Schleuderguss ist ein einzigartiges Gießverfahren bei dem Schleuderformen verwendet werden, um stabile, präzise Metallteile herzustellen. Mit dem Schleudergussverfahren können Sie Gegenstände wie Rohre, Ringe oder Zylinderlaufbuchsen mit weniger Defekten und höherer Festigkeit als mit anderen Verfahren herstellen.
Wenn Sie verstehen möchten, wie dieses Verfahren funktioniert und warum es für wichtige Industrieprojekte eingesetzt wird, sind Sie hier richtig. Informationen zum Schleuderguss helfen Ihnen bei der Entscheidung, ob er die beste Option für Ihr nächstes Projekt ist.
Grundlagen des Schleudergusses
Durch Schleuderguss werden feste, runde Metallteile. Mit dieser Gusstechnik können Sie steuern, wie geschmolzenes Metall die Form füllt, und eingeschlossene Gase entfernen, um ein saubereres Produkt zu erhalten.
Definition und Grundsätze
Das Schleudergussverfahren umfasst eine Reihe von Verfahren, bei denen geschmolzenes Metall in eine rotierende Form gegossen wird. Die Form rotiert mit hoher Geschwindigkeit in einer Zentrifuge. Die Zentrifugalkraft drückt das Metall gegen die Innenwände der Form.
Dieses Verfahren eignet sich am besten für die Herstellung rotationssymmetrischer Teile wie Rohre, Ringe und andere hohle zylindrische Bauteile. Dabei wird die Drehkraft, nicht die Schwerkraft, genutzt, um das Metall zu bewegen und die Form zu füllen. Spin Casting und Rotocasting sind weitere Bezeichnungen für ähnliche Verfahren.
Die Form kann horizontal oder vertikal rotieren. Der Grundgedanke besteht darin, dass schnelleres Rotieren mehr Kraft erzeugt und zur Herstellung dichter, hochwertiger Gussteile mit wenigen Lufteinschlüssen beiträgt.
Wichtige Komponenten und Materialien
Schleudergussmaschinen, auch Zentrifugen genannt, verfügen über eine stabile, runde Form, die auf einer Welle sitzt. Während sich die Form dreht, wird geschmolzenes Metall oder Legierungen hineingegossen. Durch die Drehung verteilt sich das Metall entlang der Formwände.
Zu den gängigen Metallen für den Schleuderguss gehören Gusseisen, Stahl, Kupfer, Aluminium, Edelstahl und Nickellegierungen. Kunststoffe wie ABS können für kleine oder nichtmetallische Teile verwendet werden, Metalle sind jedoch am häufigsten.
Zu den Hauptkomponenten gehören:
- Formhohlraum (Stahl oder Sand)
- Kern (wird für Hohlteile verwendet)
- Schleudergussmaschine
Die Art und Weise, wie Sie die Maschine einrichten, ändert sich je nach Größe und Form, die Sie herstellen müssen. Die Formmaterial muss hohen Temperaturen und Drehkräften standhalten.
Vorteile und Einschränkungen
Schleuderguss bietet mehrere Vorteile. Durch die Schleuderbewegung werden eingeschlossene Gase und Verunreinigungen entfernt, was zu stabileren und saubereren Gussteilen führt. Die so hergestellten Teile sind dicht und haben eine feinkörnige Struktur. Dieses Gießverfahren eignet sich ideal für nahtlose Rohre, Buchsen und Ringe.
Vorteile:
- Kaum oder kein Bedarf für zusätzliche Nachbearbeitung
- Macht runde Teile ohne Nähte
- Funktioniert gut für viele Metalle und Legierungen
Einschränkungen:
- Nur nützlich für Formen mit Rotationssymmetrie
- Nicht geeignet für komplexe oder detaillierte Teile
- Spezialwerkzeuge und Maschinen sind erforderlich
- Der Prozess kann manchmal zu leichten Abweichungen in der Wandstärke führen
Diese Technik wird hauptsächlich gewählt, wenn Sie starke, runde und langlebige Metallteile benötigen.
Schleudergussverfahren
Beim Schleuderguss wird geschmolzenes Metall mithilfe einer Schleuderform geformt. Jeder Prozessschritt beeinflusst die Qualität und Festigkeit des fertigen Teils.
