Druckgussfehler: Eine umfassende Übersicht

Einführung

Druckguss Dabei werden Metalle und Legierungen in die geschmolzene Form erhitzt, bevor sie unter hohem Druck in einen Formhohlraum gedrückt werden, wo sie abkühlen und in der gewünschten Form erstarren. Der Herstellungsprozess ist äußerst vielseitig für die Herstellung von Metallteilen und -komponenten, insbesondere von Nichteisenmetallen wie Aluminium und Zink. 

Die Operation ist komplexer als beschrieben, verschiedene Faktoren beeinflussen den Erfolg. Dennoch ist es aufgrund seiner Effizienz und Kosteneffizienz eine gängige Fertigungstechnik für verschiedene Branchen. Wenn jedoch die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht beachtet werden, kann es zu Druckgussfehlern kommen. 

In diesem Artikel werden die Nachteile und Mängel des Druckgusses untersucht und die Ursachen sowie Lösungen erläutert. Darüber hinaus geben wir Ihnen Expertentipps zur Vermeidung von Druckgussfehlern. Lesen Sie weiter! 

Klassifizierung von Druckgussfehlern

In diesem Abschnitt klassifizieren wir Druckgussfehler in vier Kategorien, abhängig von den Ursachen und davon, wo sie überwiegend Gussteile betreffen.

Oberflächenfehler beim Druckguss

Dabei handelt es sich um Druckgussfehler und Unvollkommenheiten, die auf der Oberfläche der Teile leicht sichtbar sind. Wir werden jede Form von Oberflächenfehlern beim Druckguss weiter besprechen.

Fließmarken

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei Fließspuren um unregelmäßige Muster oder Streifen auf der Oberfläche von Druckgussteilen, die wie Spuren einer fließenden Flüssigkeit (geschmolzenes Metall) aussehen. Die Linien weisen meist keine bestimmte Richtung auf und unterscheiden sich deutlich von denen des Gussstücks, wodurch die Sichtbarkeit erhöht wird. Allerdings können diese Unvollkommenheiten durch Nachbearbeitungen wie Lackieren beseitigt werden.

Ursachen

•  Niedrige Düsentemperatur
• Verwendung von überschüssigem Schmiermittel
• Kleine Querschnittsfläche
• Niedriger Fülldruck oder hohe Füllgeschwindigkeit

Lösung

• Ändern Sie die Querschnittsfläche oder positionieren Sie den Anschnitt neu
• Füllgeschwindigkeit und Druck optimieren
• Auch das Vorwärmen der Formen kann sich als wirksam erweisen.

Kaltisolierung

Bei der Kaltisolierung handelt es sich um Bereiche mit mattem Finish, die auf einen unvollständigen Materialfluss zurückzuführen sind. Es wird manchmal als „Cold Shut“ bezeichnet, obwohl sie ziemlich unterschiedlich sind. Unter „Cold Shut“ versteht man unregelmäßige, lineare, schmale Linien oder Muster auf der Gussoberfläche, die auf eine unzureichende Verschmelzung des geschmolzenen Metalls im Formhohlraum zurückzuführen sind. 

Ursachen

• Unzureichende Heiztemperatur des geschmolzenen Metalls oder der Gussform
• Schlechtes Design des Angusssystems
• Unzureichende Fließfähigkeit der Metallschmelze

Lösung

• Ändern Sie die Metallinjektionsparameter
• Erhöhen Sie die Heiztemperatur der Form und des geschmolzenen Metalls
• Ändern Sie das Anschnittdesign oder ändern Sie die Größe und Position und erhöhen Sie die Kolbengeschwindigkeit
• Erwägen Sie das Vorwärmen des Formhohlraums

Blasen oder Sprudeln

Wie der Name schon sagt, entstehen Blasen als unregelmäßige Lufteinschlüsse oder Hohlräume unter der Oberfläche von Druckgussteilen. Dies ist typischerweise eine Folge der Gasausdehnung während des Druckgussprozesses. 

