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Für eine genaue Beurteilung und Einschätzung des Fehlers ist es wichtig zu wissen, ob zuvor ein fehlerfreier Abguss möglich war oder ob der Fehler bei einem komplett neuen Gussteil auftritt. Wurde zum Beispiel das Gießmaterial oder das Speiser-/Anschnitt-System geändert?

Im ersten Schritt empfehlen wir Ihnen grundlegend zu betrachten, ob in Ihrem Prozess genügend Metall zur Verfügung steht, das verwendete Einguss- und Anschnittsystem richtig ausgelegt ist und eine entsprechend optimale Gießhöhe (metallostatischer Druck) verwendet wird.

Der Temperaturfaktor ist ebenfalls sehr entscheidend: eine zu geringe Gießtemperatur führt immer wieder zum Kaltlauf-Fehler. Betrachten Sie deshalb den Temperaturverlauf des Gießmetalls genauer (Liquidus- + Solidus-Temperatur), ebenso die Temperatur-Messstellen auf korrekte Funktion. Bleibt der gewünschte Temperaturhaushalt auch bei Störungen innerhalb der festgelegten Toleranzen? Sind in Ihrem Prozess Einrichtungen, wie z. B. Kühleisen eingebunden, welche die Fließfähigkeit und/oder das Erstarrungsverhalten des Metalls beeinflussen? Stimmen die Temperaturen im Ofen (Warmhalte- oder Vergiessofen) und der Giesspfanne?

Haben Sie diese Punkte überprüft, sollten Sie ein Augenmerk darauflegen, ob der Fehler immer an derselben Formkavität (mehrere Gussteile desselben Typs in einer Gusstraube) oder immer wieder an der gleichen Stelle des Gussteils auftritt. Überprüfen Sie, ob es starke Wandstärkenunterschiede in lokaler Nähe, starke Differenzen durch unterschiedliche Querschnittsgeometrien (Einschnürungen) vorliegen oder ob es durch schlecht abgedichtete Kernmarken zu Verlust von Schmelze kommt (Hinterlaufen von Kernmarken).

Generell ist eine gute Entlüftung der Form und der Kerne sehr wichtig! Es sollten Luftpfeifen eingesetzt werden, die zu einer besseren Form-Entlüftung führen und damit Lufteinschlüsse und schlechte Formfüllung durch zu hohen Staudruck verhindern.

Sollte nach Überprüfung aller genannten Punkte das Problem immer noch bestehen, dann kontaktieren Sie bitte unseren ASK-Tech Service.

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Sie beschreiben einen so genannten Blattrippenfehler. Dieser manifestiert sich in Form von dünnen, metallischen Auswüchsen an Gussstücken, zumeist in Winkeln, Ecken und Kanten. Blattrippen entstehen durch die Ausdehnung des Quarzsandes bei einem bestimmten Temperaturgradienten (573°C bei Quarzsand). Der Formstoff reißt dadurch auf, das einströmende Gießmetall füllt den entstandenen Spalt und bildet einen rippenartigen Ansatz. Dieser Effekt wird noch durch den schnelleren Binderzerfall bei höheren Gießtemperaturen verstärkt.  

Ein zu feiner Sand, zu hohe Feinanteile, führen zu einer hohen Packungsdichte, was eine Ursache für Blattrippen sein kann. Der jeweilig verwendete Basis-Formstoff ist nach seinem spezifischen Verhalten zu betrachten. Weiterhin begünstigen mangelhafte thermische Beständigkeit, zu hohe Gießtemperatur und Gießhöhe sowie zu lange Gießzeiten die Bildung von Blattrippen. Ein ungünstiges Anschnitt-System kann eine Ursache für sogenannte Hot Spots (thermische Zentren) sein, welches den Gussfehler begünstigt.

In mehreren Bereichen können Sie Ihr Verfahren optimieren.

Kernseitig führt die Verwendung von einem Mehrkornsand mit gröberer Körnung (Siebverteilung) oder alternativ ein weniger ausdehnender Sand (Chromerz- oder Zirkonsand) zur Blattrippenvermeidung. Altsand-Regenerate oder Sand mit einem Anteil von 5-6% Feldspat sowie Formstoff-Additive mit guter Wärmeleitfähigkeit haben ebenso einen positiven Einfluss. Die durch den Quarzsprung entstehende Druckspannung wird durch die geringeren Erweichungstemperaturen dieser Spezial-Sande und Additive gepuffert.

Formseitig kann der Bentonitgehalt erhöht werden, um die Nasszugfestigkeit zu fördern. Weiterhin verbessert eine Feinquarzreduzierung die Gasdurchlässigkeit. Die Reduzierung der Neusandmenge und / oder die Verwendung von weniger feuchten Formstoffen hilft, das Gaspotential und somit den Gasdruck in der Form zu reduzieren.

Daneben kann ein Schlichte-Einsatz Abhilfe schaffen. Wählt man hier eine geeignete Plättchenstruktur bei keramischen Füllstoffen, fördert dies die Gasdruckbeständigkeit. Eine Erhöhung der Schichtdicke führt zu verbesserter Isolierfähigkeit. Kann die Schlichte langsam trocken, verhindert dies die Rissbildung in der trockenen Schlichte-Schicht.

Wir empfehlen ebenso zu überprüfen, ob ein geeignetes Anschnitt- und Speisungssystem eingesetzt wird, welches eine örtliche Überhitzung von Formen und Kernpartien und somit einen Hot Spot Effekt vermeidet. Eine Verbesserung kann auch durch eine Verkürzung der Gießzeit erreicht werden.

Sollte nach Überprüfung aller genannten Punkte das Problem immer noch bestehen, dann kontaktieren Sie bitte unseren ASK-Tech Service.

