TY - THES

T1 - Potential alternativer Formstoffe zur Kernherstellung

AU - Geraseva, Olga

N1 - gesperrt bis null

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Quarzsand ist der mit Abstand am häufigsten verwendete Formgrundstoff in der Gießereiindustrie. Niedrige Rohstoffpreise, gute technische Eigenschaften und leichte Verfügbarkeit machen ihn für die meisten Gießereien sehr attraktiv. Ständig steigende Kundenanforderungen an die Gussoberfläche bei immer komplexeren Gussstücken lassen aber über Alternativen bei der Formgrundstoffwahl nachdenken. Weiters ist die natürliche Verfügbarkeit von hochreinem Quarzsandes beschränkt. Die Reinheit hat großen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften und somit auf die Qualität des Sandes, damit ist in absehbarer Zukunft ein Preisanstieg zu erwarten. Ziel dieser Arbeit ist die Identifizierung möglicher, alternativer Formgrundstoffe, die Untersuchung ihrer Eigenschaften und deren Einfluss auf das Gussstück. Dabei stehen die mechanischen Eigenschaften verschiedener Kernsandmischungen und deren Einwirken auf das Erstarrungsverhalten im Fokus. Erprobt wurden Bauxitsand, Chromitsand, Zirkonsand sowie Metallgranulat und Mischungen von Metallgranulat mit Quarzsand und Zirkonsand, hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften. Zur Ermittlung der mechanischen Belastbarkeit wurden Biegefestigkeitsversuche durchgeführt. Metallgranulat als Formgrundstoff im Kern ist von besonderem Interesse, da potentiell auch verbesserte Abkühleigenschaften erwartet werden können. Der Einfluss auf das Erstarrungsverhalten wurde ermittelt, indem Gießversuche mit Aluminiumlegierung und mit duktilem Gusseisen mit Kugelgraphit unternommen wurden. Die Ergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden: Bauxitsand und Zirkonsand ergeben mechanisch feste Formgrundstoffe, vor allem bei optimierter Korngrößenverteilung. Jedoch sind Metallgranulate etwas problematisch in der Handhabung beim Befüllen der Kernkästen. Ihre Festigkeitswerte liegen im Bereich des Quarzsandes. Bemerkenswert ist aber ihre Schreckwirkung beim Gießen und die daraus resultierende sehr harte Oberfläche der Gussteile im Fall des duktilen Gusseisens, beziehungsweise in lokal geringeren Dendrittenarmabstand bei Al-Legierungen.

AB - Quarzsand ist der mit Abstand am häufigsten verwendete Formgrundstoff in der Gießereiindustrie. Niedrige Rohstoffpreise, gute technische Eigenschaften und leichte Verfügbarkeit machen ihn für die meisten Gießereien sehr attraktiv. Ständig steigende Kundenanforderungen an die Gussoberfläche bei immer komplexeren Gussstücken lassen aber über Alternativen bei der Formgrundstoffwahl nachdenken. Weiters ist die natürliche Verfügbarkeit von hochreinem Quarzsandes beschränkt. Die Reinheit hat großen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften und somit auf die Qualität des Sandes, damit ist in absehbarer Zukunft ein Preisanstieg zu erwarten. Ziel dieser Arbeit ist die Identifizierung möglicher, alternativer Formgrundstoffe, die Untersuchung ihrer Eigenschaften und deren Einfluss auf das Gussstück. Dabei stehen die mechanischen Eigenschaften verschiedener Kernsandmischungen und deren Einwirken auf das Erstarrungsverhalten im Fokus. Erprobt wurden Bauxitsand, Chromitsand, Zirkonsand sowie Metallgranulat und Mischungen von Metallgranulat mit Quarzsand und Zirkonsand, hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften. Zur Ermittlung der mechanischen Belastbarkeit wurden Biegefestigkeitsversuche durchgeführt. Metallgranulat als Formgrundstoff im Kern ist von besonderem Interesse, da potentiell auch verbesserte Abkühleigenschaften erwartet werden können. Der Einfluss auf das Erstarrungsverhalten wurde ermittelt, indem Gießversuche mit Aluminiumlegierung und mit duktilem Gusseisen mit Kugelgraphit unternommen wurden. Die Ergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden: Bauxitsand und Zirkonsand ergeben mechanisch feste Formgrundstoffe, vor allem bei optimierter Korngrößenverteilung. Jedoch sind Metallgranulate etwas problematisch in der Handhabung beim Befüllen der Kernkästen. Ihre Festigkeitswerte liegen im Bereich des Quarzsandes. Bemerkenswert ist aber ihre Schreckwirkung beim Gießen und die daraus resultierende sehr harte Oberfläche der Gussteile im Fall des duktilen Gusseisens, beziehungsweise in lokal geringeren Dendrittenarmabstand bei Al-Legierungen.

KW - Kernherstellung

KW - Formherstellung

KW - alternative Formstoffe

KW - Metallgranulat

KW - sand cores

KW - bauxite

KW - zircon

KW - metal granulate

M3 - Masterarbeit

ER -