Vorbereitung und Einrichtung der Form
Zunächst muss die Form vorbereitet werden, die üblicherweise aus Stahl oder Gusseisen besteht. Spezielle Beschichtungen werden auf die Formoberfläche aufgetragen, um den Metallfluss zu verbessern und das Entformen zu erleichtern. Anschließend wird die Form auf einer Drehmaschine montiert.
Wenn das Teil ein Loch oder eine Hohlkammer hat, einen Kern einfügenDer Kern erzeugt die gewünschte Innenform und muss fest sitzen. Nach dem Einsetzen des Kerns schließen Sie die Form und richten sie aus, um sicherzustellen, dass der Hohlraum gut auf der Rotationsachse zentriert ist.
Der richtige Aufbau der Form ist entscheidend. Fehler können zu schlechter Materialverteilung, ungleichmäßiger Wandstärke oder anderen Defekten führen. Eine sorgfältige Prüfung der Kavität, der Entlüftung und der Verschlüsse gewährleistet bessere Gussergebnisse.
Gießen von geschmolzenem Metall
Geschmolzenes Metall wird in einem Ofen geschmolzen und in eine Gießpfanne überführt. Anschließend wird das Metall vorsichtig in ein mit der Schleuderform verbundenes Gießbecken gegossen. Das Gießen muss schnell, aber gleichmäßig erfolgen, um Oxidation und Lufteinschlüsse zu vermeiden.
Die Schleuderbewegung beginnt in der Regel bereits vor dem Gießen. Beim Gießen bewegt die Zentrifugalkraft das geschmolzene Metall in Richtung der Formwände und füllt so schnell den Hohlraum.
Eine gute Gießtechnik hilft, Lufteinschlüsse und Defekte zu vermeiden. Temperatur und Geschwindigkeit beim Gießen sind wichtig, da sie das Fließen und Erstarren des Metalls beeinflussen.
Spinnen und Erstarren
Während sich die Form dreht, drückt die Zentrifugalkraft das geschmolzene Metall nach außen. Dadurch entsteht ein dichteres und gleichmäßigeres Teil, insbesondere an den Außenflächen. Je nach Geschwindigkeit und Teilegröße kann die Kraft ein Vielfaches der Schwerkraft erreichen.
Die Erstarrung beginnt an der Formwand und bewegt sich nach innen. Diese gerichtete Erstarrung trägt dazu bei, Verunreinigungen und Gase an die Innenfläche zu drücken, wodurch die äußere Struktur fester und weniger porös wird.
Die Schleudergeschwindigkeit und die Abkühlrate bestimmen die Kornstruktur. Die Anpassung dieser Faktoren verbessert die Qualität und reduziert unerwünschte Defekte wie Schrumpfung oder Blasen in der Nähe der Außenwand.
Wichtige Punkte in dieser Phase:
- Hohe Drehgeschwindigkeiten = dichteres Metall
- Gerichtete Erstarrung entfernt Verunreinigungen aus äußeren Schichten
- Sorgfältige Temperaturkontrolle verbessert die Eigenschaften
Kühlung und Entfernung
Nachdem das gesamte Metall erstarrt ist, stoppen Sie die Drehung und lassen das Gussteil weiter abkühlen. Sie können die Abkühlung mit Luft oder Wasser beschleunigen, aber eine kontrollierte Abkühlung ist vorzuziehen, um Risse zu vermeiden. Messinstrumente können die Kühlprozess um sicherzustellen, dass das Teil innerhalb der Toleranzen bleibt.
Sobald das Teil vollständig abgekühlt ist, öffnen Sie die Form und entnehmen den Guss. Falls ein Kern verwendet wurde, entfernen Sie ihn jetzt. Manchmal sind Spezialwerkzeuge erforderlich, wenn der Kern fest sitzt.
Der Guss geht dann durch EndbearbeitungDazu gehört das Abschneiden von überschüssigem Metall an Formfugen und das Entfernen kleiner Unebenheiten, um die endgültige Form und Oberflächenbeschaffenheit Ihres Produkts zu erreichen. Durch fachgerechtes Entfernen und Nachbearbeiten wird sichergestellt, dass das fertige Teil den Qualitäts- und Maßstandards entspricht.