Ich habe bei einem Gussteil, das im Grünsand gefertigt wurde, immer wieder im oberen Bereich ausgedehnte, raue Oberflächen, die häufig zum Ausschuss führen und Kosten und Zeit intensiver Nacharbeit verursachen. Wie kann ich diese Fehler abstellen?

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Es könnte sich in diesem Fall um einen Penetrationsfehler handeln.

Dieser Fehler kann bei allen im Sandformverfahren (vorzugsweise im Grünsandverfahren) hergestellten Gussteilen auftreten, unabhängig vom Werkstoff. Penetrationen treten besonders an Stellen starker Aufheizung der Formteile wie an Kanten oder an Anschnitten, an Stellen schwacher Verdichtung des Formstoffes sowie bei dickwandigen Gussstücken auf. Der Gussfehler befällt häufig ganze Gussstückpartien und ist am Gussstück mit bloßem Auge wie in Ihrem Fall erkennbar.

Mögliche Ursachen für einen solchen Defekt können eine zu hohe Feuchtigkeit im Grünsand (“freies” Wasser), eine zu hohe oder ungleichmäßig verdichtete Form sowie eine zu hohe Gießgeschwindigkeit oder mangelnde Abführung der Formgase aus dem Formhohlraum sein. Wir empfehlen daher vier verschiedene Bereiche zu überprüfen und gegebenenfalls zu optimieren.

Der erste Bereich ist der Formstoff: Hier sollte man darauf achten, thermisch stabilen Bentonit mit hohem Montmorillonit-Gehalt einzusetzen, was dazu führt, dass der Anteil an inerten Feinstoffen sowie auch der Wasserbedarf reduziert wird. Einen positiven Effekt kann ebenso eine Drosselung der Staubrückführung herbeiführen. Weiterhin sollte hier ein Augenmerk auf den Aufbereitungsgrad des Grünsandes geworfen werden. Es ist möglich, den Altsand vorzubefeuchten, die Wasseraufnahme des Bentonits zu beschleunigen oder eventuell die Mischzeiten zu verlängern. Der Einsatz von feineren Kernsanden oder feinerem Neusand als Umlaufsand, bei denen die Sandkörnung reduziert ist, kann helfen, den von Ihnen beschriebenen Defekt zu vermeiden. Bitte beachten Sie dabei jedoch, dass die AFS Zahl des Sandes nie unter 60 liegen darf; hilfreich ist es, die Gasdurchlässigkeit der Formstoffmischung zu prüfen. Eine weitere Möglichkeit für Verbesserung ist der Einsatz von Materialien mit geringer Koks- aber höherer Glanzkohlenstoffbildung.

Zweitens sollten Sie speziell an der Formanlage überprüfen, ob hier die Verdichtung absolut gleichmäßig und so gering wie möglich eingestellt ist. Dazu sollten Sie die Formhärte prüfen und ggf. den Verdichtungsdruck reduzieren. Bei alledem sollte die Formanlage eine gleichmäßige Sandeinfüllung in die Formkästen gewährleisten.

Drittens könnte bei den genutzten Formen und Kernen ein Schlichten der Teile bzw. eine Erhöhung der Schichtdicke bei gefährdeten Konturen der Formen und / oder Kerne eine wirksame Maßnahme darstellen.

Zuletzt können Sie bei der Anschnitt- und Gießtechnik Einfluss nehmen, indem Sie überprüfen, ob die Modellabstände eventuell zu gering ausgelegt sind. Erhöhen Sie die Abstände, vermeiden Sie dabei Hot Spots.

Weiterhin können Sie hier versuchen, die Form mit Luftpfeifen auszustatten, um die Giessgase abzuführen. Zur Vermeidung von Wasserkondensation beim Nassguss können gefährdete Formpartien mit einem wasserresistenten Trennmittel besprüht werden.
Die Formfüllung kann durch eine Veränderung im Anschnitt-System optimiert werden, indem die Gießgeschwindigkeit reduziert wird.

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Der von Ihnen beschriebene Gussfehler Blasenfehler, tritt überwiegend als Folge mangelhafter Gasabführung im Kern oder in der Form auf und ist häufiger beim Eisenguss mit Lamellengraphit (GJL) als beim Sphäroguss (GJS) zu finden. Hohlräume mit rundlichen, glatten Wänden treten dann meist großflächig auf. Ursache für die gerundeten oder länglichen Blasen sind vom erstarrenden Metall eingeschlossene Gase an der Oberfläche des Gussstückes, oft mit Schlacke oder Oxiden verbunden. Solche Fehlstellen treten in der Regel im Oberkasten einer Form, in schlecht entlüfteten Taschen und/oder Hinterschneidungen auf.

Wir empfehlen Ihnen, die Gas-Bildung ursächlich getrennt voneinander zu überprüfen.

Kerne

Die Freisetzung von Kerngasen kann die Blasenbildung begünstigen. Vorteilhaft kann eine Binderreduktion oder der Einsatz von Gas-Stoßverzögernden Bindern sein. Merke: je geringer der Binderanteil, desto geringer ist das Gaspotential.

Je nach Geschwindigkeit bei der Formfüllung mit dem Gießmetall ist die Gasdurchlässigkeit der Formstoffüberzüge (Schlichte) zu berücksichtigen. Dabei gilt im Allgemeinen: schnelle Formfüllung = geringe Gasdurchlässigkeit, langsame Formfüllung = hohe Gasdurchlässigkeit.

Stellen Sie in jedem Fall eine gute Trocknung der Kerne nach dem Schlichten sicher!

