Aluminiumgießereien - Technologie und Produktion
Dienstag, 14. Mai 2024
Das Gießen ist das älteste uns bekannte metallurgische Verfahren. Die ersten funktionalen Metallelemente waren zufällig raffiniertes Kupfer aus Chalkopyrit- und Chalkosin-Gestein. Das Metall konnte in Barren gegossen und in eine brauchbare Form gebracht werden. Der Aluminiumguss ist ein äußerst wichtiges Verfahren zur Herstellung von Teilen jeglicher Form. Die Form wird in der Regel in einem einstufigen Prozess vom flüssigen Metall zum fertigen oder fast fertigen Teil erreicht. In diesem Artikel wird erläutert, was Aluminiumguss ist, wie er funktioniert, welche Bedeutung er hat, welche Arten es gibt und wie er verwendet wird.
Was ist das Gießverfahren?
Beim Aluminiumguss wird geschmolzenes Aluminium in einen Hohlraum eingebracht, damit das Metall eine bestimmte Form erhält. Aluminium und viele seiner Legierungen haben einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und eine niedrige Viskosität, wenn sie geschmolzen werden, nehmen jedoch schnell eine bestimmte Form an. Aluminiumgießereien machen sich diese Eigenschaften zunutze, indem sie einen hitzebeständigen Hohlraum (in einem oder zwei Teilen) schaffen, in den das geschmolzene Aluminium gegossen wird. Das Metall kühlt dann ab, härtet aus und nimmt die Form des Hohlraums an, den es gefüllt hat. Durch dieses Verfahren kann Aluminium in der Industrie effizienter eingesetzt werden.
Aluminiumguss ist wahrscheinlich die wichtigste Technologie, die dem Aluminium in der Industrie so große Bedeutung verleiht. Aluminium ist das dritthäufigste Element in der Erdkruste. Es ist leicht zu finden und leicht zu veredeln. Aluminium ist der Schlüssel zu den meisten Technologien, und das Aluminiumgussverfahren ist eines der wichtigsten Verfahren, das dem Werkstoff zu einer breiten Anwendung und Anerkennung verhilft.
Der Begriff Aluminiumguss bezieht sich im Allgemeinen auf seine Legierungen und nicht auf reines Aluminium. Diese weisen die folgenden Eigenschaften auf:
- Aluminiumgussteile haben eine höhere Streckgrenze, die im Allgemeinen niedriger ist als die von reinem Aluminium, das sehr weich ist.
- Die Zugfestigkeit (UTS) schwankt von Prozess zu Prozess erheblich. Wird durch aggressives Entgasen der Legierung und Druckguss eine geringe Porosität erreicht, nähert sich die UTS dem Optimum der Legierung. Einige Legierungen wurden für eine höhere Elastizität entwickelt, andere für eine höhere Steifigkeit, was eine größere Neigung zur Sprödigkeit bedeutet.
- Aluminiumgussteile haben ein außergewöhnliches Verhältnis von Steifigkeit zu Gewicht. Ein besseres Verhältnis wird nur mit Magnesium oder Titan erreicht.
- Eine hohe Korrosionsbeständigkeit ist für Aluminiumgussteile normal.
- Hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit.
Die Zugfestigkeit hängt von der Art der Legierung ab, wobei reines Aluminium hier die schlechtesten Werte aufweist. Reines Aluminium hat zum Beispiel eine Zugfestigkeit von 90 MPa, während die Gusslegierung A07130 einen Wert von 221 MPa aufweist. Aluminiumgießereien bieten heute Produkte an, die auf die Erwartungen und Bedürfnisse der Kunden zugeschnitten sind.
Eine andere Frage ist, inwieweit das Gussverfahren die Haltbarkeit von Aluminium erhöht oder verringert.
Aluminiumgussteile sind sehr haltbar, wenn sie so konstruiert sind, dass sie die Stärken der Legierung nutzen und die Schwächen des Verfahrens ausgleichen. Aluminiumgussteile sind anfällig für Spannungsrisse, Abrieb und Stoßbelastungen, was bei der Konstruktion des Endprodukts berücksichtigt werden muss.
Aluminiumguss ist im Allgemeinen hitzebeständig. Das Ausmaß dieser Beständigkeit ist jedoch von Legierung zu Legierung sehr unterschiedlich. Einige Legierungen lassen sich leicht gießen, sind resistent gegen Hitzerisse und können Temperaturen bis zu 180 °C standhalten. Andere können Temperaturen von 350 °C standhalten, erfordern aber einfachere Formen und dickere Abschnitte zum Gießen. Vieles hängt von dem verwendeten Gießverfahren ab. Am gebräuchlichsten sind Druckguss, Sandguss oder Kokillenguss. Das Druckgussverfahren reicht von einfachen handgegossenen Werkzeugen bis hin zu vollautomatischen Systemen für sehr große Mengen.