Ursachen

• Zu hohe Schmelz- und Formtemperatur
• Zu hohe Druckgussgeschwindigkeit
• Schnelles Kühlen 

Lösungen

• Ändern Sie die Metalleinspritzgeschwindigkeit
• Steuern Sie die Formkühlung 
• Verbessern Sie die Entlüftung, um Gaseinschlüsse zu verhindern

Risse

Risse entstehen durch Materialbrüche, die durch übermäßige Spannungen im Material entstehen können. Es zeigt sich als unregelmäßige Brüche oder Muster auf der Oberfläche von Druckgussteilen. Beim Abkühlen oder Erstarren kommt es häufig zu Rissen. Neben Spannungen von innen können Risse auch durch Druckaufbau durch äußere Einwirkung entstehen, etwa beim Schneiden oder in der Form, etwa beim Auswerfen.

Ursachen

• Ungleichmäßige oder schnelle Abkühlung 
• Niedrige Formtemperatur
• Hohe Mengen an Verunreinigungen in der Metalllegierung 

Lösung

• Üben Sie kontrollierte Kühlung
• Optimieren Sie das Formdesign, um mögliche Spannungskonzentrationspunkte zu minimieren

Sonstiges

Neben den wichtigsten oberflächlichen Druckgussfehlern finden Sie im Folgenden eine Übersicht über andere, die sich auf Ihre Gussteile auswirken können.

• Kohlenstoffablagerung: Dies bezieht sich auf das Auftreten dunkler Flecken oder Flecken auf der Oberfläche von Druckgussteilen. Diese Oberflächenfehler können durch eine Verunreinigung des Formhohlraums oder des geschmolzenen Metalls mit Kohlenstoffpartikeln entstehen. Um dies zu vermeiden, achten Sie daher auf eine ordnungsgemäße Wartung und Reinigung des Hohlraums. Sorgen Sie außerdem für eine optimale Schmierung mit kohlenstoffarmen Schmiermitteln, um ein reibungsloses Auswerfen der Druckgussteile zu gewährleisten. 
• Grate: Diese werden als ungleichmäßige Vorsprünge oder überschüssiges Material erkannt, das von den Kanten des Druckgussteils austritt. Zu den Ursachen dieser Defekte gehören eine Fehlausrichtung der Matrize oder Verschleiß des Matrizenhohlraums. Auch schlechte Anguss- und Auswurfsysteme können eine Ursache sein. 
• Sandlöcher: Dies bezieht sich auf das Vorhandensein von Hohlräumen, Poren und Hohlräumen auf der Oberfläche des Druckgusses. Um dies zu vermeiden, optimieren Sie die Entlüftungssysteme und verwenden Sie hochwertige Metalllegierungen für Ihren Druckguss.
• Cannabissorten: Dies tritt als Verformung oder Verformung auf der Oberfläche von Druckgussteilen auf, häufig aufgrund übermäßiger Erwärmung oder ungleichmäßiger Abkühlung.
• Oxidation und Verfärbung: Hierbei handelt es sich um deutliche Farbveränderungen an bestimmten Stellen von Druckgussteilen. Die Hauptursache ist die Einwirkung von Sauerstoff beim Gießen oder zu hohe Gusstemperaturen. Daher ist die Optimierung und Kontrolle der Druckgusstemperatur und der Atmosphäre während des Druckgusses von entscheidender Bedeutung, um diese Fehler zu vermeiden. 

Interne Druckgussfehler

Hierbei handelt es sich um Druckgussfehler, die in den hergestellten Teilen eingeschlossen sind. Daher sind sie im Gegensatz zu Oberflächenfehlern nicht leicht erkennbar, beeinträchtigen aber dennoch die Integrität des Gussteils. 

Unzureichende Füllung

Wie der Name schon sagt, deutet dies darauf hin, dass der Hohlraum der Druckgussform unvollständig mit der Metallschmelze gefüllt ist. Dies führt häufig zu unfertigen Teilen, wodurch die strukturelle Integrität des Druckgussteils beeinträchtigt wird.

Ursachen

• Unzureichender Einspritzdruck
• Schlechtes Angussdesign
• Unzureichende Fließfähigkeit der Metallschmelze

Lösung

• Optimieren Sie Druckguss-Angusssysteme
• Einspritzdruck erhöhen
• Führen Sie vor dem eigentlichen Druckguss Simulationen durch, um die ordnungsgemäße Fließfähigkeit und den Fluss des geschmolzenen Metalls durch den Formhohlraum sicherzustellen.

