Detaillierte Analyse der Ursachen von Gussrissen in Kupfergussstücken
1. Rissbeständigkeit von Kupfergussteilen
Unter Heißrissbildung einer Legierung versteht man die Tendenz der Legierung, bei hohen Temperaturen Risse zu bilden. Dies ist einer der häufigsten Gussfehler einiger Gussstücke aus Kupferlegierungen. Normalerweise ist die Form heißer Risse gewunden und unregelmäßig und tritt entlang der Korngrenzen auf. Die Oberfläche des Risses ist oft stark oxidiert und weist keinen metallischen Glanz auf.
Heißrisse werden je nach Lage am Gussstück häufig in Außenrisse und Innenrisse unterteilt. Äußere Risse entstehen häufig durch Unregelmäßigkeiten der Gussoberfläche, scharfe Ecken, Änderungen in der Querschnittsdicke und andere ähnliche Stellen, die zu Spannungskonzentrationen führen können. Dehnt sich allmählich in das Innere des Gussteils hinein, mit einer breiteren Oberfläche und einem engeren Innenraum, und verläuft manchmal durch den gesamten Gussabschnitt. Am endgültigen Erstarrungspunkt im Gussstück entstehen innere Risse. Reicht im Allgemeinen nicht bis zur Oberfläche des Gussstücks aus. Die Oberfläche des Risses ist sehr uneben, oft mit vielen Gabelungen, und der Oxidationsgrad ist geringer als der des äußeren Risses.
Es wird allgemein angenommen, dass es während des Erstarrungsprozesses zu Heißrissen von Legierungen kommt, das heißt, wenn der größte Teil der Legierung erstarrt ist, sich aber noch eine kleine Menge Flüssigkeit zwischen den Dendriten befindet. Zu diesem Zeitpunkt ist die lineare Schrumpfung der Legierung groß und die Festigkeit der Legierung gering. Wenn die Gussform ihr Schrumpfen verhindert, erzeugt das Gussstück eine große Schrumpfspannung, die auf die heiße Verbindung einwirkt. Wenn die Dehnung an der Heißverbindung größer ist als die zulässige Dehnung der Legierung bei dieser Temperatur, kommt es zu Heißrissen.
Ob bei ein und derselben Legierung Heißrisse in Gussteilen auftreten, hängt jedoch häufig von Faktoren wie der Gussbeständigkeit, der Gussstruktur und dem Gießverfahren ab. Während des Kondensationsprozesses von Gussteilen hilft jede Methode, die Schrumpfspannung zu reduzieren und die Hochtemperaturfestigkeit der Legierung zu verbessern, das Auftreten von Heißrissen zu verhindern. Daher werden in der tatsächlichen Produktion üblicherweise wirksame Maßnahmen wie die Erhöhung der Fließfähigkeit der Gussform, die Verbesserung der Formstruktur, die Verbesserung der Stelle, an der die Legierung in die Gussform eingebracht wird, sowie eine rationelle Einstellung von Verstärkungsrippen und Kühlung ergriffen, um Heißrisse zu vermeiden . Die Heißrissneigung der Legierung hängt von den Eigenschaften der Legierung ab. Im Allgemeinen gilt: Je größer der Unterschied zwischen der Temperatur, bei der sich während des Erstarrungsprozesses der Legierung ein vollständiges Dendritenskelett zu bilden beginnt, und der Temperatur, bei der die Erstarrung endet, und je größer die Schrumpfungsrate der Legierung während dieses Zeitraums ist, desto größer der Unterschied. Je größer die Neigung der Legierung zur thermischen Rissbildung ist.
2. Druckfestigkeit
Eine schlechte Druckbeständigkeit von Gussteilen bedeutet, dass es bei Druckeinwirkung auf Druckgussteile zu Drucklecks von der Innenseite oder Außenseite der Gussteile kommt, die sich als Ölleckage, Luftleckage, Wasserleckage usw. äußern können. Dies ist eines der am schwierigsten zu behebenden Probleme Es gibt Gussfehler, die verschiedene Ursachen haben können. Mängel, die durch die Kombination von Mängeln verursacht werden.
Das Gussstück wird in Wasser getaucht und der innere Hohlraum des Gussstücks wird mit Druckluft gefüllt. Die Druckluft strömt durch den Weg, der durch die inneren Oberflächenfehler, inneren Fehler und äußeren Oberflächenfehler des Gussstücks gebildet wird, und erreicht die Wasseroberfläche. Es treten Blasen auf, was auf eine mangelhafte Druckprüfung hinweist.
Bei Gussstücken aus Kupferlegierungen sind die Anforderungen an die Legierungsdichte hoch, weshalb die Verbesserung der hydraulischen Beständigkeit von Gussstücken aus Kupferlegierungen und die Vermeidung von Leckagen zum Schlüssel für die Produktion geworden sind. Durch die Produktion wurde bestätigt, dass der hydraulische Druckwiderstand den Nutzungsanforderungen genügen kann, solange im Querschnitt des Gussteils eine bestimmte Dicke säulenförmiger Kristalle oder feiner gleichachsiger Kristallstrukturen erreicht wird. Allerdings sind säulenförmige Kristalle unter schnellen Abkühlungsbedingungen leicht zu erhalten, unter allgemeinen Sandgussbedingungen jedoch schwierig. Bei bestimmten Gussstücken hat die Methode der Erhöhung der Gießtemperatur zur Erzielung einer säulenförmigen Kristallstruktur einen sehr offensichtlichen Effekt. Die Gießtemperatur von Kupfergussteilen ist zu niedrig, die Legierungsstruktur ist locker, das Leckageproblem von Gussteilen ist schwerwiegend und es kommt von Zeit zu Zeit zu „Zinnschweiß“ und Heißrissen.
Wenn die Gießtemperatur erhöht wird, wird die Gussstruktur zu dichten säulenförmigen Kristallen und es werden qualifizierte Gussteile erhalten. (Quelle: Kupferlegierungsguss)