Arten des Schleudergusses
Sie können zwischen verschiedenen Schleudergussverfahren wählen. Die Unterschiede zwischen diesen Verfahren wirken sich auf die Formen und Eigenschaften der letzte Teile.
Horizontales Schleudergussverfahren
Beim horizontalen Schleuderguss wird eine rotierende Form verwendet, die sich seitwärts dreht, wobei ihre Achse horizontal liegt. Während sich die Form dreht, wird geschmolzenes Metall in eine Seite der Form gegossen. Dieses Verfahren wird häufig zur Herstellung von Rohren, Zylindern und langen Leitungen verwendet. In großen Produktionslinien wird dieses Verfahren häufig eingesetzt, da es schnell Teile mit gleichmäßigen Wänden und hoher Festigkeit herstellen kann. Die fertigen Oberflächen sind in der Regel glatt, was den späteren Bearbeitungsaufwand reduziert.
Horizontale Systeme eignen sich am besten für Objekte, deren Länge den Durchmesser deutlich übersteigt. Der Prozess kann automatisiert werden, um eine höhere Leistung zu erzielen und so auch die Arbeitskosten zu senken.
Vertikales Schleudergussverfahren
Beim vertikalen Schleuderguss wird eine Form verwendet, die sich aufrecht dreht, wobei ihre Achse vertikal ausgerichtet ist. Metall wird direkt in die Mittelachse der rotierenden Form gegossen und nach außen gedrückt, um das Teil zu formen. Diese Technik eignet sich ideal für die Herstellung von Ringen, Buchsen und kleineren, scheibenförmigen Teilen. Die vertikale Anordnung ermöglicht eine präzise Kontrolle der Wandstärke. Außerdem erleichtert sie das Entfernen unerwünschter Verunreinigungen, da diese sich tendenziell näher am Zentrum und weiter vom fertigen Produkt absetzen.
Vertikales Gießen wird häufig für kleinere oder symmetrische Teile gewählt, bei denen eine runde Form benötigt wird. Es ist besonders hilfreich, wenn enge Toleranzen erforderlich sind.
Eigenschaften und Qualität von Schleudergussteilen
Durch Schleuderguss entstehen Teile mit dichten, gleichmäßigen Eigenschaften, die für viele anspruchsvolle Anwendungen nützlich sind. Das Verfahren verbessert die innere Struktur, die mechanische Festigkeit und die Konsistenz der fertigen Komponenten.
Materialfestigkeit und Struktur
Schleudergussteile bieten eine hohe Materialfestigkeit. Durch das Schleudern des geschmolzenen Metalls gegen die Formwand wandern Verunreinigungen und Gasblasen zur Innenfläche. Dies führt oft zu einem Teil mit sehr geringer innerer Porosität.
Es erwartet Sie eine gleichmäßige Kornstruktur oder auch eine feinkörnigeRegenstruktur in der Nähe der Außenfläche. Diese Merkmale verringern die Wahrscheinlichkeit versteckter Defekte im Gussteil.
Eine präzise Steuerung der Abkühlrate erhöht die Dichte und erzeugt ein Teil mit zuverlässigeren Eigenschaften. Die Oberflächenbeschaffenheit entlang der Formwand ist in der Regel glatter und erfordert weniger Nachbearbeitung.
Mechanische Eigenschaften und Haltbarkeit
Teile aus Schleuderguss weisen im Vergleich zu Standardgussteilen in der Regel verbesserte mechanische Eigenschaften auf. Hohe Dichte und reduzierte Porosität tragen zu einer höheren Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit bei.
Diese Gussteile können wiederholter Belastung standhalten und neigen weniger dazu, im Laufe der Zeit zu reißen oder zu versagen. Deshalb werden sie oft in Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeit wie Luft- und Raumfahrt, Pumpen und Druckbehälter.
Da die Struktur Uniform Und feinkörnig, die Teile neigen dazu, eine gute Verschleißfestigkeit zu haben. Dies trägt zu ihrer Haltbarkeit und sorgt für eine längere Lebensdauer, selbst in rauen Umgebungen.