Porosität 

Wie der Name schon sagt, handelt es sich dabei um Gasporen im Gussteil nach dem Abkühlen und Erstarren. Sie erscheinen als runde, ovale oder unregelmäßige Lufteinschlüsse oder Hohlräume unter der Oberfläche der Druckgussteile, manchmal verfärbt. Dies kann durch Lufteinschlüsse oder Gasausdehnung während des Druckgusses verursacht werden. 

In regelmäßigen Abständen werden diese Gase beim Schmelzen freigesetzt, und wenn das Metall in flüssiger Form vorliegt, stellt dies kein Problem dar. Während des Abkühlens und Erstarrens bleibt es jedoch eingeschlossen, häufig aufgrund von Problemen mit dem Entlüftungssystem. 

Ursachen

• Höhere Schmelztemperatur, die zur Freisetzung von Wasserstoffgasen aus geschmolzenen Metalllegierungen führt
• Turbulenzen entstehen durch das schnelle Füllen des geschmolzenen Metalls in den Formhohlraum, der auch nach der Erstarrung bestehen bleibt.
• Erhöhte Vorwärmtemperatur der Form 

Lösung

• Metalllegierungen im Vakuum unter Flussmittel schmelzen, um das Eindringen von Gas zu verhindern.
• Optimieren Sie die Druckgussparameter – insbesondere die Füllgeschwindigkeit. 
• Sie könnten auch ein wenig lösliches Gas zum Schmelzen bringen; Dadurch wird verhindert, dass sich Gase mit der verflüssigten Legierung vermischen. 

Schrumpfung

Auch beim Abkühl- und Erstarrungsprozess beim Druckguss entsteht Schwindung. Dieser Fehler tritt wahrscheinlich auf, wenn der Hersteller die erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen beim Druckguss nicht einhält. Wenn die geschmolzene Metalllegierung abkühlt und erstarrt, schrumpft sie auch. Daher kommt es fast zwangsläufig zum Schrumpfen, aber es wird zu einem Problem, wenn dadurch Löcher und Poren im Guss entstehen, was zu einer Verformung der Formen führt.

Neben der Bildung von Poren kann das Schrumpfen auch zu Verformungen führen oder die Spannung im Metall erhöhen, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit von Rissen und Brüchen im endgültigen Druckguss erhöht. 

Ursachen

• Frühzeitiges Öffnen der Druckgussform
• Ungeeignetes Design des Druckguss-Kühlsystems
• Zu hohe Druckgusstemperatur, insbesondere beim Gießen
• Gleichmäßige Wandstärke

Lösung

• Verbessern Sie die Druckgussstruktur, um Metallansammlungen zu vermeiden und eine gleichmäßige Wandstärke zu ermöglichen. 
• Optimieren Sie das Torsystem.
• Halten Sie die angegebene Schmelztemperatur der Legierung ein und reduzieren Sie die Gießtemperatur.
• Optimieren Sie das Gießsystem für geschmolzenes Metall. 

Einbeziehungen 

Einschlüsse weisen auf das Vorhandensein von Fremdpartikeln in den Druckgussteilen hin. Diese Partikel entstehen häufig durch Verunreinigungen des Druckgussprozesses, wodurch Sand, Rost und Desoxidationsprodukte in den Metallgussteilen oder Schlacken entstehen. Druckgussteile mit Infusionen neigen dazu, Probleme mit ihren mechanischen Eigenschaften zu haben und bieten möglicherweise nicht die beabsichtigte Funktionalität des Teils.

Ursachen

• Verunreinigungen und Verunreinigungen, die durch unzureichende Metallreinigung entstehen
• Unsachgemäßes Schmelzen der Metalllegierung
• Unzureichende Reinheit der Ofenbeschickung 
• Wechselwirkung von Metall mit der Atmosphäre oder der Formoberfläche. 

Lösung

• Reinigen Sie die Form und den Formhohlraum, um Verunreinigungen zu vermeiden
• Stellen Sie sicher, dass die Ofenladung rein ist
• Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Reinigung des geschmolzenen Metalls, um Schlacken, Schlacken und andere Verunreinigungen zu entfernen.