Bei der Einlagerung von Kernen sollte auf eine trockene Umgebung (niedrige relative Luftfeuchtigkeit) geachtet werden, so dass es zu keiner Feuchtigkeitsaufnahme kommen kann. Warme oder heißeingelagerte Kerne neigen zu einer verstärkten Feuchtigkeitsaufnahme!

Eine mangelhafte Kernentlüftung spielt ebenfalls eine große Rolle. Bitte stellen Sie bei der Verwendung von Formstoffüberzügen (Schlichte) sicher, dass die Kernmarken frei von Schlichte sind (Absaugen, Versäubern). Teilweise empfiehlt es sich, nachträglich Kernentlüftungsbohrungen einzubringen oder Kernentlüftungen mittels keramischen Einsätzen zu verbinden.

Formen

Bei der Formherstellung vor allem auf automatischen Grünsand-Formanlagen darf die Verdichtung des Formstoffes nicht zu hoch sein. Eine zu geringe Gasdurchlässigkeit des Formstoffes (Sand-Bindergemisch) oder eine zu hohe Gasfreisetzung z.B. aus dem verwendeten Glanzkohlenstoffbildner bei Bentonit gebundenem Formstoff (Grünsand / Nassguss), führen zu einem erhöhtem Gas-Risiko.

Wenn bei der Formherstellung ein zu feuchter und/oder zu warmer Sand verwendet wird, dann kann dies zum „Kochen der Form“ und damit zu einem erhöhten Dampfdruck in der Form führen. Weiterhin können Sie die Gasabführung formseitig verbessern, indem Sie den Feinstaubanteil reduzieren, eine gröbere Sandkörnung verwenden, Kohlenstoffträgeranteile reduzieren oder langsam reagierende Glanzkohlenstoffbildner einsetzen sowie Bentonit mit hohem Montmorillonit-Gehalt (hohe spezifische Bindefähigkeit) und hoher thermischer Stabilität verwenden. Eine kontinuierliche Kontrolle der Formstoffaufbereitung ist dazu zwingend erforderlich. Ebenso bringt eine Verminderung der Verdichtungskraft und eine dadurch verringerte Formhärte Erfolge; der Formsand sollte gleichmäßig verdichtet sein.

Bei der Überprüfung von Anschnitt- und Gießtechnik ist es wichtig, für ausreichende Formentlüftung zu sorgen (Luftpfeifen). Verbesserungen lassen sich mit einer Steigerung der Gießhöhe und verlängerten Gießzeiten erzielen.

Schmelze

Achten Sie darauf, dass die Schmelze ausreichend entgast wird, besonders sind die spezifische Kochtemperatur und die Haltezeit (Abstehen der Fe-Schmelze) einzuhalten. Verwenden Sie saubere Einsatzstoffe, z.B. rostfreie Stähle und Gussbruch, um das Einbringen von Oxiden direkt zu Beginn der Schmelzaktivitäten zu verringern. Beim Aufschmelzen ist das Temperaturintervall, in welchem die Schmelze verstärkt Gas aufnehmend ist, rasch zu durchfahren.

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Ausgelöst werden Probleme im Kernschießprozess durch vielerlei Faktoren. Zunächst sollte die Eignung der gewählten Kernschießmaschine für den Kernkasten überprüft werden, dabei sind Verhältnisse verschiedener Volumina interessant. Wichtig ist ein ausreichendes Schuss-Volumen der Maschine in Bezug auf das zu füllende Werkzeug (Kernkasten-Volumen). Der Schießkopf muss einen ausreichend großen Schießbereich bieten. Prüfen Sie, ob der Schießkopf ein ausreichendes Volumen bietet, um auch bei grenzwertig gewählter Schießrohr- bzw. Kernschießmaschinengröße den Kernkasten zu füllen (Wurmlöcher). Hier könnten Leitbleche, Sparstücke oder Sand-Labyrinthe im Schießkopf hilfreich für eine optimierte Füllung des Kernkastens sein.

Weiterhin sollten auch alle druckluftführenden Komponenten, Dichtungen und Ventile der Kernschießmaschine einschließlich der Schießdüsendichtungen geprüft werden.

In einem weiteren Schritt sollten die Einschussquerschnitte betrachtet werden, z.B. ob die Summe der Einschussquerschnitte ausreicht, um den Kernkasten in der geplanten Zeit zu füllen und / oder ob die Einschüsse an einer für die Füllung günstigen Position liegen (z.B. Kernmarken). Gleiches gilt für die Entlüftungsquerschnitte: Überprüfen Sie, ob die Summe der Entlüftungsquerschnitte ~50% der Summe der Einschussquerschnitte entspricht. Entlüftungsdüsen sollen für die Füllung an günstigen Positionen im Kernkasten liegen. Die Art und Dimensionierung der Entlüftungsdüsen inkl. der dahinter befindlichen Abluftkanäle muss geeignet sein, um eine ausreichende Abfuhr der Luft beim Schuss zu gewährleisten. Bei dem kalt-gashärtenden PU-Cold Box System ist auch auf die notwendige Spülung mit dem Katalysator-Gas zu achten. Die gleichmäßige Aushärtung steht hierbei im Vordergrund.

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Gussporosität und Oberflächenfehler sind ein Problem, das dem Sandguss anhaftet. Es handelt sich dabei um Fehler, die die Qualität eines Teils verschlechtern können und sogar dazu führen können, dass einige Teile für die vorgesehenen Anwendungen, wie z.B. in Drucksystemen, ungeeignet sind.

