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Guss ist ein Formgebungsverfahren, bei dem geschmolzenes Metall in einen vorbereiteten Hohlraum einer Form gegossen wird. Nach dem Abkühlen und Erstarren erhält man Metallteile oder Rohlinge mit bestimmten Formen, Abmessungen und Eigenschaften.
Das grundlegende Prinzip besteht darin, die Fließfähigkeit von Metallen auszunutzen, um eine nahezu netznahe Fertigung von Bauteilen mit komplexer Struktur zu erreichen. Guss ist eines der grundlegendsten und am weitesten verbreiteten Metallumformverfahren in der Fertigung und wird als „industrieller Grundstein“ bezeichnet. Typische Produkte umfassen Motorenblöcke, Zahnräder, Rohrverbindungen, Kunstwerke usw.
Beschreibung: Das Sandgussverfahren ist die traditionellste und am weitesten verbreitete Gussmethode. Dabei wird Formsand verwendet (meist Siliziumsand, gemischt mit Ton oder anderen Bindemitteln), um Gussformen herzustellen. Eine Gussform besteht gewöhnlich aus zwei Hälften (Ober- und Unterform) und einem Kern, der einen Innenhohlraum bilden kann. Das flüssige Metall wird in den Hohlraum der Sandform gegossen. Nach der Erstarrung wird die Sandform zerstört, um das Gussteil zu entnehmen. Sandformen sind in der Regel für die einmalige Verwendung bestimmt.
Merkmale: Es hat äußerst breite Anpassungsfähigkeit und kann Gussteile nahezu jeder Größe, Komplexität und Legierung herstellen. Die Kosten für Formen (Holzformen oder Metallformen) sind relativ gering. Allerdings sind die Maugenaugigkeit und die Oberflächenqualität der Gussteile vergleichsweise schlecht, das Maß an Nachbearbeitung ist groß und die Produktivität ist relativ niedrig.
Hauptanwendungen: Motorblöcke, Maschinenbetten, große Ventile, Pumpengehäuse, skulpturale Kunstwerke usw.
Beschreibung: Präzisionsguss, üblicherweise speziell bezogen auf Schleuderguss, auch bekannt als "Wachsausschmelzverfahren". Der Prozess ist wie folgt: Zuerst wird mit einem schmelzbaren Material (z. B. Wachs) ein präzises, schmelzbares Modell hergestellt. Danach wird eine speziell formulierte feuerfeste Beschichtung mehrfach auf das Modell aufgetragen und mit Sandkörnern bestreut. Nachdem das Ganze erhärtet und getrocknet ist, bildet sich eine kompakte Schale. Danach wird das Modell mit heißem Wasser oder Dampf ausgeschmolzen und abgeführt. Schließlich wird die Schale bei hoher Temperatur gebrannt und mit flüssigem Metall ausgegossen.
Merkmale: Es können Gussteile mit äußerst hoher Maßgenauigkeit und sehr guter Oberflächenqualität hergestellt werden. Zudem lassen sich Bauteile mit äußerst komplexen Formen gießen, die mit anderen Verfahren nur schwer zu bearbeiten sind. Das Verfahren ist nahezu für alle Legierungen geeignet, insbesondere für hochschmelzende und schwer bearbeitbare Legierungen. Allerdings ist der Prozess aufwendig, der Produktionszyklus lang und die Kosten pro Gussstück hoch.
Hauptanwendungen: Turboschaufeln für Luftfahrttriebwerke, Golfschlägerköpfe, medizinische Geräte, Zahnräder, Kunsthandwerke usw.
Beschreibung: Abgekürzt als Druckguss bezeichnet. Das Prinzip besteht darin, dass unter hohem Druck flüssiges Metall mit hoher Geschwindigkeit in den Hohlraum einer präzisen Metallform gefüllt wird und anschließend unter Druck schnell abgekühlt und verfestigt wird, um ein Gussstück zu bilden. Die Formen bestehen in der Regel aus hitzebeständigem Legierungsstahl und können wiederverwendet werden.
