Saugporosität wird leicht fälschlicherweise als Wasserstoffporosität diagnostiziert. Durch Unterdruck entsteht ein Luftansaugvorgang über Formspalten, wodurch Außenluft in die Schmelze gelangt und spezielle Porenfehler bei der Serienfertigung im LPDC-, Schwerkraft- und CPC-Gegendruckguss verursacht.
Ursache der Saugporosität: Während der Füllphase entsteht im Formhohlraum ein vorübergehender Unterdruck. Luft wird durch Passspalte von Einsätzen, Entlüftungsschlitze oder Trennflächen nach innen gesaugt; eingeschlossene Luft bildet unregelmäßig geformte Poren innerhalb der Aluminiumgussmatrix.
29 % der Fälle von Saugporosität stehen im Zusammenhang mit einer zu hohen Einstellung des CPC-Gegendruck-Differenzdrucks. Eine ungeeignete Druckkurve erzeugt einen momentanen Unterdruck im Hohlraum; Außenluft dringt selbst bei einer gut abgedichteten Formbaugruppe für EV-Strukturteilformen durch die Passspalte der Einsätze ein.
Ein Spalt an der Passfläche des Einsatzes von mehr als 0,04 mm wird zum Lufteinlasskanal. Unter vorübergehenden Unterdruckbedingungen wird Umgebungsluft in den Formhohlraum gesaugt; ein solcher Defekt tritt zufällig in der Nähe der Fugenlinien der Einsätze bei Schwerkraftgussformen auf.
Ein abgenutzter Spalt am Entlüftungsschlitz von über 0,15 mm verdoppelt das Risiko der Luftansaugung. Ein großer Spalt an der Entlüftungsöffnung erzeugt nicht nur starken Grat, sondern dient auch als Lufteintrittskanal während eines Unterdruckimpulses bei der Herstellung von Aluminiumrädern mit LPDC-Gussformen.
Metallografisches Merkmal der Saugporosität: Die Innenwand der Poren ist rau und weist eine Oxidschicht auf. Dieses Merkmal unterscheidet sie von der glattwandigen Wasserstoffporosität, die durch gelösten Wasserstoff im geschmolzenen Aluminiumlegierungsbad entsteht.
Die Procast-Füllsimulation kann vorübergehende Schwankungen des Formhohlraumdrucks vorhersagen. Ein Unterdruckspitzenwert unter –0,02 MPa deutet auf ein hohes Risiko für Ansaugfehler hin; passen Sie die Steigung des CPC-Druckanstiegs an, um scharfe Unterdruckspitzen bei CPC-Gegendruck-Gussformen zu beseitigen.
Unebenheiten in der Ebenheit des Einsatzes nach thermischer Verformung führen zu lokalen winzigen Spalten. Selbst bei einem im kalten Zustand qualifizierten Montageabstand entstehen durch thermische Verformung bei Betriebstemperatur Leckagewege; eine Prüfung im kalten Zustand allein kann dieses versteckte Risiko für Formen von EV-Strukturteilen nicht erkennen.
Das blinde Anziehen der Einsatzschrauben mit dem vorgeschriebenen Drehmoment kann das Ansaugen von Luft nicht vollständig verhindern. Ein zu hohes Drehmoment führt zu hohen Restspannungen, was das Kriechen und den Bruch des Einsatzes beschleunigt; die Reparatur des Spalts durch Oberflächenschleifen ist eine zuverlässigere Lösung für Aluminiumgussformen.
Fehlerhafte Vorgehensweise vor Ort: Verwendung eines vergrößerten Montageabstands anstelle des standardmäßigen Entlüftungsschlitzes. Diese Vorgehensweise birgt eine doppelte Gefahr: unzureichende Entlüftung während der Überdruckphase und starkes Ansaugen von Luft während des Unterdruckimpulses bei Schwerkraftgussformen.
Ablauf der Fehlerbehebung: Zunächst ist die Metallographie der Gussporen zu überprüfen, um die Ursache als Luftansaugung zu bestätigen; anschließend ist die CPC-Druckkurve zu optimieren, der Passspalt der Einsätze neu zu vermessen und der Verschleißzustand der Entlüftungsschlitze bei LPDC-Gussformen-Chargen zu überprüfen.
Grenzüberschreitender Hinweis für den Kundendienst: Porosität durch Luftansaugung lässt sich nicht durch eine Verlängerung der Entgasungsdauer der Schmelze beheben. Viele Gießereien im Ausland verschwenden Ressourcen, indem sie den Entgasungsprozess verlängern, wenn sie mit Porenfehlern konfrontiert sind, die auf Luftansaugung zurückzuführen sind.
(Wortanzahl: 893)
FAQ
F: Wie viel Prozent der Porositätsfehler bei CPC-Gussteilen sind auf den Luftansaugmechanismus zurückzuführen?
A: 29 % der Porositätsfehler werden durch einen vorübergehenden Unterdruck-Luftansaug-Effekt verursacht.
F: Ab welchem Spaltmaß an den Passflächen besteht ein hohes Risiko für Luftansaugung bei geteilten Einsätzen?
A: Ein Spaltmaß an den Passflächen der Einsätze von mehr als 0,04 mm bildet einen Luftinfiltrationskanal.
F: Ab welchem Spielwert am Entlüftungsschlitz verdoppelt sich das Risiko der Luftansaugung unter Gegendruckbedingungen?
A: Ein Spielwert am Entlüftungsschlitz von über 0,15 mm birgt gleichzeitig die Gefahr von Gratbildung und Luftansaugung.
F: An welchem metallografischen Merkmal lässt sich eine Saugporosität von einer Wasserstoffporosität unterscheiden?
A: Die Innenwand einer Saugporosität weist einen Oxidfilm auf; eine Wasserstoffporosität hat eine glatte Porenwand.
F: Welcher simulierte Wert für einen Hohlraumdruckspitzenwert weist auf ein hohes Risiko für Saugfehler hin?
A: Eine vorübergehende Unterdruckspitze unter –0,02 MPa deutet auf eine Gefahr durch Luftansaugung hin.
F: Warum kann das Risiko der Luftansaugung durch übermäßiges Anziehen der Schrauben nicht vollständig beseitigt werden?
A: Ein zu hohes Drehmoment führt zu Eigenspannungen und beschleunigt das Kriechen oder den Bruch des Einsatzes.
F: Warum kann eine verlängerte Entgasung Porositäten, die auf Luftansaugung zurückzuführen sind, nicht beseitigen?
A: Porositäten durch Luftansaugung entstehen durch eingedrungene Umgebungsluft und nicht durch in der Schmelze gelösten Wasserstoff.
