Fachbeiträge
Feinguss-Ablauf
Fachbeitrag UK6 – Feinguss: 5000 Jahre Wachstum
Dieser Beitrag verfolgt die Geschichte des Feingusses von seinen Ursprüngen im frühen Bronzezeitalter bis zu seinen modernen industriellen Anwendungen.
Feinguss-Wachs
Fachbeitrag UK5 – Modellspülmittel, eine technische Anleitung
Gute Schlickerhaftung während des Anbringens der Erstbeschichtung ist zur Erzielung ausgezeichneter Oberflächenqualität in Feingussteilen unerlässlich. Mangelnde Haftung des Primärschlickers an der Wachsoberfläche aufgrund des Vorhandenseins von Formtrennmittelrückständen führt zum Anheben oder Stauchung in der Grundierung und letztendlich Stauchung auf der Gussteiloberfläche. Die Beschaffenheit und Sauberkeit der Wachsmodelloberfläche setzt gute Spülmethoden und Wartung des Lösungsmittels voraus.
Sowohl in den Wachsen und dem Schlamm, die beim Feinguss verwendet werden, sind die an der Wechselbeziehung zwischen kinetischen und thermodynamischen Abläufen beteiligten Steuermechanismen von wissenschaftlicher als auch praktischer Bedeutung. Insbesondere während dem Einspritzen des Wachses können sich die auf das Material wirkende Temperatur und Änderungen des Temperaturprofils während des Einspritzvorgangs auf die Fluss- und Formeigenschaften des Wachses auswirken. Durch ein Verständnis dieser Mechanismen können Strategien entwickelt werden, die zur verbesserten Ablaufsteuerung und Oberflächendefinition der Wachsgussmodelle führen. Kontrollierte Belastungsrheometrie und dynamisch-mechanische Analyse (DMA) wurden bei der Untersuchung des Wachsverhaltens bei Beginn des Erhärtens unter Flussbedingungen eingesetzt, um diese Auswirkungen zu messen. Die Charakterisierung des Wachses mittels kontrollierter Belastungsrheometrie deckt Phasenänderungen auf, die zusammen mit einem linearen viskoelastischen Verhalten auftreten. Temperaturgesteuerte DMA gestattet die Untersuchung umkehrbarer und nicht umkehrbarer Phänomene im Schmelz- und Kristallisierbereich von Wachsen. Temperaturgesteuerte DMA bietet außerdem eine hohe Empfindlichkeit für kleine und langsame Veränderungen der Kristallinität, z.B. während des erneuten Kristallisierens. Die Kombination aus kontrollierter Belastungsrheometrie und DMA ergibt neue Informationen über lokale Abläufe auf der Oberfläche von Polymerkristallliten.
Fachbeitrag UK2 – Arbeitsschutzaspekte von Feingusswachsen
Mischungen auf Wachsbasis stellen einen wesentlichen Bestandteil des Feingussablaufs dar. Dabei handelt es sich um komplexe Mischungen natürlicher und synthetischer organischer Verbindungen, die bei inkorrekter Handlung eine Vielzahl von Gesundheitsrisiken beinhalten können.
In diesem Beitrag nimmt der Autor die Arbeitsschutzaspekte von Feingusswachsen unter die Lupe, wobei er sich auf die von diesen Materialien ausgehenden physischen und chemischen Gefahren im Wachsraum und die zu deren Verhinderung erforderliche korrekte Handhabung und Verarbeitungsmethoden konzentriert.
Er nimmt auf die aktuellen Arbeitsschutzgesetze Bezug und untersucht, wie diese sich auf Hersteller und Anwender von Gusswachsen auswirken.
Fachbeitrag UK1 – Die mechanischen Eigenschaften von Feingusswachsen
Die mechanischen Eigenschaften von Gusswachsen spielen beim Feinguss eine wichtige Rolle. Wachsgussmodelle müssen ausreichend hart sein, um bei der Montage bruchsicher zu sein, und dürfen sich nicht verformen, wenn die Formtoleranzen aufrecht erhalten werden sollen. Gießläufe dürfen ebenfalls nicht brechen oder absinken, während Baugruppen auf Robot-Tauchstraßen gehandhabt werden.
