Druckgussfehler: Arten, Ursachen und wie man sie verhindert

Beim Druckgussverfahren wird hoher Druck auf geschmolzenes Metall ausgeübt, ein Prozess, der dem Kunststoffspritzguss ähnelt. Druckguss ist jedoch komplex und viele Faktoren können die Qualität von Druckgussprodukten beeinträchtigen. Aufgrund mangelnder Rohstoffkontrolle, unzureichender Prozess- und Produktionsplanung und anderen Faktoren stellen Druckgussfehler mittlerweile ein großes Problem dar.

Wenn diese Gussfehler nicht ordnungsgemäß behoben werden können, beeinträchtigt dies folglich die Qualität der Endprodukte. Allerdings ist zu beachten, dass sich möglicherweise nicht alle Mängel während der Reparatur vermeiden lassen Druckgussverfahren. In solchen Fällen müssen Konstrukteure möglicherweise das Formdesign ändern.

Daher besprechen wir in diesem Artikel die verschiedenen Arten von Defekten am Düsengehäuse und erläutern detailliert deren Ursachen, Lösungen und Möglichkeiten, sie zu verhindern. Lasst uns gleich loslegen!

Druckgussfehlers: Typen, Ursachen, und Lösungs

Hier werden wir die verschiedenen Druckgussfehler und Abhilfemaßnahmen behandeln. Diese Defekte treten häufig aufgrund falscher Füllungen oder einer unzureichenden Erstarrungsphase auf und lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen:

Intern Druckgussfehler

Solche Gussfehler sind schwer zu finden und schwächen die strukturelle Widerstandsfähigkeit der Bauteile. Die beiden wichtigsten internen Gussfehler sind:

1. Gasporosität

Dabei kommt es nach dem Abkühlen zur Blasenbildung im Guss. Gasporositäten erkennen Sie als runde oder ovale Strukturen am Körper von Druckgussteilen, außerdem haben sie glatte, strahlend weiße oder gelbe Oberflächen.  

Die meisten festen Metalle können keine großen Mengen an gelöstem Gas aufnehmen, flüssige Metalle jedoch schon. Dadurch bildet das Gas im festen Metall beim Abkühlen Hohlräume oder Blasen im Guss. Dies geschieht häufig während der Erstarrungsphase und Sie bemerken möglicherweise einige Löcher im Guss. Abhängig vom Schweregrad der Gasporosität kann es zu anderen Arten von Defekten und erhöhten Ausschussraten kommen.

Ursachen:

• Freigesetzter Wasserstoff aus geschmolzenen Metalllegierungen – Höhere Schmelztemperaturen führen häufig zu einer höheren Wasserstofflöslichkeit in geschmolzenen Metalllegierungen. Durch die Abkühlung und Erstarrung beim Druckguss wird die Löslichkeit des Wasserstoffs verringert und dieser aus der Metallschmelze freigesetzt. Dadurch entstehen Gasporositäten.
• Beteiligte Gase beim Füllprozess der Metalllegierung – Beim Druckgussverfahren wird geschmolzene Metalllegierung mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck in Formen gefüllt. Daher kann es zu Turbulenzen kommen, wenn die flüssige Legierung nicht stabil und geordnet fließen kann, was zu Gasporositäten führt.
• Gase aus Formtrennmitteln – Formtrennmittel zersetzen sich normalerweise und setzen Gase frei, wenn sie durch die geschmolzene Metalllegierung erhitzt werden. Folglich kann es aufgrund der übermäßigen Verwendung von Formtrennmitteln zu einer Gasverflüchtigung kommen.

Solutions:

• Kontrollieren Sie den Schmelzprozess, indem Sie das Rohmaterial im Vakuum unter Flussmittel oder in der Nähe eines Gases mit geringer Löslichkeit schmelzen, um zu verhindern, dass Luft das geschmolzene Metall erreicht.
• Stellen Sie sicher, dass Sie einen sauberen und trockenen Metalllegierungsbarren haben.
• Verwenden Sie erkennbare Druckgussparameter, einschließlich der Einspritzgeschwindigkeit.
• Eine ausreichende Anguß- und Angusslänge trägt dazu bei, dass die geschmolzene Legierung stabil fließt und Gase leicht abfließen können. 
• Wählen Sie hochwertige Schimmeltrennmittel und verwenden Sie eine angemessene Menge.

