Was sind Aluminium-Gussteile?
Aluminium-Gussteile sind Produkte, die aus Aluminiumlegierungen durch ein Verfahren hergestellt werden, das als Gießen bekannt ist.
Unter Gießen versteht man das Erhitzen einer Aluminiumlegierung auf eine Temperatur oberhalb ihres Schmelzpunkts, das Schmelzen, das Gießen in eine in der gewünschten Form hergestellte Gussform und das Abkühlen zur Herstellung eines Produkts. Es gibt zwei Haupttypen von Formen: Sandguss und Metallformguss.
Die Vorteile des Sandformgussverfahrens sind niedrige Kosten, die Möglichkeit, große Formen und kleine Losgrößen zu gießen. Die Vorteile des Druckgussverfahrens sind Massenproduktion und hohe Maßgenauigkeit. Zum Druckgussverfahren gehören auch das Schwerkraftverfahren.
Anwendungen von Aluminium-Gussteilen
Aluminium-Gussteile werden aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hervorragenden Verarbeitbarkeit, ihrer elektrischen und thermischen Leitfähigkeit, ihrer Wiederverwertbarkeit und ihrer Korrosionsbeständigkeit häufig in Fahrzeugen eingesetzt. Zu den tatsächlich verwendeten Teilen gehören:
- Motorenteile (Zylinderblöcke, Zylinderköpfe usw.)
- Karosserieteile
- Aufhängungsteile, usw.
Die Verringerung des Gewichts von Fahrzeugen führt zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz und Betriebsfähigkeit. Außerdem verringert die Wärmeleitfähigkeit (Wärmeableitung) die Kühlung von wärmeerzeugenden Bauteilen.
Funktionsweise des Aluminium-Gussteils
Die Funktionsweise des Sandgussverfahrens und des Kokillengussverfahrens (Schwerkraftverfahren) des Aluminiumgusses unterscheiden sich voneinander:
1. Sandgussverfahren
- Eine Holzform wird verwendet, um die Form des Produkts und des Aluminiumeinlaufs zu erstellen, und die Holzform wird in die Form gelegt.
- Die Form wird mit Sand gefüllt, der mit einem Zusatzstoff zum Aushärten vermischt ist.
- Die Sandform wird fertiggestellt, indem die Holzform (Produktform und Auslass) aus der Sandform entfernt wird.
- Führen Sie das oben beschriebene Verfahren durch, um die obere und untere Sandform herzustellen.
- Richten Sie die fertigen Sandformen oben und unten aus.
- Das geschmolzene Aluminium wird durch die Schmelztauchöffnung in die oben und unten ausgerichteten Sandformen gegossen.
- Nach dem Gießen wird die Form abgekühlt und gehärtet.
- Nach dem Aushärten wird die Sandform gebrochen und das Aluminium-Gussteil entnommen.
- Das Gussstück ist fertig, wenn die überflüssigen Teile entfernt und die Oberfläche bearbeitet ist.
2. Kokillengussverfahren (Schwerkraftgussverfahren)
- Es wird eine Form hergestellt, die der Form des Produkts entspricht.
- Das geschmolzene Aluminium wird durch die Schwerkraft* durch die Öffnung in die Form gegossen.
- Nach dem Gießen wird die Form abgekühlt und gehärtet.
- Nach dem Aushärten wird die Form entfernt und das Aluminium-Gussteil entnommen.
- Der Prozess ist abgeschlossen, wenn die überflüssigen Teile entfernt und die Oberfläche bearbeitet wurde.
*Das Verfahren, bei dem sowohl durch Druck als auch durch Schwerkraft gegossen wird, nennt man Druckgussverfahren.
Weitere Informationen zu Aluminium-Gussteilen
1. Eloxieren von Aluminium-Gussteilen
Die Oberfläche von Aluminium-Gussteilen kann anodisiert werden, um die Korrosions- und Verschleißfestigkeit zu verbessern. Anodisieren wird auch als anodische Oxidationsbehandlung bezeichnet. Es handelt sich um eine Behandlungsmethode, bei der Aluminium in einer elektrolytischen Lösung durch elektrischen Strom oxidiert wird, wodurch eine dickere Schicht als bei der natürlichen Oxidation entsteht.
Aluminium-Gussteile enthalten große Mengen an anderen Elementen als Aluminium, um die Festigkeit zu erhöhen. Beispiele hierfür sind Silizium, Kupfer und Magnesium. Beim Eloxieren von Aluminium-Gussteilen können diese Elemente die Bildung der Beschichtung behindern. Dies ist auf die Entmischung anderer Elemente als Aluminium im Gussstück zurückzuführen, wodurch die Strombelastbarkeit verändert wird. Um hier Abhilfe zu schaffen, sind Maßnahmen wie die sorgfältige Entfernung von Schmutz und ungelösten Partikeln von der Gussoberfläche und kurze Behandlungszeiten erforderlich.
2. Fehler in Aluminium-Gussteilen
Pinholes sind eine Fehlerart bei Aluminium-Gussteilen und bestehen aus zahlreichen feinen nadelförmigen Bläschen. Die Größe der Blasen variiert je nach den Herstellungsbedingungen, kann aber bis zu 0,1 mm betragen. Nadellöcher entstehen, wenn sich Feuchtigkeit in der Atmosphäre im geschmolzenen Metall in Wasserstoffgas umwandelt und während des Erstarrungsprozesses außerhalb des Gussstücks freigesetzt wird. Sie treten meist in dickwandigen Teilen des Produkts und in Bereichen auf, die schwer zu kühlen waren.
Zu den Maßnahmen zur Vermeidung von Pinholes gehören die Verringerung des Kontakts zwischen der Aluminiumlegierung im geschmolzenen Zustand und der Luft sowie die Sicherstellung, dass Rohmaterialien und Werkzeuge ausreichend trocken sind, um eine Verunreinigung durch Feuchtigkeit zu verhindern. Außerdem muss vor der Erstarrung so viel Wasserstoffgas wie möglich aus der Legierung entfernt werden.
Zu den Defekten, die nicht zu den Nadellöchern gehören, zählen Einfallstellen, Heißwasserränder, Heißwasserfalten, Fresser und Fressen. Diese lassen sich vor allem durch Wartung, wie Temperaturkontrolle der Formen und Schleifen der Formen, verhindern.