Eine Möglichkeit, die Reinheit einer Aluminiumschmelze zu bestimmen, ist die VMET-Analyse (Vesuvius Melt Quality Assessment). Bei dieser Technik wird eine erstarrte Aluminiumprobe in einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) einer energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDXS) unterzogen. Das mit EDXS gekoppelte REM zeichnet die Größe, Morphologie und Zusammensetzung von Defekten in der Probe auf, wobei vordefinierte Algorithmen genutzt werden, die speziell für Aluminium angepasst sind.
Anhand der Analyse können Gießereien die Wirksamkeit der Schmelzebehandlung zur Verbesserung der Schmelzqualität bewerten und Anpassungen vornehmen, um sicherzustellen, dass die entsprechenden Standards eingehalten werden. Dies ist besonders wichtig auf dem wachsenden Markt für hochwertige Aluminiumteile, vor allem in der Automobilindustrie, wo die Spezifikationen der Endverbraucher immer strenger werden.
Mehr Informationen zur Schmelzebehandlung:
www.vesuvius.com/foundry/non-ferrous-foundry/melt-treatment.html
www.giesserei-praxis.de/giesserei-lexikon/glossar/schmelzebehandlung
Die Messung der Schmelzereinheit ist aber nur so gut wie die analysierte Probe. Daher haben Forscher der Foseco die bei der VMET-Analyse verwendete Probenahmeverfahren untersucht. In der Studie wurden zwei alternative Verfahren mit der traditionellen Probenahme mit der K-Mould-Kokille verglichen.
Bei der K-Kokillen-Probenahme wird flüssiges Metall in eine Form gegossen; dies kann sich jedoch negativ auf die Schmelzqualität der Probe auswirken, da Schrumpfungsporen in das Gussmetall eingebracht werden. Mit dem Ziel, dieses Problem zu beheben, wurden Kupferkokille und Tauchprobenahme für VMET getestet und mit der K-Form verglichen.
Untersucht wurden die Verfahren in drei Versuchsreihen unter verschiedenen Bedingungen. Es zeigte sich, dass sowohl die Kupferkokillen- als auch die Tauchprobenahme mit unterschiedlichen Geometrien und Kokillenmaterialien zu Proben mit deutlich weniger Einschlüssen führten als das traditionelle K-Form-Verfahren.
Sowohl Volumenanteil als auch die Dichte der Schwindungsporen konnten gesenkt werden, ohne dass sich dies deutlich negativ auf die Schmelzequalität auswirkt. Die Ergebnisse zeigen insbesondere, dass die Tauchprobenahme etwas zuverlässiger ist als die Kupferkokillen-Probenahme; beide Verfahren haben sich jedoch als zuverlässige Techniken für die Untersuchung von Proben durch VMET erwiesen.
In der Studie wurde zudem gezeigt, dass VMET mit der richtigen Probenahmetechnik eine praktikable Methode zur Bestimmung der Reinheit einer Aluminiumschmelze mit hoher Detailgenauigkeit (d. h. im Mikrometerbereich) bleibt.
Hier geht es zur Studie:
Dr. Mert Kurttepeli, Head of R&D Services bei Foseco Nederland: "A comparison of different sampling techniques for aluminium metal cleanliness investigations"
www.vesuvius.com/Samplingmethods.pdf
www.vesuvius.com/foundry/foseco/sampling-methods.html
Mehr Informationen zu VMET:
Wenwu Shi, Senior research engineer: "VMET analysis of cast aluminium alloys fundamental application and statistical analysis monitoring the metal cleanliness and developing treatment techniques to improve it"
www.foundrytradejournal.com/vmet-analysis-of-cast-aluminium-alloys