2. Schrumpfporosität

Beim Abkühlen und Erstarren des Gussteils entsteht eine Schrumpfporosität, und Metalllegierungen schrumpfen beim Abkühlen. Daher besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass dieser Defekt ohne angemessene Vorsichtsmaßnahmen auftritt. Es handelt sich jedoch um einen Defekt, wenn durch ungleichmäßiges Schrumpfen die Form verzerrt wird oder Löcher im Guss entstehen.

Schrumpfporosität kann als offenes Schrumpfen, Verziehen und geschlossenes Schrumpfen auftreten und sich auf die Spannung des Metalls auswirken. Sie erkennen diesen Defekt an eckigen Kanten, er kann aber auch mit Rissen oder dendritischen Brüchen einhergehen.

Ursachen:

• Unangemessene Auslegung des Kühlsystems.
• Zu frühes Öffnen der Form.
• Verwendung einer extrem hohen Gießtemperatur.

Solutions:

• Verbessern Sie die gesamte Gussstruktur. 
• Entwerfen Sie das Laufsystem (Anguss) so, dass Steigleitungen vorhanden sind, die einen kontinuierlichen Fluss geschmolzenen Metalls ermöglichen.
• Setzen Sie interne Kühler, Kühlschlangen oder Rippen ein, um die Wärmeableitung zu erhöhen.
• Passen Sie die Gießtemperatur an, um Gesamtvolumendefizite zu reduzieren.

3. Einbeziehungen

Dabei handelt es sich um unregelmäßig geformte Löcher im Inneren des Gussstücks oder auf seiner Oberfläche. Bei Einschlüssen befinden sich unerwünschte Sand-, Material-, Schlacken- oder Desoxidationsprodukte im Metallguss. Einschlüsse können die mechanischen Funktionen von Metallguss beeinträchtigen und können mithilfe von Röntgen- oder Ultraschalluntersuchungen identifiziert werden.

Ursachen:

• Verunreinigungen aus dem Metall aufgrund unsachgemäßer Reinigung oder Müllverschmutzung.
• Geringe Reinheit der Ofenbeschickung. 
• Wechselwirkung des Metalls mit der umgebenden Atmosphäre oder mit der Oberfläche der Form.
• Zu viel Graphit in Formtrennmitteln enthalten. 

Lösungs:

• Stellen Sie sicher, dass die Ofenladung rein ist.
• Richtige Reinigung der Metallflüssigkeit mit gründlicher Entfernung von Schlacken.
• Reinigen Sie den Formhohlraum und die Pfannen ordnungsgemäß. 
• Wenn Formtrennmittel Graphit enthalten, achten Sie auf gleichmäßiges Mischen und Rühren. 

Oberflächlich Eine Casting Schäden

Solche Gussfehler sind oft sichtbar und zerstören die Oberfläche des Bauteils und seine ästhetische Qualität. Sie beinhalten:

1. Risse

Risse entstehen, wenn das Material aufgrund von Spannungen innerhalb und außerhalb des Materials bricht. Sie erscheinen als unregelmäßige oder lineare Muster auf den Druckgussoberflächen. Der erste Riss entsteht während des Abkühl- und Erstarrungsvorgangs.

Dies liegt daran, dass Materialien mit Hohlraumgeometrie in ihrem natürlichen Zustand nicht schrumpfen können. Dadurch entstehen durch Eigenspannungen Risse oder Verformungen in der Form. Die zweite Form von Rissen entsteht durch äußere Krafteinwirkung auf das Bauteil. Die Kräfte stammen aus der Schneidphase oder der Form während des Teileauswurfs.

Risse entstehen durch falsche Legierungselemente in der Formlegierung. Daher sollten Sie beim Schmelzen die richtigen Legierungselemente verwenden. Auch die Optimierung der Bauteilstruktur und die Sicherstellung einer gleichmäßigen Wandstärke können diesem Mangel vorbeugen. Auch ein ausgewogener Druckgussteilauswurf ist eine gute Lösung für diesen Gussfehler.