Wenn beim Gießen von geschmolzenem Metall in eine Sandform das Metall in Spalten zwischen den Sandkörnern eindringt, kann am fertigen Gussteil eine raue Oberfläche entstehen. Dies geschieht, weil der Sand grobkörnig ist oder die Oberfläche nicht versiegelt wurde. Grobe Sandkörner begünstigen ein stärkeres Eindringen des Metalls.

Gasfehler sind die Folge, wenn Gas im geschmolzenen Metall eingeschlossen ist oder wenn beim Gießen Formgase entstehen. Dies kann zu Lunkern (kugel- oder ovalförmige Hohlräume in der Gussstückoberfläche oder innerhalb des Gussstücks) oder zu Lochporosität (das Ergebnis von Wasserstoff, der während des Gießens in der Masse des geschmolzenen Metalls eingeschlossen wird) führen.

Für den Metallgießer erhöhen Porosität und Oberflächendefekte auch die Kosten und den Aufwand der Gussstücknachbearbeitung. Eine Möglichkeit, einige Oberflächendefekte bei Stahlgussteilen zu beheben, besteht darin, einen Zusatz zur Sandaufbereitungssequenz zu implementieren. Eisenoxid-Additive werden seit vielen Jahren verwendet und sind typischerweise eine Form von rotem Eisenoxid (Hämatit, Fe2O3) und schwarzem Eisenoxid (Magnetit, Fe3O4) oder manchmal eine Mischung aus beiden. Sie wirken als Flussmittel, um die Erweichung des Sandes zu fördern, der mehr Wärmespannungen aufnehmen kann, bevor ein Riss im Kern/in der Form entsteht.

Da Eisenoxide sauerstoffreich sind, können sie auch einige Gase während des Gießprozesses binden. Sie werden typischerweise in Mengen von 2-5% verwendet. Es ist jedoch zu beachten, dass die Auswirkungen des Additivs auf den Bindemittelbedarf aufgrund der geringen Partikelgröße vieler dieser Produkte berücksichtigt werden müssen.

ASK Chemicals bietet ein neues Sandadditiv namens VEINO ULTRA™ 450 an, das eine Verbesserung gegenüber seinem Vorgänger VEINO ULTRA™ 350 darstellt und eine höhere Zugfestigkeit bietet. Es reduziert die Blattrippenbildung, erhöht den Penetrationswiderstand und widersteht Orangenhautdefekten in kohlenstoffarmen Stählen. Der erste Vorteil für eine Stahlgießerei besteht in der Reduzierung der Kosten für Reinigungsräume.

Darüber hinaus haben sowohl VEINO ULTRA™ 350 als auch VEINO ULTRA™ 450 die Fähigkeit, verschiedene Formgase, die während des Gießprozesses entstehen, "abzusaugen".  Typischerweise wird dem Rohsand eine Zugaberate zwischen 2 bis 6 % bezogen auf das Sandgewicht vorgemischt. Es wird empfohlen, die Sandformen und -kerne zu beschichten, wenn VEINO ULTRA™ 350 verwendet wird, um eine glatte Gussoberfläche zu erhalten; VEINO ULTRA™ 450 kann jedoch auch ohne Beschichtung verwendet werden.

In der Praxis hat sich VEINO ULTRA™ 450 beim Ersatz von Standard-Eisenschwarzoxiden bewährt. Da VEINO ULTRA™ 450 gröber als schwarzes Eisenoxid ist, hat es weniger Einfluss auf die chemische Festigkeit des Bindemittels, so dass es das Potenzial hat, den Bindemittelgehalt zu reduzieren. Außerdem kann schwarzes Eisenoxid aufgrund der Kornfeinheit schwierig zu transportieren sein und neigt eher zur Staubentwicklung, wodurch eine weniger erwünschte Arbeitsumgebung geschaffen wird.

VEINO ULTRA™ 450 bietet aufgrund seiner groben Beschaffenheit eine Lösung für diese Handhabungsprobleme und macht es weniger staubig, mit besserer Fließfähigkeit und leichterem Transport. 

F:  Ist es möglich effiziente und moderne Speisersysteme aus dem Eisenbereich auch im Stahlguss zu verwenden?

A: Prinzipiell ist es durchaus möglich, die aus dem Eisenguss bekannten dynamischen Speisersysteme mit ihren vielen Vorteilen auch im Stahlguss zu verwenden.

Dabei gibt es allerdings ein paar Dinge zu beachten:

  1. Grundvoraussetzung für die Verwendung eines dynamischen Speisersystems wie dem Optima-CC oder Optima-KL ist die Fertigung auf einer Grünsand-Hochdruck-Formanlage. Auf diesen Formanlagen ist es möglich mit einem modernen Speisersystem die folgenden Vorteile zu generieren:
  • Verbesserung der Ausbringung durch Mini-Speiser-Technologie
  • Perfekte, krümelfreie Abformergebnisse mit bester Formverdichtung ohne Speiserschatten
  • Saubere und klar definierte Bruchkannte direkt am Gussteil
  • Kleinstmögliche Aufstellflächen (nur Speiserhalsdurchmesser)
  • Reduzierte Trenn- und Schleifkosten
  • Keine Verunreinigung des Formstoffsystems mit Fasermaterialien
  1. Im Vergleich zum Eisenguss ist die Gießtemperatur im Stahlguss in der Regel deutlich höher. Dies erfordert von der exothermen Speisermischung auch höhere Anforderungen an die Feuerfestigkeit. ASK Chemicals hat hierfür spezielle hochfeuerfeste Rezepturen im Cold-Box- als auch im Wasserglasverfahren entwickelt, welche diesen höheren Anforderungen gerecht werden.
  2. Weiterhin ist das Volumendefizit während der Erstarrung im Stahlguss deutlich größer als bei Eisengusslegierungen. Dank des modularen Prinzips der Optima Speiser ist es möglich auch diesem Umstand zu begegnen. So ist es möglich das Speiserinnenvolumen an die Anforderungen des Stahls anzupassen und dabei immer noch ca. 50% Gießmetall im Vergleich zu einer herkömmlichen Lösung einzusparen.
  3. Ein wichtiges Kriterium bei der Wahl des Speisers sind auch immer die Folgeprozesskosten des Abtrennens und Verschleifens der Speiserreste. Durch die sauber definierten Brechkannten unseres patentierten Optima-Systems können so auch im Stahlguss Speiser einfach mit dem Hammer abgeschlagen werden. Auch hier kann durch die Modularität des Systems auch auf die unterschiedliche Erstarrungsmorphologie des Stahls reagiert werden und die Speiserhalsdurchmesser entsprechend vergrößert werden, sollte dies notwendig werden.

