Bildung von nichtmetallischen Einschlüssen in Gießwaren

Die Quellen für Einschlüsse und Gase in geschmolzenem Metall umfassen hauptsächlich mehrere Aspekte: Rückstände und Gase aus thermischer Zersetzung und Verdampfung von Modellen, Schlacke und Gase, die während des Schmelzens von geschmolzenem Metall entstehen, Oxid-Schlacke, die durch Oxidation von geschmolzenem Metall gebildet wird, Auflösung spezifischer Gase durch hochtemperaturgeschmolzenes Metall und externe Verunreinigungen, die in den abgedichteten Formhohlraum eindringen.

Unter diesen Schlacken und Gasen macht die beim Schmelzen von geschmolzenem Metall entstehende Schlacke den größten Anteil aus, gefolgt von der Schlacke, die aus Reaktionen zwischen gelösten Gasen in hochtemperaturgeschmolzenem Metall und dem Metall selbst entsteht, sowie den durch Oxidation von geschmolzenem Metall gebildeten Oxiden. Tatsächlich machen Rückstände aus der Verdampfung und thermischen Zersetzung von Modellen einen relativ geringen Anteil aus. Nichtsdestotrotz ermöglicht eine schlechte Abdichtung von Modellhohlräumen das Eindringen externer Verunreinigungen, was zu schweren massiven Einschlusndefekten führen kann.

Diese Schlacken, Gase und extern eingemischten festen Verunreinigungen weisen eine geringe Dichte auf. Sie steigen während des Füllens und Abkühlens des geschmolzenen Metalls vor der Erstarrung langsam nach oben und treiben unter negativem Druck in Bereiche mit geringerem seitlichem Druck. Wenn solche Schlacken und Gase aus Gussteilen entweichen, während das Metall flüssig bleibt, treten weder Einschlüsse noch Lunkerdefekte auf.

In Gießereien für verlorene Schäume sind die Unterdruckkammern von Sandkasten-Unterdrucksystemen meist am Boden und an den umliegenden Wänden der Sandkästen angeordnet. Die Richtung der Unterdruckabsaugung ist senkrecht zur natürlichen Aufwärtsbewegung von Schlacken und Gasen, was das Aufsteigen und Austreiben von Verunreinigungen und Gasen behindert.

Thermodynamische und kinetische Faktoren, die die Bildung und Entfernung von Einschlüssen in geschmolzenem Metall steuern, begünstigen das Auftreten von Einschlusndefekten in verlorenen Schaumgussteilen und behindern gleichzeitig deren Beseitigung. Aufgrund der vielfältigen Roh- und Hilfsstoffe, die von heimischen Gießereien verwendet werden, und unter dem Druck der kontinuierlichen Kostenreduzierung enthalten der gekaufte Schrott und Roheisen komplizierte Zusammensetzungen und reichlich Verunreinigungen.

Die meisten Gießereien schmelzen Schrott in Mittelfrequenz-Induktionöfen für die Gussproduktion, was zu einem hohen Gehalt an Verunreinigungselementen im geschmolzenen Metall führt. Gleichzeitig sind die von heimischen Gießereien für verlorene Schäume verwendeten Modellmaterialien meist Polystyrolschaum für Bau und Verpackung. Komplexe physikalische und chemische Reaktionen zwischen dem Füllen des geschmolzenen Metalls und den Modellmaterialien erzeugen reichlich Pyrolyseprodukte, was die Einschlüsse im geschmolzenen Metall weiter erhöht.