Dimensionsfehler beim Druckguss

Hierbei handelt es sich um Fehler, die die Abmessungen der Gussteile verändern. Dies könnte mit der Form oder Größe des Teils oder mit der Nichterreichung der beabsichtigten Präzision und Genauigkeit zusammenhängen. 

Deformation

Hierunter versteht man, dass die Form der Druckgussteile mit dem vorgesehenen Design der Druckgusskomponenten übereinstimmt. Dies ist häufig auf Probleme mit den Druckgussparametern seitens des Herstellers zurückzuführen. 

Ursachen

• Schlechtes Druckgussdesign
• Falsches Entfernen des Tors
• Schlechter Zeitpunkt der Formöffnung
• Schlechtes Druckguss-Auswurfsystem 

Lösung

• Stellen Sie sicher, dass das Druckgussdesign ordnungsgemäß ist
• Sorgen Sie für einen gleichmäßigen Auswurf und optimieren Sie die Entfernung des Angusses

Maßabweichung

Dies bezieht sich lediglich auf die Größe, Abmessungen oder Geometrievariationen von Druckgussteilen. Selbst wenn es sich um eine minimale Abweichung handelt, spricht man von einer Maßabweichung, sobald die Präzision der Teile fraglich ist. Probleme mit Maßabweichungen können durch andere Mängel wie Verzug, ungleichmäßige Wandstärke oder Schrumpfung entstehen. 

Ursachen

• Ungleichmäßige Abkühlung und Erstarrung
• Ungenaues Matrizendesign
• Unstimmigkeiten in den Eigenschaften des beim Druckguss verwendeten Materials

Lösungen 

• Hersteller sollten in jeder Phase des Druckgussprozesses eine strenge Qualitätskontrolle gewährleisten.
• Optimieren Sie das Düsendesign, um eine optimale Kühlung sicherzustellen.
• Stellen Sie sicher, dass die ausgewählte Metalllegierung für den Druckguss konsistente mechanische und chemische Eigenschaften aufweist. 

Materialfehler beim Druckguss

Druckgussfehler können auch durch das für Ihre Fertigung ausgewählte Material entstehen. Nachfolgend finden Sie Möglichkeiten, wie die Probleme direkt mit dem Material verknüpft sind. 

Harte Punkte

Unter harten Punkten versteht man eine erhöhte Härte an bestimmten Stellen innerhalb eines Druckgussteils. Daher weist das hergestellte Produkt eine ungleichmäßige Härte auf, die die strukturelle Integrität des Teils beeinträchtigen kann. Dieser Defekt kann durch Probleme mit ungleichmäßiger Abkühlung, falscher Zusammensetzung der Legierung oder schlechter Temperaturkontrolle während des Abkühlens oder Erstarrens verursacht werden. 

Daher müssen Hersteller die Druckgusstemperatur kontrollieren, um eine gleichmäßige Erwärmung und Abkühlung zu gewährleisten und diese problematischen Punkte zu beseitigen. Sorgen Sie außerdem für geeignete Qualitätskontrollmaßnahmen, wie z. B. die Validierung der Legierungen vor dem Druckguss und die Überprüfung aller Fertigungsschritte während des Druckgusses.

Inkompatibilität mit der Nachbearbeitung

Nach dem Druckguss ist es für Hersteller und OEMs nicht ungewöhnlich, Nachbearbeitungsvorgänge durchzuführen, um die Gesamteigenschaften der Metalle zu verbessern. Wenn die Oberflächenveredelung jedoch nicht mit der Materialwahl vereinbar ist, kann es zu Mängeln kommen.

Zu den typischen Materialfehlern im Zusammenhang mit der Unverträglichkeit mit Nachbearbeitungsvorgängen zählen eine schlechte Oberflächenhaftung und unerwünschte chemische Reaktionen. Der einfachste Weg, dies zu vermeiden, besteht darin, die geeignete Oberflächenveredelung für Ihre Druckgussteile sorgfältig auszuwählen.

Fertigungstipps zur Vermeidung von Druckgussnachteilen

Bisher haben wir festgestellt, dass Druckgussnachteile und -mängel auf verschiedene Faktoren zurückzuführen sein können. Wir haben Ihnen auch Lösungen für diese Probleme bereitgestellt. 