Aber auch wenn keine Hochdruckformanlage zur Verfügung steht ist es möglich mit ASK Speiserlösungen Ihre Speisungstechnik und die damit verbundenen Folgekosten zu optimieren und klare wirtschaftliche und qualitative Vorteile zu generieren.

Sprechen Sie uns an. Wir beraten sie gern.

F: Wir müssen geschmolzenes Metall für ein großes Gussteil filtern, um Einschlüsse zu beseitigen und die Bearbeitungskosten zu senken, aber die derzeit verfügbaren Filtertechnologien sind unzureichend - vor allem, weil das Filtermaterial während der Gießsequenz zu schnell "verstopft". Welche Produkte gibt es, um dieses Problem zu lösen?

A: Für dieses Problem gibt es verschiedene technische Lösungen, die Sie in Betracht ziehen können. Die erste wäre, Ihr Anschnittsystem so einzurichten, dass es mehrere Filter nutzt, um die erhöhte Kapazität zu bewältigen, die für das Gießen großer Gussteile erforderlich ist. Eine weitere Lösung wäre die Filterung durch ein Bauteil mit mehreren Filtern oder einem Filter mit größerer Oberfläche, wie z. B. ein rohrförmiger Filter. Eine dritte Möglichkeit bestünde darin, einen Filter zu finden, der die gleichen Eigenschaften wie ein herkömmlicher Filter aufweist und so konstruiert ist, dass er die erhöhte Kapazität bewältigen kann - und dennoch die erforderlichen Filtrationsfähigkeiten bietet, um die von Ihnen beschriebenen Einschlüsse zu beseitigen. Von diesen drei Möglichkeiten wäre die dritte Option am einfachsten zu realisieren,  und nebenbei am kostengünstigsten. Als Nächstes müssten Sie bei all den Metallfiltertechnologien, die es gibt, einen solchen Filter finden: der beste Ort, ein solches ideales Produkt zu finden, ist der zunehmende Bereich der additiven Fertigung. Mit anderen Worten, ein "3D-gedruckter Filter". Kürzlich hat ASK Chemicals seine EXACTPORE 3D-Linie vorgestellt, die alle Voraussetzungen erfüllt, um Ihr Problem zu lösen. Diese Filter bieten Eisen- und Stahlgießereien (sowie Feingießern) neue und effizientere Filtrationsmöglichkeiten für höchste Gussqualität. Dank ihres besonders ausgeklügelten und durchdachten Designs bieten die EXACTPORE 3D-Filter höchste strukturelle Integrität und damit Sicherheit und Effizienz im Einsatz. Die Metallreinheit ist eine der wichtigsten Anforderungen für Gießereien:  „State of the Art“der Schmelzefiltration sind gesinterte keramische Schaumstofffilter, aber gerade die Struktur der Filterschäume bringt auch diese Form der Filtration an ihre Grenzen. Während des keramischen Beschichtungs- und Sinterprozesses können sich im Inneren der Filterstruktur winzige Partikel bilden, die nur geringfügig mit dem Grundmaterial versintert sind. Beim Durchströmen des Filters können sich diese Partikel ablösen, was die Reinheit der Schmelze beeinträchtigt und zu Einschlüssen im Gussteil führen kann. Die hohe strukturelle Integrität der EXACTPORE 3D-Filter gewährleistet die Abwesenheit loser Partikel und verhindert so eine Verunreinigung der Schmelze durch so genannte Filterbits und zeitaufwändige Nacharbeit. Ein weiterer Vorteil der neuen Filtergeneration ist ihre höhere Durchflussleistung. Aufgrund der Gleichmäßigkeit des Porendesigns und der strukturell gleichbleibenden Geometrie ist die Durchflusskapazität der EXACTPORE 3D-Filter deutlich höher als bei gesinterten Schaumkeramikfiltern mit gleicher Filter- und Porengröße und bietet Gießereien damit die Möglichkeit, die Produktivität in der Fertigung weiter zu steigern. Die Gleichmäßigkeit des Porendesigns und die strukturelle Integrität der neuen Filter reduziert zudem die Turbulenzen im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen erheblich und schützt in hohem Maße vor Reoxidation durch mitgerissene Luft. Tatsächlich gelangen kaum noch Verunreinigungen in die Form, was zu weniger Nacharbeit, verbesserter Oberflächenqualität und geringeren Ausschussraten führt und letztlich die Rentabilität erhöht. "Schließlich werden unsere neuen Filter so hergestellt, dass die Designmöglichkeiten nahezu grenzenlos sind", so Bob Gage, Market Manager-Filters, über die Flexibilität und Variabilität, die dank der additiven Fertigung der neuen EXACTPORE 3D-Filter möglich ist. "Mit unseren neuen Filtern gibt es fast keine Einschränkungen, was das Porendesign angeht", betonte er. "Wir können nahezu jede - auch unkonventionelle - Porengröße herstellen, um die bestmögliche Filterqualität mit konstanten Durchflusseigenschaften zu gewährleisten.

