Grundlagen der Gieß- und Speisetechnik für Sandformguß

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1 Grundlagen der Gieß- und Speisetechnik für Sandformguß Von Prof. Dr.-Ing. habil. Benedikt Venjaminovic Babinovic Dr. sc. tochn. Roland Mai Dr.-Ins;. Günter Drossel 2., überarbeitete Auflage Mit 308 Bildern und 59 Tabellen VEB DEUTSCHER VERLAG FÜR GRUNDSTOFFINDUSTRIE LEIPZIG

2 Inhaltsverzeichnis Nomenklatur der wichtigsten Symbole und Kurzzeichen Grundlagen der Gießhydraulik Besonderheiten der Gießhydraulik Ausgangssituation Einige Besonderheiten des Fließens von Metallschmelzen in de Gießform Physikalisches Modell einer Schmelze Abkühlung des Metalls beim Fließen in der Form Hydraulische Strömungsverhältnisse in der Form Einfluß der Gasdurchlässigkeit der Form auf die Druckverhältnisse beim Fließen der Schmelze in Gießsystemen Modellierung der Gießsysteme Aufgaben der Modellierung der Gießsysteme Wahl der Ähnlichkeitskriterien und des Modellmaßstabes für hydraulische Gießsystemmodelle Gießsysteme Funktion des Gießsystems, seine Bedeutung bei der Gußstückherstellung und Forderungen an Gießsysteme Funktion des Gießsystems Bedeutung des Gießsystems bei der Gußstückherstellung Forderungen an Gießsysteme Physikalische Grundlagen der Konstruktion von Gießsystemen Querschnittsverhältnisse der Elemente des Gießsystems, die Atmosphären- oder positiven Druck im Metallstrom gewährleisten Gießtrichter und Gießtümpel Einführung Gießtrichter Gießtümpel Drosseln Schlackenläufe und Filter Vorbemerkungen Eisen-Kohlenstoff-Legierungen Kupferlegierungen Aluminiumlegierungen Magnesiumlegierungen Aufschwimmen von Schlacketeilchen in einer ruhigen Schmelze

3 4.7. Bewegung von Schlacketeilchen in geradlinigem Strom Auffangen von Schlacke im Gießsystem und Gestaltung von Schlackenläufen Filtration geschmolzener Metalle Zuläufe 96 Formfüllzeit Einfluß der Formfüllzeit auf die Gußstückqualität Bestimmung der Formfüllzeit 100 Grundlagen der Berechnung von Gießsystemen Ausgangsdaten für die Berechnung Berechnung von sich verjüngenden Gießsystemen Besonderheiten der Berechnung von Drosselgießsystemen Berechnung von Gießsystemen nach der Formfüllzeit für gefährdete Gußstückwände Besonderheiten der Berechnung von Gießsystemen für Gußstücke aus Gußeisen mit Kugelgraphit, das durch Formmodifizierung erzeugt wird 119 Grundlagen der Gußkörperbildung 124 Wärmefluß im System Gußkörper-Form Zeitdauer der Erstarrung Einfluß der Gestalt Einfluß von Hohlkörpern Einfluß von Knotenpunkten auf die Erstarrungszeit 137 Ahkühlung der Gußstücke in der Form Erwärmung der Form Einfluß der Formwanddicke auf die Erstarrung Einfluß der Formstoffeigenschaften Bestimmung der Kondensationszone 162 Steuerung der Erstarrung Kühlelemente Äußere Kühlelemente Innenkühlelemente Einfluß der Kühlelemente auf die Abkühlung Speiserhilfsstoffe 176 Erstarrungsablauf Methoden zur Bestimmung des Erstarrungsablaufs Anordnung und Veränderung des Erstarrungsbereiches Erstarrungstypen Struktur der Erstarrungsfront Einfluß der Konvektion Erstarrungsablauf von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen Erstarrungsablauf von Aluminium-Legierungen Erstarrungsablauf von Kupfer-Legierungen Mathematische Lösungen für das Fortschreiten der Erstarrungsfront Spezielle Charakteristika der Erstarrung 218