Konzentrizität und Wandstärke
Schleuderguss ist bekannt für exzellenter Rundlauf. Durch die Art und Weise, wie das Metall gegen die rotierende Form gedrückt wird, ist die Wandstärke gleichmäßig und konsistent rund um das Teil.
Sie können mit engeren Toleranzen bei der Wandstärke rechnen als bei vielen anderen Methoden. Eine einfache Tabelle zeigt typische Vorteile:
| Besonderheit | Schleuderguss | Andere Gussteile |
|---|---|---|
| Konzentrizität | Hoch | Mäßig/Niedrig |
| Wandstärke | Sogar | Kann variieren |
| Dichte | Hoch | Niedriger (variabel) |
Glatte und gleichmäßige Innen- und Außenflächen reduzieren den Bedarf an zusätzlicher Bearbeitung. Das spart nicht nur Zeit, sondern sorgt auch dafür, dass das fertige Teil seiner beabsichtigten Form genauer entspricht.
Anwendungen des Schleudergusses
Schleuderguss wird in vielen Branchen eingesetzt. Er wird häufig zur Herstellung von Zylinderlaufbuchsen für Motoren verwendet, insbesondere in Pkw und Lkw. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung robuster und glatter Teile, die länger halten.
Dieses Verfahren wird auch zur Herstellung von Metallrohren und Gusseisenrohren verwendet. Es ist hilfreich für die Herstellung von langen Rohrteile wie Rohre und dünnwandige Zylinder. Diese Teile haben gleichmäßige Wände und wenige Defekte.
Hier sind einige gängige Produkte, die auf diese Weise hergestellt werden:
| Produkt | Industrie |
|---|---|
| Zylinderlaufbuchsen | Automobilindustrie, Militär |
| Metallrohre | Bauwesen, Öl und Gas |
| Lager | Maschinen, Transport |
| Eisenbahnwaggonräder | Eisenbahnen |
| Schwungräder | Automobilindustrie, Industrie |
| Hydro-Verschleißringe | Energie |
| Gehäuse für Düsentriebwerkskompressoren | Luft- und Raumfahrt, Militär |
| Teleskopspiegel | Astronomie |
Im Luft- und Raumfahrt Feld, können Sie Teile finden wie Düsentriebwerk-Kompressorgehäuse im Schleudergussverfahren hergestellt. Diese Teile müssen sehr präzise und stabil sein.
Diese Methode unterstützt auch militärische AnwendungenArtikel wie Lager und bestimmte Motorteile werden aufgrund ihrer Langlebigkeit oft auf diese Weise hergestellt.
Schleuderguss eignet sich gut für die Prototypenentwicklung von Rohrprodukten, insbesondere wenn Sie komplexe Formen benötigen.
Häufig gestellte Fragen
Wie unterscheidet sich Halbzentrifugalguss vom echten Schleuderguss?
Beim Halbzentrifugalguss wird die Form nur teilweise mit geschmolzenem Metall gefüllt. Dieses Verfahren wird hauptsächlich für Teile mit einem zentralen Kern, wie beispielsweise Räder, verwendet. Das Metall wird durch Schleudern nach außen gedrückt, manche Teile können jedoch auch mithilfe eines Kerns geformt werden.
Beim echten Schleuderguss rotiert die Form um die eigene Achse und wird vollständig gefüllt. Dadurch entstehen hohle, runde Teile wie Rohre oder Schläuche ohne Verwendung eines zentralen Kerns.
Welche Faktoren bestimmen die Entscheidung für das Schleudergussverfahren gegenüber anderen Gussverfahren?
Wenn Produkte mit hoher Festigkeit und weniger Defekten benötigt werden, wird häufig Schleuderguss gewählt. Dieses Verfahren eignet sich ideal für die Herstellung runder, hohler Teile wie Rohre, Buchsen oder Ringe.
Sie können sich für Schleuderguss entscheiden, da Sie dadurch die innere und äußere Struktur des Metalls besser kontrollieren können. Außerdem können dadurch Verunreinigungen und Gaseinschlüsse im fertigen Produkt reduziert werden.