Mehr Effizienz in der Gussteil-Fertigung

Hybrid-Additive können Schlichte-Prozess teilweise ersetzen

Hybrid-Additive ermöglichen unter bestimmten Voraussetzungen das schlichtenfreie Gießen aber auch den Einsatz von Sondersanden zu reduzieren; im Idealfall sogar komplett zu ersetzen.

Abbildung 1: Fallbeispiel Wegfall des Schlichteprozesses.

Abbildung 2: Materialkostenvergleich bei 10 kg Kerngewicht (Basis: Quarzsand). Grafiken: ASK Chemicals

Erwartungsgemäß trägt das Schlichten zu guten und glatten Gussoberflächen bei. Es kann aber auch eine mögliche Fehlerquelle in der Prozesskette darstellen. Mithilfe von Additiven lassen sich schlichtespezifische Gussfehler wie Gasfehler, Schülpen etc. vermeiden.

Sondersande werden wegen ihres hohen Wirkungsgrades gegen Gussfehler eingesetzt, weisen jedoch hohe Einsatzkosten auf.

Die großen Herausforderungen für die Gießerei-Industrie sind der hohe Kostendruck und der starke Wettbewerb um den technologischen Vorsprung. Die Gießereien sollten sich daher mehr denn je mit der Effektivität (Qualität der Zielerreichung) und der Effizienz (Kosten-Nutzen-Relation) in der Produktion beschäftigen. ASK Chemicals, Hilden, weist darauf hin, dass Hybrid-Additive Effektivität und Effizienz in der Gussteilfertigung steigern können.

Additive werden bekanntermaßen eingesetzt, um bestimmte Gussfehler zu reduzieren oder zu vermeiden - dies ist längst gängige Praxis. Außerdem ermöglichen Additiv-Technologien gießtechnische Grenzen neu auszuloten. Die Erfahrung zeigt, dass neue Hybrid-Additive gezielt einsetzbar sind, um den Schlichteprozess teilweise zu ersetzen oder um teure Sondersande zu vermeiden bzw. zu substituieren.

Hybrid-Additive für den schlichtefreien Guss

Besonders im Bereich der Cold-Box-Fertigung bieten Additive großes wirtschaftliches Potenzial. Denn durch ihren Einsatz werden auf der einen Seite Gussfehler vermieden, und auf der anderen Seite können Prozesskosten durch den Wegfall des Schlichteprozesses eingespart werden. Die Gießerei spart Investitionen in die Peripherie, die für den Schlichteprozess erforderlich ist. So sind z. B. Trocknungsanlagen wie Umluft- oder Mikrowellenöfen, Schlichtebecken oder das Bereithalten von Lagerfläche verzichtbar.

Besonders in kostenintensiven west- und nordeuropäischen Gießerei-Märkten steigert die Einsparung der Arbeitsschritte die Effizienz des Fertigungsprozesses: Der Schlichteprozess mit anschließender Trocknung nimmt Zeit und Personal in Anspruch, sodass die Produktivität durch seinen Wegfall verbessert wird. Ein Verzicht auf den Schlichteprozess geht daneben mit einer Reduzierung der Energiekosten einher, weil die energieintensive Ofentrocknung von wassergeschlichteten Kernen nicht mehr benötigt wird.

Unstrittig ist, dass Schlichten in erheblichem Maße zu guten und glatten Gussoberflächen beitragen. Nicht verschweigen sollte man dennoch, dass das Schlichten auch eine mögliche Fehlerquelle in der Prozesskette darstellen kann.

Geben es Anwendung und Anforderungen an das Gussteil her, lohnt es sich, über das schlichtefreie Gießen nachzudenken. Durch den Wegfall des Schlichteprozesses und den Einsatz des Hybrid-Additivs VEINO ULTRA von ASK Chemicals kann eine erhebliche Kosteneinsparung von mehr als einem Drittel pro Kern und damit eine deutliche Effizienzsteigerung erreicht werden (Abbildung 1).

Der jüngste Zuwachs der „VEINO ULTRA“-Familie, VEINO ULTRA 3010, wurde gezielt für den Einsatz im schlichtefreien Prozess und zur Substitution von Sondersanden entwickelt. VEINO ULTRA 3010 weist eine hohe thermische Stabilität und Maßhaltigkeit am Abguss auf. Die gute Trennwirkung und die hohe Fließfähigkeit der Kernformstoffmischung im Kernkasten runden das Eigenschaftsprofil ab. VEINO ULTRA 3010 wird darüber hinaus zum Ersatz von Sondersanden eingesetzt.

Hybrid-Additive zur Substitution von Sondersanden

Gießereien setzen Sondersande vor allem wegen des hohen Wirkungsgrades gegen Gussfehler wie z. B. Blattrippen oder Vererzungen ein.

Vor dem Einsatz von Sondersanden sollte jedoch eine genaue Kostenbetrachtung erfolgen. Typische Zugabemengen von 30 % bis 100 % sowie die Faktoren Verfügbarkeit, Regenerierbarkeit, Transport, Lagerhaltung und Altsandentsorgung belegen die hohen Einsatzkosten dieser Rohstoffe. Hinzu kommt, dass Sondersande wie alle natürlichen Produkte Qualitätsschwankungen unterliegen, welche die Prozesssicherheit beeinträchtigen können.

Demgegenüber stehen Hybrid-Additive der neuesten Generation wie z. B. VEINO ULTRA 3010. Diese Produkte ermöglichen entweder den kompletten oder den teilweisen Verzicht auf kostenintensive Sondersande bei gleicher bzw. besserer Gussteilqualität. Neue Hybrid-Additive wie VEINO ULTRA 3010 eignen sich zum Beheben von Gussfehlern und zum Optimieren der Gussteilqualität.

Vergleicht man die Kosten von Quarzsand in Kombination mit VEINO ULTRA 3010 mit dem Einsatz von Sondersanden, so weist die Formstoffmischung mit Additiv eine deutlich bessere Kosten-Nutzen-Relation auf (Abbildung 2).

Lesen Sie mehr hierzu im aktuellen Heft der Gießerei-Praxis.

(Quelle: Kurzfassung des Beitrags „Neue Hybrid-Additive für mehr Effektivität und Effizienz bei der Gussteilfertigung“ aus Heft 9/2017 GIESSEREI-PRAXIS ASK Chemicals)

www.ask-chemicals.com