4 4. Physikalische und technologische Vorgänge bei der Gußkörperbildung Lunkerung Volumenänderungen Lunkerproben Zusammenhang zwischen Lunkerverhalten und Erstarrungsablauf Volumendefizit von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen Lunkerung von Gußeisenlegierungen Lunkerung von Stahlguß Lunkerung von Aluminium-Legierungen Lunkerung von Kupfer-Legierungen Schwindung Gußspannungen Spannungsermittlung Einfluß des Werkstoffs und technologischer Bedingungen auf Gußspannungen Maßnahmen zur Verringerung der Gußspannungen Warmrisse Methoden zur Ermittlung der Warmrißneigung Warmrißneigung von Eisen-Kohlenstoff-Legierungen Warmrißneigung von Aluminium- und Magnesium-Legierungen Warmrißneigung von Kupfer-Guß- und Blei-Legierungen Speisesysteme Einleitung Klassifizierung der Speisesysteme Forderungen an Speisesysteme Theoretische und praktische Aspekte des Lunker-Speisungs-Phänomens Thermische Bedingungen Unbeeinflußte Speisererstarrung Beeinflussung der Speisererstarrung durch Isolation Beeinflussung der Speisererstarrung durch Aufheizung Lunkergeometrie Speisbares Gußstückvolumen Speisermodul und Speiserwirkung Gerichtete und gelenkte Erstarrung Speiserwirkungsbereich Speiserdimensionierung Speisergestalt Speiserproportionierung Speisergröße 339 8

5 5.11. Speiserdimensionierungsverfahren Fundamentalgleichung der Speiserdimensionierung Lunkergeometrisches Speiserbestimmungsverfahren Versuchsgestützte Speiserdimensionierungsverfahren für unterschiedliche Gußwerkstoffe Korrelation zwischen Versuchsdaten und Parametern geprüfter Gußstück-Speiser-Kombinationen Speiserdimensionierungsverfahren für Stahlguß, Gußeisen mit Lamellengraphit, Gußeisen mit Kugelgraphit und Temperguß Speiserdimensionierungsverfahren für Kupfer-Zink-Legierungen (Messing) und Kupfer-Aluminium-Legierungen (Aluminium-Bronze) Speiserdimensionierungsverfahren für Aluminium-Silizium-Legierungen (Silumin), Aluminium-Magnesium-Legierungen, Aluminium-Kupfer- Legierungen und Aluminium-Kupfer-Silizium-Legierungen Richtlinien zur Dimensionierung beheizter Speiser Gestaltungs- und Dimensionierungsrichtlinien für Speiserhälse Methoden zur Speiserhalsdimensionierung Theoretisch abgeleitete Methoden zur Speiserhalsdimensionierung Experimentell abgeleitete Vorschriften zur Speiserhalsdimensionierung Speisung von Gußstücken aus Gußeisen mit Kugelgraphit Besonderheiten bei der Erstarrung von GGG-Schmelzen Speiserbemessung für Gußstücke aus Gußeisen mit Kugelgraphit Anleitung zu technologischen Berechnungen von Gieß- und Speisesystemen Anleitung und Beispiele zur Berechnung von Seitengießsystemen für Gußstücke aus Gußeisen Ausgangsdaten für die Berechnung Eormfüllzeit Einheitliche Zufuhrelemente der Gießsysteme Graphische Bestimmungsmethode für Drosselgießsysteme Graphische Bestimmungsmethode für sich verjüngende Gießsysteme (für weniger beanspruchte Gußstücke) Anleitung und Beispiele zur Berechnung von Speisesystemen Beispiel zur Speiserberechnung nach verschiedenen Methoden für ein Gußstück aus Stahl Beispiel zur Speiserberechnung nach verschiedenen Methoden für ein Gußstück aus Gußeisen mit Kugelgraphit Beispiel zur Speiserberechnung nach verschiedenen Methoden für ein Stutzengehäuse aus Gußeisen mit Kugelgraphit 403 Sachwörterverzeichnis 407 9