Blattrippen: Fehlerbild & Ursachen

Bei Blattrippen handelt es sich um eine typische Fehlererscheinung organisch gebundener Formteile, also um einen Fehler, der sehr häufig bei Kernen anzutreffen ist. Sie entstehen durch Schalenbildungen, die einen rippenartigen Ansatz bilden. Der Fehler zeigt sich in dünnen, unregelmäßigen metallischen Auswüchsen.

Entstehung von Blattrippen

Blattrippen entstehen infolge der Quarzausdehnung in den Formhohlraum hinein, so dass das Gießmetall den entstandenen Spalt hinterfüllt und einen rippenartigen Ansatz bildet. Blattrippen können bei allen Gusswerkstoffen auftreten. Besonders anfällig sind Gusseisen mit Kugelgraphit, Temperguss und bleihaltige Bronzen, weniger anfällig sind Aluminium- und Magnesiumlegierungen.

Durch Kerne verursachte Blattrippen sind unregelmäßige, filigranartige, dünne metallische Auswüchse in Winkeln oder an Ecken und Kanten der Gussstücke. Blattrippen führen zu einem erhöhten Nacharbeitsaufwand und teilweise zum Ausschuss.

Blattrippen entstehen bevorzugt bei der Verwendung chemisch verfestigter Formstoffe an den inneren Konturen (den Kernen) der Gussteile. Sie bilden sich durch Risse an der Formteiloberfläche, in die das flüssige Metall eindringen kann.

Binder und Additive sind entscheidend bei der Vermeidung von Blattruppen

Da die Blattrippenbildung primär auf thermisch bedingte Ausdehnung der Formstoffe zurückgeführt werden muss, sind Formteile aus Quarzsand besonders gefährdet. Das flüssige Metall, das den Kern umgibt, bewirkt einen Temperaturgradienten zwischen Oberfläche und Kernzentrum, was zu Spannungen führt.

Quarzsand dehnt sich bis ca. 400 °C linear aus, um dann im Temperaturbereich der reversiblen ß-Umwandlung einen sprunghaften Anstieg zu zeigen  und somit die Spannungen zu verstärken.

Die Blattrippenbildung wird außerdem durch das Hochtemperaturverhalten des Binders (Heißzugfestigkeit, Thermoplastizität) und möglicher Zusätze sowie durch die Benetzbarkeit und Wärmeleitfähigkeit des Formstoffes beeinflusst.

Faktoren, die auf die Bildung von Blattrippen Einfluss haben:

  • Korngröße und Kornverteilung: ein höherer Gleichmäßigkeitsgrad führt zu höheren Spannungen, da alle Quarzkörner gleichzeitig die Umwandlungstemperatur durchlaufen.
  • Verdichtungsintensität: mit steigender Verdichtung wird die Packungsdichte erhöht, das vergrößert die Spannungen.
  • Formgrundstoff: nimmt über die Höhe und Gleichmäßigkeit der Ausdehnung sowie der Wärmeleitfähigkeit Einfluss auf die Fehlerneigung.
  • Gießtemperatur: hohe Gießtemperaturen bewirken eine schnelle Quarzumwandlung und führen damit zu erhöhten Spannungen im Formteil.

Zur Vermeidung von Blattrippen stehen eine Reihe von Maßnahmen zur Verfügung.