Merkmale: Extrem hohe Produktionswirtschaftlichkeit, geeignet für Massenproduktion; Die Gussteile weisen eine hohe Maßgenauigkeit auf, verfügen über eine gute Oberflächenqualität und ermöglichen die Fertigung von dünnwandigen, komplexen Bauteilen. Allerdings sind die Kosten für Ausrüstung und Werkzeuge sehr hoch; Verwendbar ist das Verfahren gewöhnlich nur für Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt (z. B. Zink-, Aluminium- und Magnesiumlegierungen); Aufgrund der schnellen Füllgeschwindigkeit ist es schwierig, das Gas im Hohlraum vollständig abzuleiten, wodurch die Gussteile anfällig für Porosität sind. In der Regel ist eine Wärmebehandlung nicht möglich.
Hauptanwendungen: Automobilteile (z. B. Getriebegehäuse), Gehäuse für 3C-Produkte (Mobiltelefone, Laptops), Spielzeugmodelle, alltägliche Metallteile.
Beschreibung: Allgemein ausgedrückt bezeichnet Schwerkraftguss den Prozess, bei dem flüssiges Metall durch den Einfluss der Erdanziehungskraft eine Form füllt. In der Praxis bezieht es sich jedoch meistens speziell auf Metallformguss, also ein Gussverfahren, das eine Metallform (auch als "Dauerform" bezeichnet) verwendet und sich auf die Schwerkraft des flüssigen Metalls selbst verlässt, um die Form zu füllen. Die Formen können mehrere hundert bis zehntausend Mal wiederverwendet werden.
Merkmale: Aufgrund der schnellen Abkühlung durch die Metallform weisen die Gussteile eine dichte Struktur und gute mechanische Eigenschaften auf. Die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität sind besser als beim Sandguss, jedoch schlechter als beim Druckguss. Eine Form kann für mehrere Gussstücke verwendet werden, wobei das Verfahren eine relativ hohe Produktivität aufweist. Allerdings sind die Kosten für Metallformen höher als bei Sandformen. Zudem ist die Luftdurchlässigkeit schlecht und die Anforderungen an die Entlüftung der Form sind hoch. Es ist nicht geeignet für Bauteile mit äußerst komplexen Formen.
Hauptanwendungen: Kleine und mittlere Gussstücke aus NE-Metallen mit hohen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften, wie z. B. Aluminiumfelgen, Motorzylinderköpfe, Kolben und Bremsnaben.
| Hauptmerkmale | Typische Anwendungsbereiche | |
| Grauguss | Kostengünstig, verschleißfest und schwingungsdämpfend, aber spröde | Motorblock, Maschinenbett, Rohrleitung |
| Sphäroguss (Gusseisen mit Kugelgraphit) | Hohe Festigkeit, gute Zähigkeit und hervorragende Gesamtleistung | Kurbelwellen, Zahnräder und schwere Maschinenbauteile |
| Gussstahl | Hohe Festigkeit, gute Zähigkeit und Schlagfestigkeit | Druckbehälter, Kraftwerksausrüstung, Strukturbauteile |
| Edelstahl | Korrosionsbeständig, hitzebeständig und ästhetisch ansprechend | Chemische Ausrüstung, Lebensmittelmaschinen, Medizingeräte |
| Aluminiumlegierung | Leicht im Gewicht, korrosionsbeständig und gute Wärmeleitfähigkeit | Automobilteile, Gehäuse für Elektrogeräte, Aerospace-Bauteile |
| Kupferlegierung | Verschleißfest, korrosionsbeständig und gute Wärmeleitfähigkeit | Lager, Ventile, Schiffsaccessoires |
| Magnesiumlegierung | Extrem leicht und mit hoher spezifischer Festigkeit | gehäuse für 3C-Produkte, Aerospace-Bauteile |
| Zinklegierung | Es hat eine ausgezeichnete Gießbarkeit, kann verchromt werden und ist kostengünstig | Spielzeug, Beschläge, Reißverschlüsse |
| Mit einem Gehalt an Kohlenwasserstoffen von mehr als 0,5% | Es hat eine äußerst hohe spezifische Festigkeit, eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und sehr hohe Kosten | Aerospace-Motoren, menschliche Implantate |
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