F: Das Thema "Nachhaltigkeit" ist seit einiger Zeit in aller Munde. Was bedeutet das genau  für meine Gießerei?

A: Die Definition von Nachhaltigkeit ruht auf drei Säulen - Ökologie, Ökonomie und Gesellschaft. Die letzten beiden werden bei der Entwicklung und Bewertung von Projekten oft vernachlässigt. Nachhaltige Produkte können jedoch viel mehr zur Nachhaltigkeit beitragen, als man zunächst denkt. Jeder, der schon einmal in einer Gießerei war, die von organischer auf anorganische Bindertechnologie umgestellt wurde, und gesehen hat, wie sich diese Technologie und das Arbeitsumfeld zum Nutzen der Mitarbeiter verändert haben, wird den wirtschaftlichen und sozialen Beitrag erkennen, den dies leistet. Wenn es um die wirtschaftliche Nachhaltigkeit geht, stellt sich für die Gießereien die Frage, wie sie ihren wirtschaftlichen Erfolg steigern und gleichzeitig die Qualität und Verfügbarkeit der Ressourcen aufrechterhalten können. Hier können die Zulieferer der Metallgießereiindustrie einen Beitrag leisten, indem sie Lösungen entwickeln, die potenziell schädliche, knappe oder teure Rohstoffe durch andere ersetzen, die die gleiche oder eine bessere Leistung erbringen. Ein gutes Beispiel dafür ist die ECOCURE BLUE-Bindertechnologie von ASK für den Eisenguss. Sie verwendet das weltweit erste Phenolharz für das Cold-Box-Verfahren, das gemäß der CLP-Verordnung zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen auf dem Markt nicht kennzeichnungspflichtig ist. Damit gilt das Bindemittel ECOCURE BLUE nicht mehr als Gefahrstoff. Durch den Einsatz dieser innovativen Cold-Box-Bindertechnologie können die Phenol- und Formaldehydemissionen deutlich reduziert werden. Gießereien wollen die bei ihren Prozessen entstehenden Emissionen reduzieren. Emissionen haben negative und potenziell irreversible Folgen für die Umwelt. Daher sind die Gießereien dazu angehalten, neue Technologien einzuführen, nicht nur, um die gesetzlichen und ökologischen Anforderungen kontinuierlich zu erfüllen, sondern auch, um den steigenden Erwartungen an die soziale Verantwortung gerecht zu werden. Deshalb forscht und entwickelt ASK Chemicals seit vielen Jahren an neuen Produkten, um die durch ihre Produkte verursachten Emissionen zu reduzieren. Die Erhaltung von Ressourcen - seltene, leicht verfügbare oder scheinbar allgegenwärtige und reichlich vorhandene - ist sicherlich ein weiteres wichtiges Thema, das wir berücksichtigen müssen. Ein Beispiel für eine solche Ressource ist Lithium, das unter großen Umweltkosten aus dem Boden gewonnen wird, insbesondere in Südamerika, wo die Mineralreserven ausgebeutet werden, um die dramatisch steigende Nachfrage nach Lithium für die Produktion von elektrischen Brennstoffzellen zu decken. ASK Chemicals ist seit geraumer Zeit eine treibende Kraft bei der Entwicklung von Produktlösungen für lithiumfreie Sandadditive.

F: Die Anforderungen an Gießereien, die CO2-Emissionen zu reduzieren, um CO2-Neutralität zu erreichen, werden immer strenger. Wie beurteilt ASK diese Situation?

A: Der offensichtliche Ansatz zur Erreichung der CO2-Neutralität ist die Herstellung von Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen. Aber das ist nur ein Aspekt der Produktentwicklung und kann nicht die einzige treibende Kraft sein. Um CO2-Neutralität zu erreichen, müssen Konstrukteure und Hersteller den gesamten Lebenszyklus eines Produkts berücksichtigen. Daher sind alle Prozesse, die zur Gewinnung der an der Produktion beteiligten Rohstoffe eingesetzt werden, ebenso wichtig wie die Herstellungsverfahren, die zu Endprodukten mit den gewünschten (d. h. CO2-neutralen) Leistungsprofilen führen. Aus diesem Grund konzentriert sich ASK Chemicals darauf, die Wirksamkeit seiner Produkte zu verbessern und gleichzeitig die Umweltbelastung von der Wiege bis zur Bahre zu minimieren.

A: Die gegossene Tonnage ist ein wichtiger Indikator für die Produktivität in der Gießerei - insbesondere beim Sandguss.  Sie ist seit mehreren Jahrzehnten rückläufig, was auf verschiedene Faktoren zurückzuführen ist (z. B. Leichtbaukonstruktionen in der Automobilindustrie, auch für Elektrofahrzeuge).

Darüber hinaus hat die Branche heute an Attraktivität eingebüßt, was sich auf das Arbeitskräfteangebot auf Grund von Umweltbedenken (z. B. VOCs), gefährlichen Arbeitsbedingungen und schlechten Löhnen auswirkt. Verständlicherweise haben viele OEMs in den letzten Jahrzehnten ihre Betriebe in kostengünstigere Schwellenländer verlagert (z. B. China, Mexiko, Türkei usw.). Diejenigen Hersteller, die dies nicht konnten, haben diese Belastungen alleine getragen oder wurden zum Teil von den Serviceleistungen ihrer Zulieferer/Partner unterstützt.