In diesem Beitrag beschreibt der Autor einen unkomplizierten Ansatz zur Charakterisierung dieser mechanischen Eigenschaften. Die auf einer Dreipunkt-Biegetechnik beruhende Methode verwendet kostengünstige und jederzeit erhältliche Ausrüstungsteile zum Erhalt numerischer und grafischer Informationen über Wachseigenschaften wie z.B. Härte und Flexibilität.
Der Beitrag beschreibt weiterhin wie diese Informationen unmittelbar für den wirksamen Betrieb des Wachsraums und den Feinguss allgemein von Bedeutung sind. Der Beitrag enthält zahlreiche Abbildungen, die die verwendete Ausrüstung und Methoden als auch die erzeugten Ergebnisse darstellen.
Fachbeitrag 57 – Erfolgreicher Feinguss von Titanlegierungen
Der Feinguss von Titanlegierungen nimmt an Bedeutung und wirtschaftlichem Wert zu. Aufgrund der reaktiven Natur dieser Legierungen muss die Gießerei bei der Auswahl von wesentlichen beim Prozess verwendeten Materialien kritischer vorgehen – den Wachsen für Gussmodelle und Gießläufer, den Bindemitteln für die erste und zweite Schicht, den Mehlen und Stukkaturen.
Dieser Beitrag bespricht Optionen für der Feingießerei zur Verfügung stehende Wachs, Bindemittel und Hochtemperaturwerkstoffe, erörtert die bei der Auswahl zu berücksichtigenden Faktoren und bietet Systemempfehlungen, die eine Gießerei in die Lage versetzen, mit dem Feinguss von Titanlegierungen zu beginnen.
Fachbeitrag 56 – Wasserlösliche Kerne für den Feinguss
Dieser Beitrag zielt darauf ab, dem Gießer ein besseres Verständnis löslicher Kerne aus funktioneller Sicht zu bieten, indem er ihre Chemie bespricht und ihr physisches und chemisches Verhalten in der Gießerei analysiert.
Darüber hinaus werden Richtlinien zur Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit, Maßhaltigkeit und Auflösungsmerkmale geboten, die ihrerseits zur Erzeugung eines besseren Modellwachses und damit einem besseren Fertigguss führen können.
Fachbeitrag 54 – Ein Überblick über die Rheologie von Feingusswachsen
Remet untersucht eine neue Methode für die Beurteilung der Rheologieeigenschaften seiner Wachse auf Erwärmungs- als auch Abkühlungsbasis mit dem Ziel, bessere Einblicke in die Wachsleistung unter Einspritz- und Entwachsungsbedingungen zu liefern. Dieser Beitrag beschreibt die bislang durchgeführten Tests und bietet interpretierende Kommentare über die Wachsleistung in der Gießerei.
Fachbeitrag 51 – Wachsbeurteilung
Feingusswachse sind eine komplizierte Mischung aus verschiedenen sorgfältig ausgewählten Bestandteilen. Füllmittel, Zusätze, Harze, mikrokristalline und Paraffinwachse werden verwendet, um das gewünschte Wachs zu entwickeln, das die spezifischen Anforderungen des Feingusstechnikers erfüllt. Danach wird die Mischung analysiert und die Ergebnisse werden zur Beurteilung des Endprodukts verwendet. Dieser Beitrag betrachtet die verschiedenen Eigenschaften, die getestet und beurteilt werden. Die verschiedenen Eigenschaften des Wachses werden im Detail erläutert mit Schwerpunkt darauf, wie sich die jeweilige Eigenschaft auf den Feingussablauf auswirkt. Darüber hinaus wird die an der Schnittstelle zwischen dem Wachs und dem Primärschlicker auftretende Wechselwirkung erörtert.
Großteil der zurzeit verwendeten Feingusswachse enthält Füllmittel verschiedener Art. Durch die Kontrolle übermäßiger Schrumpfung und Zusammenbruchs erleichtern diese Füllmittel die Herstellung der von heutigen Märkten geforderten großen, komplexen und streng dimensionierten Gussteilen.
In diesem Beitrag untersucht der Autor die Auswirkungen dieser Füllmittel auf die physischen Eigenschaften der Wachsmischungen, denen sie zugegeben werden.
Vier herkömmlich verwendete Füllmittel werden in verschiedenen Mengen einem herkömmlichen Basiswachs zugemischt. Die sich ergebenden mit Füllmittel angereicherten Mischungen werden im Labor auf eine Reihe physischer Eigenschaften, einschließlich Viskosität und volumetrische Ausdehnung untersucht. Die tatsächliche Leistung dieser Mischungen wird ebenfalls untersucht, indem sie in einen Standard-Prüfling eingespritzt werden, gefolgt von einer Maßhaltigkeitsanalyse des sich ergebenden Modells.
