Was ist Stahlguss?
Stahlguss ist ein Ausgangswerkstoff, der geschmolzen in eine Form gegossen wird, Abkühlung und Erstarrung. Es hat eine höhere Festigkeit und Zähigkeit als Gusseisen und wird daher hauptsächlich als Teile für Maschinen und Konstruktionen verwendet, die großen Kräften ausgesetzt sind.
Zu den Merkmalen von Stahlguss-Erzeugnissen gehört die Möglichkeit, Teile mit komplexen Formen herzustellen, und sie können aufgrund der richtungsunabhängigen Struktur und der hohen Zähigkeit für Teile verwendet werden, die Stößen und wechselnden Belastungen ausgesetzt sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass der geschmolzene Stahl direkt in einer Form hergestellt wird, was weniger Produktionsprozesse erfordert als Schmieden oder Walzen.
Der Hauptunterschied besteht darin, dass Gusseisen Graphit enthält, während Stahlguss keinen Graphit enthält. Physikalisch gesehen enthält Gusseisen mehr als 2,1 % Kohlenstoff, während Stahlguss weniger als 2,1 % enthält.
Anwendungen von Stahlguss
Stahlguss lässt sich grob in Kohlenstoffstahlguss und legierten Stahlguss unterteilen. Gussstücke aus Kohlenstoffstahl werden nach dem Glühen und Ausglühen verwendet und finden beispielsweise als Maschinenteile für Elektromotoren und Kraftwerke sowie als Teile für Schienenfahrzeuge Verwendung. Als kohlenstoffarm wird Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2 % oder weniger bezeichnet, und niedrig legierte Stahlguss-Erzeugnisse mit verbesserter Festigkeit, Korrosions- und Verschleißbeständigkeit durch Zugabe von Mangan, Silizium, Chrom usw. werden häufig für Halterungen, Zahnräder und Teile für Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge und Baumaschinen verwendet.
Hochlegierter Stahlguss wird durch Zugabe von Nickel, Chrom, Mangan und anderen Metallen bis zu etwa 20 % hergestellt, um die Korrosions-, Hitze- und Verschleißbeständigkeit zu verbessern. Er wird für Dampfturbinengehäuse, Walzwerkswalzenrahmen und verschiedene Walzen, die hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt sind, sowie für Zugkupplungen, Pumpen- und Wasserradteile verwendet.
Funktionsweise von Stahlguss
Stahlguss wird in Formen gegossen, wobei das Sandgussverfahren seit vielen Jahren angewendet wird. Bei diesem Verfahren wird aus einer Holzform eine Sandform hergestellt, in die geschmolzener Stahl gegossen wird, und nach dem Abkühlen und Erstarren wird die Sandform gebrochen, um ein Stahlguss-Produkt herzustellen.
Es gibt verschiedene andere Gießverfahren. Beim Vollformverfahren wird anstelle einer Holzform eine Styroporform verwendet, wobei diese beim Gießen vollständig verschwindet. Das Wachsausschmelzverfahren, bei dem die Form aus Wachs hergestellt wird, eignet sich für Präzisionsguss. Beim Muschelformverfahren wird ein Gemisch aus Quarzsand und Kohlensäureharz erhitzt und in eine Form gegossen, die dann abgekühlt wird und eine dünne, halbschalenförmige Form bildet. Es eignet sich besonders für die Massenproduktion.
Das Verfahren zur Herstellung von Stahlguss-Produkten beginnt mit der Anfertigung einer Fertigungszeichnung, gefolgt vom Entwurf eines Gussplans, der Herstellung eines Modells, dem Formen, dem Schmelzen des Stahls, dem Gießen, dem Schneiden des Stahlgusses, der Wärmebehandlung, der Endbearbeitung der Gussteile und schließlich der Kontrolle und Verpackung.
Die Daten aus den Produktionszeichnungen werden in Gießsimulationen verwendet, um den Fluss des heißen Metalls zu optimieren, Porosität zu vermeiden, die Erstarrung sicherzustellen usw. im Voraus. Der Entwurf des Gießplans sieht Maß- und Volumenänderungen sowie Verformungen während der Erstarrung vor und optimiert die Heißmetallkanäle und den Gießvorgang. Der Wärmebehandlungsprozess ist ebenfalls wichtig: Temperatur, Zeit und Häufigkeit der Wärmebehandlung gewährleisten die metallurgische Struktur des legierten Stahls, um die vorgeschriebene Leistung zu erreichen.