TEMPERATURREGELUNG DER GIESSFORMEN

Beim Druckgießen spielt die Temperatur der Gießform für die Qualität der Werkstücke und für den Arbeitszyklus eine große Rolle.

Bei einer zu niedrigen Temperatur der Gießform können folgende Probleme auftreten:

• Rasche Verschlechterung der Gießform

• Schwieriger Ausstoß

• Zusammenziehen des Werkstücks am Zapfen

• Verschmelzungen zwischen Metall und Gießform

• Verringerte Wirksamkeit der Trennschmierstoffe

• Maßunbeständigkeit

• Unvollständige Formfüllung

Bei einer zu hohen Temperatur der Gießform können hingegen folgende Probleme auftreten:

• Schwieriges Ausdrücken des Gussteils (Deformierungen, Klebestellen)

• Rasche Verschlechterung des Trennschmierstoffs

• Verlängerung der Zykluszeit

• Maßunbeständigkeit des Gussteils

• Blasenbildung

• Auftreten von Porosität und Einfallstellen

• Erhöhter Verschleiß der Gießform

Die korrekte Temperaturregelung der Gießform scheint demnach zur Erzielung einer hohen und konstanten Qualität der Produktion sowie für eine Optimierung des Produktionszyklus von wesentlicher Bedeutung.

Temperaturregler sind elektromechanische Geräte, die die Aufgabe haben, die Temperatur der während des Druckgießens verwendeten Gießformen zu regeln.

Die Temperaturregelung erfolgt durch die Erhitzung bzw. Kühlung einer Flüssigkeit (diathermisches Öl oder Druckwasser), die danach über eine Elektropumpe in die in der Gießform eingearbeiteten Kanäle geleitet wird. Die Wärmeübertragung auf die

Formoberfläche erfolgt durch Konvektion zwischen der Flüssigkeit und der Oberfläche der Kanäle, sowie durch Wärmeleitung durch das Gießformmaterial selbst.

Bei der Verwendung von Temperaturreglergeräten können die folgenden vier wichtigsten Vorteile hervorgehoben werden:
    

1)    VERBESSERUNG DER MECHANISCHEN MERKMALE SOWIE DER HALTBARKEIT DES GUSSTEILS.

2)    MÖGLICHE PRODUKTIVITÄTSSTEIGERUNG DER DRUCKGIESSMASCHINEN DURCH REDUZIERUNG DER ZYKLUSZEIT.

3)    LÄNGERE LEBENSDAUER DER GIESSFORMEN.

4)    GERINGERER AUSSCHUSS BEI ARBEITSBEGINN.

TEMPERATURREGLER ZUR VERBESSERUNG DER GUSSQUALITÄT

Die mechanischen Merkmale eines Druckgusses sind eng mit der Strukturform der Legierung sowie mit ihrer Korngröße verbunden. Je höher die Kornanzahl pro Volumeneinheit und je kristalliner deren Struktur ist, desto besser fallen folgende Werte aus:

- Dehnung %

- mechanische Zugfestigkeit

- Härte

Die Größe der Kristalle ist im Druckguss sicherlich an die Kühlungszeit des Gusses gebunden:

Durch die Verwendung der Temperaturregler wird eine hohe Kühlungsgeschwindigkeit erzielt, wonach sich die mechanischen Eigenschaften und die Haltbarkeit des Werkstücks wesentlich verbessern.

Auf Gussteilen mit unterschiedlichen Stärken können die mechanischen Merkmale sowie die Haltbarkeit gleichmäßig gestaltet werden, indem die Erstarrungszeit in den verschiedenen Gussbereichen konstant gehalten wird; dazu werden zu kalte Bereiche (mit geringerer Stärke) erhitzt und zu heiße Bereiche (mit größerer Stärke) gekühlt.

TEMPERATURREGLER ZUR ERZIELUNG HÖHERER PRODUKTIONSLEISTUNGEN

Mit der Verwendung der Temperaturregler ist eine Verbesserung der betriebsinternen Produktionsleistung möglich.

Aus der höheren Anzahl der Gießvorgänge pro Stunde ergibt sich eine größere Wärmemenge, die der Gussoberfläche von der Legierung übertragen wird (für eine Legierung UNI 5076 Q = 798 kJ7kg), woraus sich wiederum eine Temperaturerhöhung der

Gießform und demnach eine höhere Erstarrungszeit ergibt.

Mithilfe der Temperaturreglergeräte kann eine hohe Anzahl von Gießvorgängen beibehalten werden, weil diese Temperaturerhöhung eben durch eine verstärkte Kühlung ausgeglichen wird.

TEMPERATURREGLER ZUR ERZIELUNG HÖHERER STANDZEITEN DER GIESSFORM

Die physikalischen und mechanischen Merkmale der normaler Weise für den Druckguss verwendeten Gießformen verändern sich temperaturbedingt laut nebenstehendem Diagramm.

Mit den Temperaturreglern kann eine angemessene Vorerhitzung der Gießform erzielt werden, um:

• die Temperatur zu überschreiten, bei der der Stahl von brüchig auf geschmeidig übergeht (ca. 150 °C) und unter welcher die große Wahrscheinlichkeit besteht, dass sich Strukturschäden durch Wärmeermüdung ergeben.

• das Temperaturgefälle zwischen der Gießform und der Schmelze sowohl vor dem Druckgießen als auch während der Stillstandzeiten der Maschine zu reduzieren und demnach die thermischen Spannungen im Stahl beachtlich einzuschränken.

Durch diese Vorgehensweise kann die Standzeit der Gießformen auch um 27-30 % verlängert werden.

TEMPERATURREGLER FÜR GERINGEREN AUSSCHUSS

Die Erwärmung der Gießform bei Zyklusbeginn bzw. während der Stillstandzeiten der Druckgießmaschine verlängert durch die Verringerung der Temperaturschocks nicht nur die Standzeit der Gießformen, sondern ermöglicht auch eine Reduzierung der Anzahl an Druckgießvorgängen, die für die Temperaturerlangung der Form notwendig sind.

Demzufolge wurde festgestellt, dass die Verringerung des Ausschusses Werte von bis zu 65 %  erreicht hat.