Der Arbeitskräftemangel sollte erneut als ein ernsthaftes Hindernis für die Gießereiindustrie und ihre allgemeine Wettbewerbsfähigkeit hervorgehoben werden. In jüngster Zeit waren die Hersteller in etablierten Regionen (z. B. USA, Deutschland) gezwungen, "schlank" zu arbeiten, um mit den Unternehmen in den Schwellenländern wettbewerbsfähig zu bleiben.

Ebenso waren die großen Anbieter von Gießerei-Verbrauchsmaterialien gezwungen, ihre Serviceangebote zu reduzieren, wie z. B. spezielle Großtankanwendungen mit voll ausgestatteter Telemetrieausrüstung für die Mengenverfolgung der Lieferungen. Dazu ist selbst technisches Fachwissen schwerer zu bekommen, da erfahrene Techniker und Metallurgen aus der Branche ausscheiden und weniger Experten bereit sind, ihre Arbeit und Verantwortung zu übernehmen.

Zu diesen Herausforderungen kommt noch die anhaltende globale Pandemie hinzu. Vor allem im Jahr 2020 haben wir einen erhöhten Bedarf an technischer Unterstützung festgestellt, da die Türen der Gießereien für Lieferanten geschlossen blieben, um die Ausbreitung von COVID-19 zu verhindern.

Der Virtual Field Service, ein bis dahin unbekannter Begriff, funktionierte in erster Linie über Ad-hoc-Anrufe mit Apple Facetime, die sich unter den richtigen Umständen (z. B. gute Mobilfunkverbindung/Wi-Fi) als nützlich erwiesen.

Leider litten jedoch viele Kunden entweder unter einer schlechten Verbindung oder benötigten eine umfassendere Anleitung und Dokumentation als nur eine visuelle Hilfe. Vor diesem Hintergrund hat ASK Chemicals ein neues virtuelles Servicekonzept entwickelt, das den bekannten technischen Service vor Ort ergänzt.

ASKNow - der Virtual Field Service- ermöglicht es, "Fälle" zu erstellen, die Dokumente, Bilder und Videoinhalte enthalten. Die Teams von Kunden und ASK Chemicals verwenden Live-Anmerkungen und andere nützliche Werkzeuge, um besser an ihren Fällen zusammenzuarbeiten. Was das Serviceangebot von anderen abhebt, sind einzigartige Funktionen, die vor allem für die Gießereiindustrie von Vorteil sind:

- Video-/Audiooptionen mit niedriger Bandbreite für entfernte Standorte;
- Schnelle und einfache Kommentierung (Bilder/Videos);
- Möglichkeit der Videoaufzeichnung und der Verbindung mit Live-Streaming-Headsets von Drittanbietern;
- Cloud-basierte Zusammenarbeit bei kommentierten Dateien für eine nahtlose Übertragung von Informationen;

Der Virtual Field Service von ASKNow ist eine Service-Option für unsere Kunden, die eine schnelle und effiziente Alternative darstellt, wenn ein traditionelles persönliches Beratungsgespräch nicht erforderlich ist. Mit der Einführung von ASKNow sind wir in der Lage, unsere Kunden kurzfristig zu unterstützen. Lange Wartezeiten und im schlimmsten Fall Produktionsausfälle gehören mit ASKNow der Vergangenheit an.

Das richtige Sandadditiv kann die HAP-Normen der EPA * erfüllen und die Staub- und Qualmentwicklung am Arbeitsplatz reduzieren. Gleichzeitig kann die Qualität der fertigen Gussteile verbessert werden.

Wie können wir Qualm und Emissionen in unserer Gießerei reduzieren und gleichzeitig fehlerfreie Gussteile herstellen?

Die Umweltschutzbehörde legt Emissionsstandards für gefährliche Luftschadstoffe (HAP) in Gießereien fest. Viele davon sind auf Emissionen zurückzuführen, die von chemischen Bindemitteln bei der Form- und Kernherstellung herrühren. Zu den organischen HAP-Emissionen gehören Benzol, Toluol und Xylol (BTX) sowie Naphthalin. VEINO ULTRA™ NB-LOSMK ist ein Sandzusatz, der von ASK Chemicals entwickelt wurde, um diese Emissionen bei No-Bake Anwendungen um bis zu 30 % zu reduzieren.

VEINO ULTRA™ NB-LOSMK reduziert nicht nur die Emissionen, sondern auch die Qualmentwicklung, was zu einer besseren Arbeitsumgebung für das Gießereipersonal beiträgt. Durch die Qualmreduktion, wird die Belastung der Arbeiter erheblich reduziert. Beim Einsatz von  Sandadditiven muss für gewöhnlich der Binderanteil erhöht werden, um die Verringerung der  z.B. Biegefestigkeit auszugleichen, die durch die Zugabe feinerer Partikel mit großer Oberfläche entsteht. Die Größenverteilung von VEINO ULTRA™ NB-LOSMK wurde optimiert, um die negativen Auswirkungen auf die Biegefestigkeit zu minimieren. Die Reaktionsgeschwindigkeit, also die Verarbeitungs- und Ausschalzeit, kann mit langsameren oder schnelleren Katalysatoren entsprechend angepasst werden, je nach den Bedürfnissen der Gießerei. Wie bei Standardsandadditiven hilft VEINO ULTRA™ NB-LOSMK bei der Vermeidung von Blattrippen, Penetration und Oberflächenfehlern und senkt zudem Emissionen und Rauch. Darüber hinaus hat es die Fähigkeit, verschiedene Formgase abzufangen.