2. Kalter Verschluss

Hier finden sich unregelmäßige lineare Linien auf der Oberfläche des Abgusses. Die Linien sind schmal und klein, mit glatten Kanten, die sich durch äußere Kräfte ausdehnen könnten. Kaltverschlussfehler beim Druckguss treten auf, wenn zwei Flüssigmetallfronten im Formhohlraum nicht ordnungsgemäß verschmelzen. Dadurch verbleibt eine Schwachstelle am Bauteil.

Niedrige Schmelztemperaturen, niedrige Einspritzgeschwindigkeit, unangemessene Gestaltung des Angusssystems und schlechte Fließfähigkeit der Legierung sind einige der Ursachen für Kaltverschließen. Eine Sichtprüfung hilft Ihnen, diesen Mangel zu entdecken. Eine gute Möglichkeit, ein Kaltverschließen zu vermeiden, besteht darin, die Temperaturen der Form und des geschmolzenen Metalls zu erhöhen. Sie können auch die Größe und Position des Spiels ändern und gleichzeitig die Kolbengeschwindigkeit erhöhen.

3. Netzwerkrisse

Netzwerkrisse erscheinen als haar- oder netzartige Vertiefungen und Vorsprünge auf der Oberfläche des Druckgussteils. Mit zunehmender Gießzeit vergrößert sich der Formüberstand. Dies kann auf einen rauen Formhohlraum, eine hohe Fülltemperatur, falsches Gussmaterial und unsachgemäße Wärmebehandlungen zurückzuführen sein.

Das Material Ihrer Druckgussform und Ihr Wärmebehandlungsprozess müssen geeignet sein, diesen Fehler zu vermeiden. Darüber hinaus müssen Sie für eine gleichmäßige und ausreichende Erwärmung der Form sorgen, um innere Spannungen abzubauen. Der thermische Ausgleich des Formhohlraums sollte durch geeignete Kühlmethoden sichergestellt werden. Sie wünschen sich für den Druckgussprozess eine gute Rauheit. Daher sollten Sie den Formhohlraum und das Angusssystem regelmäßig polieren.

4. Ziehen und Löten

Drags sind Defekte, die parallel zur Öffnungsrichtung der Matrize auftreten. Sie erscheinen als streifenförmige Kratzer auf der Oberfläche der Gussteile. Das Löten entsteht durch abnormales Verkleben des Matrizenhohlraums und der Metalllegierung. Es zeigt sich, dass in einigen Bereichen des Bauteils überschüssiges oder fehlendes Material vorhanden ist.

Diese Fehler beim Druckguss werden durch überhitzte geschmolzene Legierung, Schäden an der Oberfläche des Formhohlraums oder unzureichende Formschrägen verursacht. Auch ein unangemessener Einspritzmechanismus und eine schlechte Qualität des Formtrennmittels können diese Mängel verursachen.

Daher ist es am besten, hochwertige Trennmittel zu verwenden und Ihren Auswurfmechanismus zu optimieren. Wenn die Oberfläche des Formhohlraums beschädigt ist, stellen Sie sicher, dass Sie ordnungsgemäße Reparaturen durchführen. Sie können auch die Anschnittrichtung anpassen, um die Kerne im richtigen Zustand zu halten.

5. Flashes

Dieser Druckgussfehler führt zu dünnen, unregelmäßigen Blechformen auf dem Druckgussteil. Zu den Ursachen gehören eine hohe Einspritzgeschwindigkeit, eine hohe Fülltemperatur, unsaubere Ablagerungen auf der Trennfläche und eine unzureichende Spannkraft der Matrize. Daher müssen Sie die richtigen Verarbeitungsparameter verwenden und eine regelmäßige Wartung der Matrize sicherstellen, um diesen Defekt zu verhindern.

6. Blases

Beim Druckguss wird die Luft in der Maschine komprimiert und das Teil mit einem Vakuumventil, einem Überlauf oder einer Entlüftung aus dem Guss ausgeworfen. Die im Inneren verbliebene Luft löst sich gleichmäßig verteilt im geschmolzenen Metall auf. Durch Turbulenzen wird die Luft konzentriert und es entsteht ein Hochdruckhohlraum – Blasen. 

