefrieren. Der Prozess bildet kalte Sch\u00fcsse wie eine Kugel, einen Tropfen oder eine Perle und verbindet sich nur mit dem Metall.<\/p>\n\n\n\n

Erw\u00e4gen Sie eine \u00c4nderung des Gie\u00dfverfahrens, um Turbulenzen zu verringern, und eine Anpassung des Anschnittsystems, um die Anschnittgeschwindigkeit zu verringern und Spritzer und kalte Sch\u00fcsse zu vermeiden.<\/p>\n\n\n\n

Eingliederung<\/h2>\n\n\n\n

Auf der Gussoberfl\u00e4che k\u00f6nnen Sie diese ungleichm\u00e4\u00dfigen Metallkrusten beobachten. Der Schorf ist nur wenige Zentimeter dick und dennoch mit blo\u00dfem Auge sichtbar. Scharfe Kanten, unregelm\u00e4\u00dfige Formen und eine starke Verbindung mit dem Gussst\u00fcck sind gemeinsame Merkmale.<\/p>\n\n\n\n

Schorf und Rattenschw\u00e4nze sind eng miteinander verbunden und treten oft gemeinsam auf. Bei diesem Verfahren wird normalerweise der Schorf entfernt, um einen Rattenschwanz freizulegen. Wenn geschmolzenes Metall, das Schlackenpartikel enth\u00e4lt, in die Formhohlr\u00e4ume eingespritzt wird und aush\u00e4rtet, kommt es zu Schlackeneinschl\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

Sie k\u00f6nnen Schlackeneinschl\u00fcsse durch eine einfache \u00c4nderung vermeiden. Bevor Sie das geschmolzene Metall in den Formhohlraum geben, entfernen Sie alle Schlackenpartikel.<\/p>\n\n\n\n

Sie k\u00f6nnen Schlackenmetall entfernen, indem Sie es in einem Vakuum oder einer inerten Umgebung mit Flussmittel behandeln. Au\u00dferdem k\u00f6nnen Sie dies erreichen, indem Sie dem Gemisch Chemikalien hinzuf\u00fcgen, damit die Schlacke nach oben schwimmt, wo sie vor dem Gie\u00dfen leicht zu erkennen und zu entfernen ist. Alternativ k\u00f6nnen Sie auch eine spezielle Sch\u00f6pfkelle verwenden, die das Metall von unten ausgie\u00dft. Schlie\u00dflich kann es von Vorteil sein, einen Keramikfilter in das Anschnittsystem einzubauen.<\/p>\n\n\n\n

\"\\"\\"\"\/
Metallurgische Defekte (Quelle: Mashinini, P. M. (2010). Prozessfenster f\u00fcr das R\u00fchrreibschwei\u00dfen von 3 mm Titan (Ti-6Al-4V)).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Metallurgische Gussfehler<\/h2>\n\n\n\n

Diese Art von Gussfehlern ist in der Stahlgusstechnik weit verbreitet. Es gibt zwei Arten von metallurgischen Fehlern, die man am h\u00e4ufigsten findet.<\/p>\n\n\n\n

Hei\u00dfe Tr\u00e4nen<\/h2>\n\n\n\n

Risse erscheinen als ungleichm\u00e4\u00dfige Risse, die in einem verzweigten Muster angeordnet sind. Sie werden feststellen, dass einige Risse auch ohne Vergr\u00f6\u00dferung erkennbar sind, w\u00e4hrend f\u00fcr andere eine solche erforderlich sein kann. Wenn das Gussteil gegen Ende der Erstarrung abk\u00fchlt, entstehen Sch\u00fcsse.<\/p>\n\n\n\n

Hei\u00dfrisse treten auf, wenn das formgebende Metall nicht stark genug ist, um den Zugspannungen w\u00e4hrend der Erstarrung standzuhalten. Die Hauptursache f\u00fcr Warmrisse ist ein schlechtes Formdesign. Sie k\u00f6nnen diese Probleme effizient l\u00f6sen, indem Sie die Form modifizieren, um die Einfallf\u00e4higkeit zu verbessern.<\/p>\n\n\n\n

Harte Flecken<\/h2>\n\n\n\n

Hot Spots sind Bereiche, die schwieriger sind als der Rest der Region. Dies ist darauf zur\u00fcckzuf\u00fchren, dass sie schneller abk\u00fchlen als das umgebende Material. Harte Bereiche k\u00f6nnen die Bearbeitung behindern und zu einem erh\u00f6hten Werkzeugverschlei\u00df f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

Hei\u00dfe Stellen sind eine direkte Folge von unzureichender K\u00fchlung. Wenn Sie \u00fcber hei\u00dfe Stellen besorgt sind, gibt es zwei M\u00f6glichkeiten. In erster Linie sollten Sie die K\u00fchltechnik anpassen. Zweitens k\u00f6nnen Sie die chemische Zusammensetzung des Metalls \u00e4ndern.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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