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Definition Urformen nach DIN 8580
Urformen ist das Fertigen eines festen Körpers aus formlosem Stoff durch das Schaffen des Zusammenhalts
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Gießen (Castin/Primary Shaping)
Notwendigkeit und Ofentypen
Erschmelzen der Metalle ist notwendig
- Ofentypen:
- Kupolofen (ähnelt Hochofen) => Gusseisen
Induktionsofen => Gusseisen, Stahlguss, NE-Metalle
Lichtbogenofen => Stahlguss
Elektrischer Widerstandsofen: Tiegelöfen => meist für NE-Metalle
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Unterschied Form/Modell
Modell: Positivform eines Bauteils (wie das Bauteil)
Form: Negativform eines Bauteils (Abdruck des Bauteils)
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Einteilung der Gießverfahren:
Verlorene Formen (einmal benutzen)
Dauerformen
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Eigenschaften Kokillenguß
Form ist wiederverwendbar
Formstoffe: Stahl, Guss
Herstellung der Form: Durch spanende Bearbeitung
Standzeit (Lebensdauer) der Form: 5.500-250.000 Bauteile
Es können sehr große Bauteile gegossen werden
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Druckgießen
- - NE-Metalle werden vergossen
- - Unter Druck (bis ~1200 bar) wird die Schmelze eingebracht
- - Teile mit Masse bis ~50 KG
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Anwendungen Druckgießen
- Fahrzeugbau
- Elektro- und Haushaltsgeräte
- Optische und feinmechanische Industrie
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Vorteile Druckgießen
- saubere, glatte Oberfläche
- hohe Maßhaltigkeit
- geringe Wandstärken möglich
- hohe Mengenleistung
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Spritzgießen (Injection moulding / Druckguß für Kunststoffe)
- Dient der Replikation von Kunststoffbauteilen.
- Für alle Kunststoffarten geeignet
- (Thermoplaste, Duromere, Elastomere
Masse bis ~ 100 Kg möglich
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Schleudergießen
Vorteile:
Gute Verdichtung, keine Kerne für Hohlräume nötig
z.B. Kanalrohrherstellung
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Urformen Möglichkeiten
- 1. Verlorene Formen
- 2. Dauerformen
- 3. Verlorene Modelle
- 4. Dauermodelle
- 5. Ohne Modell
- Kombinationsmöglichkeiten:
- Sandguss: 1+4
- Kokillenguss, Spritzguss 1+5
- Wachsausschmelzverfahren 1+3
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Strangguss
ist meist der 1. Verarbeitungsschritt (Formgebung)
für Gussseisen und NE-Metalle
Meist vierkantprofile, z.T. auch rund
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Thixogießen
Thixotroper Werkstoffzustand (Übergang flüssig/fest)
Für eher kleine Teile z.B. Zylinderkopfdeckel, Zahnräder
Werkstoffe z.B. Alu, Mg
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Gusswerkstoffe
Metallische und Nichtmetall - Werkstoffe
- Eisenguss Werkstoffe und NE-Gusswerkstoffe sind metallisch.
- Nichtmetalle sind Kunststoff, Glas, Keramik
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Eisenguss Werkstoffe
- - Guss mit Lamellengraphit
- GG (Grauguss), EN-GJL (L für lamellar)
- - Guss mit Kugelgraphit
- GGG (globularer Grauguss), EN-GJS (S für spheruletic)
- - Temperguss (=Glühen)
- GTW (weiß) / GTS (schwarz)
- - Stahlguss (GS)
- -Sonderguss
- Gusseisen: 3-4% C, 2-3% Si (Silizium)
- Schmelztemperatur: ~1200 oC
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NE-Gusswerkstoffe
- - Leichtmetalle
- Al, Mg, Ti
- - Schwrmetalle
- Cu, Zn (Zink), Pb, Sn (Zinn)
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Nichtmetalle
- Kunststoff
- Glas
- Keramik
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Galvanoformen (Electro-Forming/step-and repeat-process)
Elektrolytische Abscheidung von den Metallen aus den Lösungen ihrer Salze.
(+) Anode: Metallionen gehen in Lösung
- (-) Kathode: wird umhüllt - das Werkstück nimmt die Aussenform an:
Abgeschiedene Stoffmenge m= (molare Masse * Stromstärke * Zeit) / (Wertigkeit*F (Farrady-Taschenrechner))
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Galvanoformen Vor- und Nachteile
- Vorteile:
- - hohe Abbildungsgenauigkeit
- - geringe Nacharbeit
- - gute Oberflächen mit Rz=0,05 mykrometer
- - Herstellung dünnwandiger Bauteile
- Nachteile:
- - geringe Abscheideraten 20-50 mykrometer/h => sehr langsam
- - ungleichmäßige Schichtdicken
- - Elektrolyte = Sondermüll
- - Schichtdicke ist geometrieabhängig
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Pulvermetallurgie
Vorgehen und Definition
- - Pulvererzeugung
- - Pressen (=> Grünling)
- - Sintern (Wärmebehandlung: Glühprozess, Diffusion, chemische Reaktionen)
PM: Umformprozess, bei dem sich ein Haufwerk von Teilchen, gepresst oder in Behälter eingeschlossen unter dem Einfluss erhöhter Temperatur chemisch zu einem zusammenhängenden Körper verbindet.
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Pulvermetallurgie
Anwendungsbeispiele:
- - Gleitlagerbuchsen (Porös => Schmiertaschen für Öl)
- - Zerspanwerkzeuge
- - Dichtungen
- - Kupplungsscheiben
- - Bremsklötze
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Pulvermetallurgie:
Pulverherstellung
- Mechanisch:
- - zerkleinern (Mühle)
- - zerstäuben von Schmelzen (Anwendung zu 30-40 %)
- Physikalisch/Chemisch:
- - Reduktion von Oxiden (zu ca. 60%)
- - elektrolytische Abscheidung
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Pulvermetallurgie:
Vergleich Dicht Ausgangseisen-Fülldichte-Pressdichte
- Ausgangseisen 7,85g/cm3
- Fülldichte 2,4-3,8 g/cm3
- Pressdichte 6,7-7,2 g/cm³
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Sprühkompaktieren
Vorgang:
Zerstäubung einer Metallschmelze durch nicht oxidierendes Gas
- - Feiner Tropfennebel
- - Auffangen auf Substrat
- - Rauhe Erstarrung, keine Entmischungen, keine Seigerungen
- - ein nicht endformnahes Formgebungsverfahren
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Schwerkraft-Kokillengießen
Niederdruck-Kokillengießen
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Prinzip des Schleudergießens von Gusseisenrohren
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Vorteile der Pulvermetallurgie (Sintern)
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Nachteile der Pulvermetallurgie (Sintern)
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