Für Gießereien, die Sand entweder mechanisch oder thermisch regenerieren, kann unter Umständen der Aufbau von Sandadditiven im Regenerierungssystem ein Problem darstellen. Diese Bedenken werden durch VEINO ULTRA™ NB-LOSMK entkräftet, da die feinen Partikel in der Regel im Reinigungssystem der Gießerei abgesaugt werden. VEINO ULTRA™ NB-LOSMK bietet eine Lösung für Rauch und Emissionen in der Gießerei und verbessert die Arbeitsbedingungen für die Mitarbeiter.

Standards, Richtlinien der EPA (Environment Protection Agency - US) zu HAP ( hazardous air Pollutants, gefährliche Luftschadstoffe)

A: Es gibt viele verschiedene Verfahren zur Behandlung und Impfung von Gusseisen, die in der Regel an der Pfanne durchgeführt werden. Typisch sind Tundish- -, Übergieß- und Sandwich-Verfahren. Zu den stärker automatisierten Verfahren gehören das Tauchverfahren und das Gazelle-Verfahren (poröser Pfropfen), während das Impfen im Giessstrahl  leicht automatisiert werden kann und viele Vorteile bietet.

Es gibt eine Methodik, bei der sowohl eine automatisierte Behandlung als auch die Impfung angewandt werden kann. Beim  Fülldrahtverfahren wird ein mit Pulverlegierungen gefülltes Spaltband in die Metallschmelze eingebracht. Die Legierungen im Draht können MgFeSi für die Magnesiumbehandlung (für DI oder CGI) und/oder Impfmaterial (für DI, GI oder CGI) sein.

Der Draht wird von einer Spule gezogen, die an der Maschine befestigt ist und ihn dem geschmolzenen Metall zuführt. Nach dem Einrichten verfügt die Maschine über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) zur Eingabe der erforderlichen Werte für die Schmelze und zur Einführung der Prozessautomatisierung. Mit diesen Eingabewerten berechnet die Maschine die Länge des Drahtes, der in das Metall eingeführt werden muss. Da dieser Prozess automatisiert ist, wird die Reihenfolge der Zugabe von Magnesium und Impfstoffen genauer.

Diese Werte sind notwendig, um zu berechnen, wie viel Draht im geschmolzenen Metall benötigt wird. Die Spule gibt die Legierungen normalerweise in Gramm pro Meter Draht an, und die vom Computer benötigten Informationen ermöglichen eine genaue Berechnung der Drahtlänge, die erforderlich ist, um die richtige Menge an Legierung hinzuzufügen.

Zu den Eingabewerten gehören der Schwefelgehalt vor und nach der Behandlung (für DI und CGI), das Eisenvolumen, die Schmelztemperatur und die Einspulgeschwindigkeit. Einige zusätzliche Eingaben können erforderlich sein, aber dies hängt von der  jeweiligen Praxis ab.

Normalerweise ist die Ausbringung  von Fülldraht mit anderen Verfahren vergleichbar, er hängt jedoch von einer Reihe von Faktoren ab: Schwefelgehalt vor und nach der Magnesiumbehandlung, prozentualer Magnesiumanteil im behandelten Eisen, Eisenmenge, Drahtvorschubmeter und Magnesiummenge pro Meter Draht. Mit diesen Angaben kann ein vorläufiger Prozentsatz der Magnesiumausbringung  berechnet werden.

Die Temperatur des Metalls und die Pfannengeometrie wirken sich ebenfalls auf die Magnesiumausbringung aus, und die Ergebnisse hängen von jedem einzelnen Verfahren ab.

Für das Fülldrahtverfahren ist es vorteilhaft, wenn die Pfanne ein Höhe zu Breite Verhältnis von 2:1 hat.. Durch die hohe Eisensäule verbleibt das Magnesium in der Schmelze und kann vollständig reagieren.

Es ist jedoch möglich, Ihre derzeitigen Pfannen zu verwenden: Der Fülldrahtprozess kann auf jede Pfanne zugeschnitten werden, sofern dies bei der Konstruktion der Anlage berücksichtigt wird.

Das Fülldrahtverfahren bietet reproduzierbare Ergebnisse zwischen verschiedenen Pfannen, qualitativ hochwertiges Eisen und eine einfache Prozessautomatisierung.  Zusätzlich zu diesen Vorteilen  ist die  Fülldrahtbehandlung auch ein umweltfreundliches Verfahren. Die Anlage  umfasst in der Regel einen Deckel mit Auslassungen , durch die der Draht eingeführt wird: Eines dieser Auslassungen dient zur Kontrolle und Weiterleitung der Emissionen aus der Behandlungs- und Impfphase in die Absaugung . Mit diesem System ist es einfach, die Emissionen  zu kontrollieren und zu verhindern, dass der Rauch aus der Magnesiumbehandlung andere Aktivitäten in der Gießerei stört.

Die typischen Produkte für die Behandlung und Impfung von duktilem Eisen sind MgFeSi und FeSi-basierte Impfmittel in Gießereiqualität. Wir bieten jedoch auch reine Magnesiumdrähte an. Ihre Auswahl hängt davon ab, was Sie in Ihrer Gießerei erreichen wollen.

Es gibt auch verschiedene Drahtdurchmesser, die für die Kerndrahtpraxis gewählt werden können. Die Standarddurchmesser für Draht sind 9 und 13 mm, die für die verschiedenen Fülldrahtspulen zur Verfügung stehen. Bei besonderen Anlässen kann auch ein Draht mit 16 mm Durchmesser angeboten werden.

Die verschiedenen Durchmesser sorgen dafür, dass je nach Behandlungsmenge mehr Material pro Meter Draht eingebracht werden kann. Die größeren Durchmesser bieten die Möglichkeit, weniger Spulenlänge zu verwenden, und können auch die Drahteinspulgeschwindigkeit  verringern.