Im Folgenden finden Sie jedoch Expertenratschläge und Tipps zur Vermeidung dieser Probleme. 

Verwenden Sie eine geeignete Wandstärke

Die Wandstärke des Designs, egal ob unzureichend oder zu groß, kann zu fehlerhaften Druckgussteilen führen. Die Optimierung der Wandstärke kann sich als wirksam erweisen, um Defekte wie Verzug, Porosität und Schrumpfung zu verhindern. 

Führen Sie eine korrekte Analyse durch, um die optimale Wandstärke für Ihre Druckgusskonstruktionen zu bestimmen. Dabei sollten Sie die Materialwahl – seine Eigenschaften – sowie die Form und Geometrie des Teils, mit dem Sie arbeiten, berücksichtigen. Im Allgemeinen beträgt die Mindestwandstärke für Magnesium und Aluminium-Druckguss Teile beträgt etwa 1.5 bis 2.5 Millimeter, bei Zink sogar noch weniger, etwa 1 Millimeter. 

Tordesign optimieren

Wenn Sie sich die Ursachen einiger Druckgussfehler ansehen, werden Sie feststellen, dass Probleme mit dem Metallflussmuster die Ursache für einige sind. Das Anschnittdesign ist der Hauptfaktor für den Fluss des geschmolzenen Metalls. Daher wird sich die Optimierung des Anschnitts als wirksam erweisen, um solche Mängel zu beseitigen. 

Nachfolgend finden Sie eine einfache schrittweise Berechnung zur Optimierung des Anschnitts und zur Änderung des Strömungsmusters. 

• Berechnen Sie mithilfe von PQ2 die geeignete Angussgröße, die Angussform und die Kolbengröße. Dies trägt dazu bei, die Angussgeschwindigkeit, die Füllzeit und den Druckaufbau des Formhohlraums zu optimieren. 
• Teilen Sie die Besetzung in verschiedene Zonen ein. 
• Teilen Sie außerdem die Tore auf, um das gleichzeitige Befüllen jeder Zone zu ermöglichen. 
• Vermeiden Sie das Mischen, um Druckgussnachteile zu vermeiden.  

Füllzeit ändern

Die Füllzeit beim Druckguss beginnt vor dem Füllen des Formhohlraums. Es beginnt, wenn sich die Metallschmelze dem Anschnitt nähert. Achten Sie darauf, die Füllzeit zu kontrollieren, da dies dazu beiträgt, Defekte wie Lufteinschlüsse und unzureichende Füllung zu vermeiden. Ändern Sie die Füllzeit basierend auf der Komplexität des Teils, den Materialeigenschaften und dem Design des Formhohlraums. 

Auch hier können Sie mithilfe der PQ2-Berechnungen die geeignete Füllzeit vorhersagen. Außerdem erhalten Sie einen Einblick, wie sich Änderungen von Variablen wie Angussfläche, Hydraulikdruck, Kolbengröße und Geschwindigkeitseinstellung auf die Angussgeschwindigkeiten und die Füllzeit auswirken. Ziel ist es, eine reibungslose und kontrollierte Füllung hochwertiger Druckgussteile sicherzustellen. 

Verwenden Sie die richtige Düse und Schmelztemperatur

Eine unzureichende Erwärmung der Formtemperatur oder des verflüssigten Metalls ist eine weitere häufige Ursache für Druckgussfehler. Das Gießen bei niedrigen Temperaturen führt dazu, dass die Metallschmelze schneller als der Durchschnitt abkühlt, was den Gießprozess beeinträchtigt. Dies kann sogar dazu führen, dass sich feste Metalle bilden, bevor sie sollten, was den Strahl versteift und die Vermischung verringert.

Letztlich kann es zu Mängeln wie Kälteisolierung, Rissen oder Kaltschüssen kommen. Daher müssen Sie die Temperatur der Gussform sowie des geschmolzenen Metalls überwachen und steuern, um sicherzustellen, dass das Gussteil die optimale Temperatur behält. 