Der Beitrag zeigt auf, dass Füllmittel bei der Kontrolle des Ausmaßes des volumetrischen Zusammenbruchs eingespritzter Teile eine wesentliche Rolle spielen und sich maßgeblich auf die grundlegenden physischen Eigenschaften der mit Füllmitteln versetzten Gusswachse auswirken.
Wiedergewinnung von Feingusswachsen
Fachbeitrag – 47 Die Wiedergewinnung von Feingusswachsen
Die Wiedergewinnung verbrauchter Feingusswachse stellt heute einen integralen Teil der Geschäftsaktivitäten der meisten Gusswachslieferanten dar. Der in der aktuellen Wirtschaftslage herrschende wirtschaftliche und umweltbezogene Druck hat zu einer Zunahme an Wachs geführt, das wiederaufbereitet und dann von Feingussgießereien wieder verwendet wird.
In diesem Beitrag erörtert der Autor die verschiedenen heute verwendeten Wiedergewinnungsmethoden für Wachs. Mit Konzentration auf die von REMET® UK Ltd. verwendeten Methoden bietet er eine detaillierte Beschreibung dazu, wie von der Gießerei zurück kehrendes Wachs getrocknet, gereinigt und aufbereitet werden kann, um eine Vielzahl kostengünstiger wiedergewonnener Produkte zu liefern. In zahlreichen Fällen weisen diese Produkte Leistungseigenschaften auf, die die von Neuwachsen übertreffen.
Der Beitrag behandelt die technische Qualität dieser wiedergewonnenen Produkte und macht sich außerdem Gedanken über Schritte, die eine Gießerei unternehmen kann, um dem Wachs-Wiedergewinnungsunternehmen zu helfen, den größten Nutzen aus dem zur Aufbereitung zurück gesandten Wachs zu ziehen.
Feinguss-Bindemittel
Fachbeitrag 52 – Remasol Adbond SP-3301 und LP-3301 Bindemittel
Remasol Adbond SP-3301 und LP-3301 stellen Verbesserungen der kommerziell erfolgreichen Remasol Adbond BV Bindemittel dar, um schneller härtende Schalensysteme zu fördern. Diese Systeme sind besonders praktikabel, wenn Teile tiefe Aussparungen enthalten, die schlecht trocknen. Da sie bei geringen Tonerdekonzentrationen verwendet werden können, besitzen sie Potenzial für den Aluminiumguss.
Fachbeitrag 49 – Die Auswirkung der Polymerauswahl auf die Formeigenschaften
Eine beachtliche Anzahl an Feinguss-Gießereien fügen ihren Backup-Schlicker-Systemen organische Polymere hinzu, um Prozessverbesserungen zu bewirken. Diese Verbesserungen können in der höheren Anfangsfestigkeit oder Durchlässigkeit, besseren Fließeigenschaften und dickeren Schalen usw. liegen. Dieser Beitrag betrachtet die Beziehung zwischen der Polymerauswahl, dem Nutzungsgrad und der Viskosität und den vorgenannten Eigenschaften. Die individuelle Gießerei kann diese Ergebnisse dann zur Optimierung des Polymertyps, Nutzungsgrads und der Viskosität für ihren spezifischen Bedarf verwenden.
Fachbeitrag 14 – Verbesserte Bindemittelsysteme für die Feingussindustrie
Die zunehmend verschärften Grenzwerte für die Alkoholemission haben zur Entwicklung modifizierter kolloidaler Kieselerde-Bindemittel – auch als verbesserte Bindemittel bekannt – geführt, und traditionelle Keramikschalensysteme auf Ethylsilikatbasis somit abgelöst. Die ersten verbesserten Bindemittelsysteme wurden für Primäranwendungen entwickelt, die Oberflächenmängel wie Stauchen, Rissbildung und Anheben reduzieren und die Haftung am Wachsmodell fördern. Um diese Ziele zu erreichen, werden an ein Primärbindemittel abweichende Anforderungen von Stützbindemitteln gestellt, da es aufgrund seiner langsameren Durchsatzrate eine langfristigere Stabilität aufweisen und ausgezeichnete Deckungseigenschaften bieten muss.
