Formen für den Sandguss sind zwar von kurzer Lebensdauer, spielen jedoch eine entscheidende Rolle in der Industrie, da etwa 60 % der Metallgussteile im Sandgussverfahren hergestellt werden. In diesem Blogpost betonen wir die Wichtigkeit der richtigen Auswahl des Formmaterials für den Sandguss.
Gießen ist ein uraltes Herstellungsverfahren, das bis zu 6.000 Jahre zurückreicht. Schon in der Antike verwendeten Menschen dieses Verfahren, um einfache Schmuckstücke, Werkzeuge und viele andere Dinge herzustellen. Heutzutage wird das Gießen zur Produktion hochkomplexer Teile eingesetzt, doch das Grundprinzip ist unverändert: Geschmolzenes Metall wird in vorbereitete Formen gegossen, die nach dem Erstarren die gewünschte Form aufweisen. Oft wird die Bedeutung dieser Formen unterschätzt.
Die Herstellung von Sandgussformen ist ein komplexer vierstufiger Prozess, den wir in separaten Blogposts detailliert behandeln werden. Der erste Schritt in diesem Prozess ist die Vorbereitung des Formstoffs.
Die Bedeutung der richtigen Sandsorte
Um den hohen Anforderungen des Sandgusses gerecht zu werden, ist eine besondere Sorte Sand für die Formherstellung erforderlich. Für die Form wird so genannter Rohsand verwendet, weil er zumeist Quarz enthält, der einen hohen Schmelzpunkt von 1713° Celsius und eine hohe Härte aufweist. Aufgrund dieser Eigenschaften ist Rohsand wegen seiner hohen Verschleißfestigkeit und hohen Temperaturbeständigkeit gut für den Guss geeignet. Bei der Auswahl des Rohsandes sollte der Anteil an Quarz möglichst hoch sein.
Aber das ist noch nicht alles. Auch die Kornform und die Oberflächenglätte spielen eine wichtige Rolle. Die Körner sollten rund sein und die Oberfläche sollte möglichst glatt sein. So wird später weniger Harz benötigt. Außerdem würden Hohlräume in der Oberfläche des Sandes diesen spröde machen - eine eher unerwünschte Eigenschaft für eine Form.
Auch ein erhöhter Wassergehalt im Sand macht den Sand spröde. Daher sollte der Rohsand immer getrocknet werden, so dass der Wassergehalt unter 0,2 % liegt. Ein weiteres wichtiges Element, das man im Auge behalten sollte, ist der pH-Wert, der einen entscheidenden Einfluss auf die Aushärtungsgeschwindigkeit und die Endfestigkeit des Harzsandes hat. Normalerweise liegt der pH-Wert von Sand zwischen 6,5 und 7,2.
Das Verhältnis der Formmassen ist entscheidend
Furanharz wird dem Sand als Bindemittel zugesetzt. Je höher der Gehalt an Furfurylalkohol im Furanharz ist, desto höher ist die Festigkeit - die Form ist also weniger spröde. Er hat auch einen positiven Einfluss auf die thermische Festigkeit von Furansand. Ein Furfurylalkoholgehalt von 70 - 80% ist ideal, um eine gute Festigkeit bei Raumtemperatur zu erreichen.
Auch der Stickstoffgehalt muss in einem bestimmten Bereich liegen, sonst wird das Furanharz spröde. Ein niedriger Stickstoffgehalt ist wünschenswert, aber wenn der Gehalt unter 1 % liegt, verliert das Furanharz bei Raumtemperatur viel von seiner Festigkeit.
Die Wahl des richtigen Härtungsmittels
Die letzte Komponente für den selbsthärtenden Furanharzsand ist ein Härter. Säuren eignen sich im Allgemeinen sehr gut für diesen Zweck. Es wird zwischen organischen und anorganischen Säuren unterschieden. Anorganische Säuren sind jedoch als Härter nicht gut geeignet, da Phosphorsäure Wasser im Sand speichert und Schwefelsäure stark korrosiv ist. Aus diesem Grund werden eher organische Säuren wie P-Toluolsulfonsäure oder Xylolflavinsäure verwendet.
Die Formenherstellung für den Sandguss ist anspruchsvoller, als es auf den ersten Blick scheint. Unternehmen wie AMPCO METAL verfügen über jahrzehntelange Erfahrung in diesem Verfahren und bieten hochwertige Produkte an. Im nächsten Blogpost werden wir erläutern, wie Sie einen geeigneten Gießprozess entwickeln können.
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