Dieser Fehler beim Druckguss bleibt bei niedrigen Temperaturen des Bauteils verborgen und verringert so die Festigkeit des Bauteils. Bei hohen Temperaturen bemerken Sie Blasen auf der Oberfläche. Daher müssen Ihre Druckgussparameter ausreichend sein. Sie sollten auch Ihr Angusssystem optimieren, um eine ordnungsgemäße Entlüftungsleistung sicherzustellen.

7. Deformation

Dies geschieht, wenn die Form des endgültigen Teils nicht mit der Zeichnung übereinstimmt. Verformungen entstehen durch unsachgemäße Entfernung des Angusses, schlechte Gusskonstruktion, vorzeitiges Öffnen der Form, unzureichende Auswurfmechanismen und Widerstand beim Gussauswurf.

Daher müssen Sie sicherstellen, dass Sie einen geeigneten Torentfernungsmechanismus wählen. Passen Sie außerdem die Formöffnungszeit an, um die Steifigkeit sicherzustellen. Auch die Optimierung struktureller Gusskonstruktionen und die Beseitigung ungünstiger Entformungsfaktoren tragen dazu bei, diesen Mangel zu verhindern.

8. Fließmarken

Hierbei handelt es sich um Streifen und ungerichtete Linien auf der Oberfläche des Druckgussteils, die sich farblich von der Gussbasis unterscheiden. Das in den Hohlraum eindringende flüssige Metall bildet oft eine dünne, unvollständige Schicht, die mit geschmolzenem Metall gefüllt sein kann. Diese Füllung hinterlässt Spuren auf dem Bauteil.

Weitere Ursachen für Fließmarken sind niedrige Formtemperatur, niedriger Fülldruck, überschüssiges Schmiermittel oder Formtrennmittel sowie eine kleine Querschnittsfläche. Daher sollten Sie die Gusstemperatur erhöhen, die Einspritzgeschwindigkeit, die Querschnittsfläche und andere Gießparameter anpassen.

9. Kurze Füllung

Bei diesem Defekt beim Druckguss können einige Materialien auf der Gussoberfläche fehlen. Dies ist auf schlechte Fließfähigkeit der Metalllegierung, niedrige Fülltemperatur, niedrigen Einspritzdruck, schlechte Füllbedingungen und übermäßigen Einsatz von Schmiermitteln zurückzuführen.

Eine gute Möglichkeit, Fehlfüllungen zu vermeiden, ist die Wahl der richtigen Metalllegierung. Es wäre hilfreich, wenn Sie auch die Düsen- und Fülltemperatur sowie die Einspritzgeschwindigkeit und den Einspritzdruck erhöhen würden. Die Verbesserung des Anschnittsystems und der Umleitung des Metallflüssigkeitsstroms trägt ebenfalls dazu bei, Fehlbefüllungen zu verhindern.

10 Laminierungs

Laminierungen entstehen durch die Überlappung zweier Schichten, die beim Füllvorgang getrennt werden. Diese Fehler beim Druckguss sind schwer zu erkennen. Sie treten nach Vorbearbeitungen wie Sandstrahlen und Trommeln auf.

Der Aufprall zwischen Gussteil und Einlegeteilen während dieser Phasen führt zum Abheben der Zinkschichten. Dadurch können sich Schmutz und Flüssigkeiten in der Mitte dieser Schichten verstecken. Die verborgenen Substanzen können währenddessen an der Oberfläche sichtbar werden Oberflächenveredelungsprozesse wie Verzinken und Lackieren, was das Ergebnis verschlechtert.

11 Sinkt

Hierbei handelt es sich um Vertiefungen auf der Oberfläche des Gussteils sowie um dickwandige Bereiche. Einbrüche werden durch den niedrigen Druck beim Einspritzen, ungleichmäßige Gusswandstärken, teilweise Überhitzung der Form und kurze Druckhaltezeiten verursacht.

Durch die Optimierung der Gusskonstruktionen können Sie eine gleichmäßige Wandstärke sicherstellen. Darüber hinaus können Sie Einsinkungen verhindern, indem Sie die Entlüftungsleistung des Formhohlraums verbessern und den Einspritzdruck erhöhen. Auch die Verlängerung der Druckhaltezeit ist eine wirksame Methode.