Verschiedene Materialarten wie z.B. Latex, Polyvinylalkohole, Methylzellulose, Acrylharze usw. wurden in kolloidalen Kieselerden beurteilt, um verbesserte Primär- und Stützbindemittel zu entwickeln. Das hat zur Erzeugung einer neuen Produktgeneration wie REMASOL® ADBOND® BV und LUDOX® SK geführt, wodurch eine noch erweiterte Forschung für diese Bindemittelarten ermöglicht wurde. Die verbesserten Primärbindemittel reduzieren nachweislich typische Primär-Trocknungsmängel, während Stützbindemittel gegenüber herkömmlichen kolloidalen Kieselerden schnellere Verarbeitungszeiten und größere Festigkeit aufweisen.
Fachbeitrag 12 – Auswirkungen von Verdünnung auf Remasol Adbond BV Bindemittel
Seit seiner Markteinführung im Spätjahr von 1992 hat Remasol Adbond BV Bindemittel erfolgreich Ehtylsilikat- als auch andere Kieselerdebindemittel in Gießereien ersetzt, in denen schnelle Verarbeitungszeiten verlangt werden. Aufgrund seiner guten Anfangsfestigkeit lässt sich außerdem eine Reduzierung der Autoklavrisse erzielen.
Aufgrund der Vielseitigkeit der Einsatzbedingungen wurden weitere Arbeiten mit Remasol Adbond BV durchgeführt, um die Auswirkung der Verdünnung auf die Schaleneigenschaften und verbesserte Kostenwirksamkeit zu bestimmen. Dieser Fachbeitrag aktualisiert diese Arbeiten.
Fachbeitrag 9 – Kolloidale Kieselerde in der Feingussindustrie
Kolloidale Kieselerde stellt heute das beliebteste Bindemittel in der Feingussindustrie dar. Sie ist sicher, wirtschaftlich, einfach zu verwenden und erbringt gute Leistungen. All diese wünschenswerten Eigenschaften erwecken den beruhigenden Eindruck, dass bei der Verwendung von kolloidaler Kieselerde alles in Ordnung ist. Wir vergessen häufig, dass dieses „Arbeitstier“ der Industrie empfindlich ist und man ihm für beste Resultate seine Aufmerksamkeit schenken muss. Dieser Beitrag beschreibt kolloidale Kieselerde, ihre Eigenschaften und die ihre Leistung beeinflussenden Faktoren.
Fachbeitrag 2 – Tonerde und Zirkon-Bindemittel
Der Beitrag erörtert die chemischen und Binde-Eigenschaften neuer kommerziell erhältlicher Bindemittel aus wasserhaltiger kolloidaler Tonerde, Monohydrat- und Zirkonoxid. Mögliche Anwendungen werden angezeigt zusammen mit einigen aus Verbund-Hochtemperaturwerkstoffsystemen ermittelten Daten über physische Eigenschaften.
Keramikschalenrisse
Das Trocknen von Vertiefungen kann sowohl zu wesentlichen Zeitverzögerungen bei der Verarbeitung von Schalenformen als auch zur Nacharbeit und Verschrottung führen. Dieser Beitrag stellt Daten aus verschiedenen Tests vor, um die Auswirkung verschiedener Bindemittel (Polymer und nicht-Polymer) zu beurteilen, um dieses allzu übliche Problem zu beseitigen.
Fachbeitrag 53 – Beurteilung von Keramikschalen und Schlicker
Dieser Beitrag erörtert im Detail die verschiedenen Eigenschaften, die sich für einen Keramikschlicker bestimmen lassen, und wie diese die Keramikschale beeinflussen. Die bei der Herstellung eines Schlickers verwendeten Rohstoffe (kolloidale Tonerde, Polymer, Hochtemperaturmaterial, Benetzungsmittel, Entscäumer) spielen eine wesentliche Rolle bei der Bestimmung der abschließenden Gesamteigenschaften der Keramikschale. Es gibt zahlreiche Faktoren, wie z.B. Tonerdentyp und -gehalt, Plattengewicht, Feststoffgehalt, Viskosität, Verteilung der Teilchengröße im Mehl, Hochtemperaturmitteltyp usw., die bei den abschließenden Keramikschaleneigenschaften eine Rolle spielen. Diese Faktoren wirken sich auf die Keramikschale hinsichtlich der Festigkeit (ungebrannt, heiß, gebrannt), Durchlässigkeit, Fließdehnung, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung aus.