Arbeiten Sie mit einem effektiven Druckguss-Bewertungssystem 

Die Implementierung eines effektiven Druckguss-Bewertungssystems hilft bei der Bewertung des Gussprozesses. Es hilft Ihnen zu analysieren, ob Sie die Wahrscheinlichkeit von Mängeln verringern oder die Situation verschlechtern. Es könnte auch Bereiche vorschlagen, die korrigiert oder optimiert werden müssen, wodurch das Risiko von Druckgussmängeln verringert wird. Dieses Bewertungssystem ist am wirksamsten gegen interne Druckgusseffekte wie Porosität, Einschlüsse und Schrumpfung.

Ist Druckguss die richtige Wahl für Ihre Fertigung?

Ob Druckguss die richtige Wahl für die Herstellung ist, hängt von Ihren Fertigungsanforderungen ab. Druckguss ist die richtige Wahl für Ihr Projekt, wenn es hochpräzise, ​​detaillierte und konsistente Teile erfordert. 

Wenn Ihr Design Metalllegierungen erfordert, insbesondere Nichteisenmetalle wie Aluminium, dann ist Druckguss ideal für Ihre Fertigung. Das Verfahren eignet sich für die Herstellung von Teilen für die Automobil- und Elektronikindustrie, einschließlich der Luft- und Raumfahrt- und Medizinbranche, wo hohe Präzision eine Priorität ist. 

Befolgen Sie einfach alle notwendigen Herstellungstipps, um mögliche Mängel zu vermeiden; Dann können Sie sicher sein, dass der Prozess Teile erzeugt, die Ihren Anforderungen entsprechen. 

Arbeiten Sie mit Zintilon zusammen, um Druckgussnachteile in Ihrer Fertigung zu vermeiden

Es reicht nicht aus, die Komplexität des Druckgussprozesses zu verstehen; Die Einhaltung der Parameter ist entscheidend für eine qualitativ hochwertige Fertigung. Ein erfahrener und seriöser Druckgusshersteller für Ihr Fertigungsprojekt hilft Ihnen, viele Fehler zu vermeiden. 

Zintilon bietet hochwertige Druckgussdienstleistungen ohne die Nachteile und Mängel des Herstellungsprozesses. Unsere Einrichtungen bestehen aus hochqualifizierten Fachleuten, die sich unter anderem mit der Wissenschaft und Kunst des Druckgusses auskennen. 

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Fazit

Obwohl Druckguss vielseitig und effizient ist, müssen Sie sich an die Grundlagen dieses Herstellungsprozesses halten, um einige seiner Mängel zu vermeiden. Um diese Fehler zu verhindern, ist es von entscheidender Bedeutung, sicherzustellen, dass alle Druckgussparameter ordnungsgemäß analysiert werden, und die Integration einer ordnungsgemäßen Qualitätskontrolle in jeden Prozessschritt. 

Häufig gestellte Fragen

Wie können Sie die Nachteile des Druckgusses reduzieren??

Die Optimierung der Druckgussparameter ist der Schlüssel zur Reduzierung seiner Nachteile. Viele dieser Defekte entstehen unter anderem durch unzureichende Temperatur, Füllzeit, Metallflussmuster, schnelles Abkühlen und fehlerhaftes Angussdesign. Die Bewertung und Verfeinerung dieser Merkmale trägt dazu bei, die Effizienz des Druckgusses zu steigern und das Risiko von Druckgussfehlern zu verringern.  

Was sind die Mängel des Druckgusses?

Zu den Mängeln beim Druckguss zählen Porosität, Schrumpfung, Risse, Fließspuren, Kälteisolierungen usw. Diese Mängel werden nach den Bereichen des Druckgusses gruppiert, auf die sie sich auswirken, z. B. Oberflächen- und Innenfehler.

Wie kann man Druckgussteile von Porosität befreien?

Die Beseitigung von Porosität, die oft auf eingeschlossene Gasblasen zurückzuführen ist, erfordert die Verbesserung der Entlüftungssysteme und die Optimierung der Füllzeiten. Hersteller und OEMs sollten eine ordnungsgemäße Beurteilung des Formhohlraums sicherstellen, da ein geeignetes Formdesign weniger wahrscheinlich zu Porosität führt. Außerdem sollten sie die Materialeigenschaften berücksichtigen und sicherstellen, dass der Druckgussprozess bei optimaler Temperatur erfolgt.