Tipps zur Vermeidung Druckgussfehler

Druckgussfehler können aus verschiedenen Gründen auftreten. Eine gute Leitfaden zur Gestaltung von Formteilen wird wirksam sein. Die folgenden „Grundsatz“-Tipps helfen Ihnen jedoch, diese Mängel zu vermeiden:

Ein effektives Bewertungssystem

Ein effektives Bewertungssystem würde Ihnen sagen, ob Sie Mängel reduzieren oder sich die Situation verschlechtert. Das Bewertungssystem hilft Ihnen zu erkennen, ob Korrekturen erforderlich sind. Dies ist wichtig, da Sie den Defekt beheben möchten, bevor er den Höhepunkt erreicht.

Gasporosität, Schrumpfungen und Einschlüsse sind schwerwiegende Mängel beim Druckguss, deren Schweregrad eine Beurteilung erfordert. Da Sie etwas nicht verbessern können, ohne es zu messen, benötigen Sie ein wirksames Bewertungssystem, um diese Mängel zu vermeiden.

Rechte Wandstärke

Bei Gussfehlern spielt die Wandstärke eine große Rolle, da unterschiedliche Wände zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Eine dünne Wand führt dazu, dass die Metalllegierung gefriert, was die Verformung verstärkt. Die Mindestwandstärke beträgt für Magnesium und Aluminium 1.5 – 2.5 mm, für Zink 1.0 mm.

Richtige Füllzeit

Die Füllzeit beginnt, wenn die Legierung zum ersten Mal den Anschnitt erreicht, und endet, wenn die Kavität gefüllt ist. Hier ist ein Leitfaden für die maximale Füllzeit für die meisten Gussteile:

Mithilfe der PQ2-Berechnung können Sie die richtige Füllzeit vorhersagen. Die Berechnung sagt Änderungen der Gate-Geschwindigkeiten und der Füllzeit voraus, indem sie Folgendes ändert:

• Torbereich
• Kolbengröße
• Hydraulikdruck der Maschine
• Einstellung der Kolbengeschwindigkeit

Rechtes Metallflussmuster

Der Schlüsselfaktor bei der Torkonstruktion ist der Metallfluss, der eine Funktion der Designstandards ist. Diese einfachen Schritte helfen Ihnen, das richtige Metallflussmuster zu verwenden:

• Verwenden Sie die PQ2-Berechnung, um die Angussgröße und den Kolben zu bestimmen und stellen Sie sicher, dass Sie die richtige Füllzeit, Angussgeschwindigkeit und den richtigen Hohlraumdruck verwenden
• Dann teilen Sie die Besetzung in Zonen auf
• Teilen Sie die Tore so auf, dass jedes Zine gleichzeitig gefüllt wird
• Fließen Sie über den Gipsverband
• Mischgussfehler vermeiden

Richtige Düsentemperatur

Um Gussfehler zu vermeiden, muss die richtige Temperatur verwendet werden. Niedrige Temperaturen kühlen das flüssige Metall ab und können die Oberfläche beeinträchtigen, indem sie den erstarrten Anteil erhöhen. Ein hoher Anteil an festem Metall führt dazu, dass der Strahl steif wird und sich nicht gut vermischt. Dadurch kann es zu Kaltfluss kommen, der zu Defekten führt.

Arbeiten mit RapidDirect zu Vermeiden Druckgussfehler

Das Verständnis von Druckgussfehlern und deren Ursache ist für die Sicherstellung der Teilequalität von entscheidender Bedeutung. Da es jedoch noch viel mehr zu wissen gibt, ist es am besten, mit einem Experten für Druckguss zusammenzuarbeiten. RapidDirect bietet das Beste kundenspezifische Druckgussdienstleistungen mit erstklassigem Material, professionellen Technikern und modernsten Prozessen.

Wir gehen Ihr Projekt mit dem Ziel an, die beste Qualität sicherzustellen. Darüber hinaus überwachen unsere Maschinisten den Prozess kontinuierlich. Dadurch sind wir in der Lage, ineffiziente Prozesse zu eliminieren und nur hochwertige Techniken einzusetzen. Laden Sie noch heute Ihre Designdatei hoch und erhalten Sie sofort ein Angebot.

Häufig gestellte Fragen