Einfluss von Oxid- und Wasserstoffgehalt auf die Qualitätsmessung von Aluminiumschmelzen

Die Reinheit einer Aluminiumschmelze ist einer der ersten Parameter, welcher in einer Gießerei gemessen werden kann und dem für die Qualität eines Gussteiles eine außerordentliche hohe Wichtigkeit beigemessen wird. In der vorliegenden Arbeit wird die Einflussnahme von steigendem Oxid- und Wasserstoff gehalt auf die Analyseergebnisse der Schmelzequalitätsmessmethoden des Porous Disc Filtration Apparatus (PoDFA) und des Bifi lmindex diskutiert. Hierfür wurden Schmelzen der A356- Aluminiumgusslegierung gezielt mit Aluminiumdrehspänen verunreinigt. Verschiedene Wasserstoffgehalte wurden durch Aufgasen mit Ar-30H2- oder Hydral 40-Tabletten eingestellt und In-Situ mit dem Alspek-H-Sensor gemessen. Obwohl beide Analysemethoden nicht ohne Beschränkungen eingesetzt werden können, wurde gezeigt, dass mit einer kombinierten Anwendung von PoDFA und Bifilmindex Oxideinschlüsse nachgewiesen und vor allem eine Quantifizierung nach unterschiedlicher Art des Oxidfilmes vorgenommen werden kann. Aluminiumgusslegierungen basierend auf dem Zweistoffsystem Aluminium-Silizium sind auf Grund ihres außerordentlich hohen Verhältnisses von Festigkeit zum Eigengewicht, sehr guter Vergießbarkeit und Korrosionsbeständigkeit weit verbreitet in der Automobil- und Luftfahrtindustrie. Mikroporosität in Form von Gas- und Schwindungsporosität beeinflusst statische und dynamische Eigenschaften von Gussteilen und kann zur Verschlechterung mechanischer Eigenschaften, verminderter Druckdichtigkeit und in Konsequenz zu frühzeitigem Bauteilversagen führen [1]. Die Entstehung von Mikroporosität im eigentlichen Gussteil ist ein komplexes Phänomen und von unterschiedlichen Faktoren abhängig. Die wichtigsten unter ihnen sind der Wasserstoffgehalt und der Verschmutzungsgrad der Schmelze. Letzterer steht in direktem Zusammenhang mit dem Aluminiumoxidgehalt und der Anzahl aller nichtmetallischen Einschlüsse....