Fachbeitrag 7 – Herstellung von Keramikschalen zur Kontrolle der Rissbildung in Schalen
Die Rissbildung in Schalen ist das Ergebnis von während des Schalenbaus eingebrachter Belastungen. Dieser Beitrag identifiziert und erörtert Faktoren, die zu den Belastungen beitragen.
Er beschreibt außerdem praktische Methoden, die zur maximalen Rohbruchfestigkeit von Schalen führen, darunter
- Die Prozesssteuerung von Schlämmen und Stukkatur,
- Mechanik des Schalenbaus und -trocknens.
Wir nehmen auch zwölf Richtlinien mit auf, um die optimale Schalenfestigkeit zu gewährleisten, damit sie den zu Rissen führenden Belastungen standhalten können.
Fachbeitrag 3 – Vermeidung von Schalenrissen durch Ablaufsteuerung
Dieser Fachbeitrag stellt eine Erörterung der Schalenformulierung, Steuerung und Abläufe dar, um Belastungen der Keramikschale zu verhindern, die zu Schalenrissen führen können.
Feinguss-Hochtemperaturmaterialien
Zirkon gilt historisch als wichtiges Material in der zeitgenössischen Wachsausschmelzgussindustrie. In diesem Referat erörtern die Verfasser die bestehende Marktsituation für Zirkon weltweit. Sie besprechen sodann die technische Beschaffenheit des Materials und sich ergebenden Vorteile seiner Verwendung und schlagen mögliche Ersatzmaterialien vor. Materialien wie Aluminiumsilikat, eisenhaltiger Feldspat, Korund und forsteritreiches Olivin sind zurzeit in der allgemeinen Gießereibranche gut bekannt und können unter bestimmten Bedingungen anstelle von Zirkon verwendet werden. Die Verfasser erwägen die Herausforderungen, die diese Materialien mit sich bringen, und die Methoden, mittels derer sie bewältigt werden können.
Fachbeitrag 59 – Strategien zur Verwaltung der Verwendung von Zirkon zu Zeiten der Marktunsicherheit
In den vergangenen Jahren unterlag der Zirkonmarkt Nachfrage- und Angebotsschwankungen mit einhergehender Preisentwicklung. Diese Schwankungen hingen mit einem Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage zusammen, die zu Preisanstiegen und Materialzuweisungen führten, welche die zuverlässige Produktionsplanung und Preisgestaltung von Gussteilen für Gießereien erschwerten. Seit Mitte 2010 befinden wir uns erneut in einer unstetigen Zeit, weshalb Gießereien ihre Abläufe mit dem Ziel prüfen, die Verwendung von Zirkon zu reduzieren oder zu eliminieren. Durch Reduzierung der Abhängigkeit von Zirkon minimieren oder beseitigen Gießereien ihre Aussetzung auf diesem unstetigen Markt. Dieser Beitrag erörtert die an verschiedenen Hochtemperaturmaterialien und Bindemittelsystemen durchgeführten Tests, um praktikable und wirtschaftliche Ersatzstoffe für Zirkonsand und -mehl zu identifizieren.
Fachbeitrag 55 – Reduzierung der Verwendung von Zirkonsand
Ein neues Material mit Potenzial, Zirkonsand für das zweite Grundschichttauchbad zu ersetzen, und ggf. auch für die erste Grundbeschichtung für bestimmte Gusstechniker, wurde entwickelt. Remasil 60 RG100, basierend auf einem Aluminiumsilikatmaterial mit 60% Tonerde, ist ein Produkt mit hohem Anteil an Mullit, welches bei hohen Temperaturen gebrannt wurde. Es wird dann zerkleinert, um Zirkonsand optimal zu entsprechen (die Verteilung ist etwas gröber als Zirkon.) Labortests (MOR, Durchlässigkeit und Wärmeausdehnung) wurden durchgeführt um zu bestimmen, wie nahe die Leistung des RG100-Sands der von Zirkon gleichkam. Die Testergebnisse zeigten nur geringe Unterschiede zwischen den beiden Sandarten auf. Die Anwendungsmethode (Flüssigkeitsbett oder Besander) führten nur zu geringen Unterschieden bei den Ergebnissen für Durchlässigkeit oder MOR.
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