13.09.2017 | Ausgabe 9/2017

Heißverformbarkeitsprüfung für chemisch gebundene Formstoffe

Ansicht Prüfgerät Quelle: Sam Ramrattan

Ebenso wie das stetige Anwachsen des Bedarfes an mehr und mehr komplexen Gussteilen erhöhen sich auch die Anforderungen an die Komplexität von Kernen und Formen. Zur Herstellung von endabmessungsnahen Gussteilen mit minimalen Fehlern ist es notwendig zu verstehen, welchen thermomechanischen Beanspruchungen Kerne und Formen ausgesetzt sind, wenn sie mit verschiedenen chemisch härtenden Bindern, Additiven und Schlichten hergestellt wurden. An der Western Michigan University in Kalamazoo wurde ein Prüfgerät zur Untersuchung der Heißverformbarkeit entwickelt. Das Prüfgerät arbeitet mit Scheibenprobekörpern mit einem Durchmesser von 50 mm und verschiedenen Dicken. Die Proben werden automatisch in einen direkten symmetrischen Kontakt mit einer heißen Oberfläche gebracht. Das Prüfgerät bringt eine ansteigende Kraft auf den Probekörper auf, die den hydrostatischen Druck auf Formwände und Kerne während der Formfüllung simulieren soll. Später verwendet das Gerät eine konstante Kraft, wodurch die komplett gefüllte Form während der Erstarrung simuliert werden soll. Während der Prüfzeit können die Temperatur sowie die longitudinale und vertikale Bewegung der Probe in Echtzeit gemessen werden. In der durchgeführten Studie wurden interessante grafi sche Zusammenhänge der thermo-mechanischen Verformung von PUR-Cold-Box- und Maskenformstoff en bei für Gusseisen relevanten Grenzflächentemperaturen aufgenommen.

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As the ever growing need to produce complex castings increases, so does the complexity of cores and molds. In order to accomplish near-net-shape casting with minimal defects, it‘s necessary to understand the thermal-mechanical effect suffered by the cores and molds when different binders, additives and coating are used for chemically bonded sands.

A thermal distortion testing machine was developed at Western Michigan University. The device can accommodate a 50 mm disc-shaped specimen of varying thicknesses. The specimen is automatically brought into direct symmetrical contact with a hot surface. The machine applies a ramping force to the specimen which represents a hydrostatic head pressure experienced by a core and mold wall during filling. Further, the machine maintains a constant force signifying filled mold through casting solidification. During this time the instrumentation is designed to capture temperature in the specimen and both longitudinal and radial movement in the specimen in real-time. In this study results show interesting graphical representations of the thermal-mechanical distortions in a polyurethane cold-box and shell resin coated sand binder system at cast iron interfacial temperatures.

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