Der Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit auf das Gießen ist erheblich und kann sich direkt auf die Mikrostruktur und die Eigenschaften des Gussmaterials auswirken.
Höhere Abkühlungsraten bei Aluminiumlegierungen wie A356 und A357 führen zu einem feineren Gefüge mit kleineren Abständen zwischen den Sekundärdendritenarmen (SDAS) und feineren eutektischen Partikeln. Dieses feinere Gefüge führt zu einer verbesserten Duktilität und Zugfestigkeit des Gussmaterials [3,4].
Die Abkühlungsgeschwindigkeit während der Abkühlungsphase des Gießprozesses kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden. Ein Faktor ist der Nacherwärmungs- und Abkühlungsprozess. Es ist wichtig, das Gussteil gleichmäßig zu erwärmen und es dann mit einem Material zu umhüllen, das die Wärme speichert und das Teil so langsam wie möglich abkühlen lässt. Eine schnelle Abkühlung kann zu erhöhten Temperaturgradienten innerhalb des Gussteils führen, was eine ungleichmäßige Abkühlung und potenzielle Verformung oder Rissbildung zur Folge haben kann [8].
Während der Abkühlphase können verschiedene Abkühlphasen auftreten, darunter die Dampfphase, die Siedephase und die Konvektionsphase. Die Abkühlgeschwindigkeit kann während dieser Phasen variieren, und die Steuerung dieser Phasen ist entscheidend für das Erreichen der gewünschten Eigenschaften des Gussmaterials. Die Dampfphase, in der sich das Öl aufgrund der Wärmewirkung in Dampf umwandelt, führt aufgrund der Absorption der latenten Verdampfungswärme zur schnellsten Abkühlung. Allerdings kann eine übermäßige Isolierung, die durch die Bildung eines Dampfmantels um das Teil herum verursacht wird, die Effizienz der Abkühlungsgeschwindigkeit verringern. Die Konvektionsphase tritt ein, wenn die Temperatur sinkt und die Dampfphase verschwindet, so dass die Konvektion des Öls die Abkühlung auf die Gleichgewichtstemperatur beendet [8].
Es ist wichtig zu beachten, dass die Abkühlung des Teils aufgrund der unterschiedlichen Querschnittsdicken des Teils selbst nie gleichmäßig ist. Diese Abkühlungsheterogenitäten können zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der Abkühlungsphase zu martensitischen Umwandlungen führen, die eine Ausdehnung des Teils und Verformungen zur Folge haben können. Das Überschreiten des Ms-Punktes (Martensit-Starttemperatur) zu unterschiedlichen Zeitpunkten kann zu Spannungen und potenziellen Verformungen im Gussmaterial führen [8].
Beim Schweißen kann die örtliche Erwärmung eine eingeschränkte Ausdehnung verursachen, und die daraus resultierende Spannung hängt vom Wärmegradienten zwischen der erwärmten Zone (HZ) und dem Gusskörper ab. Das Vorwärmen des Gussteils vor dem Schweißen kann dazu beitragen, den Wärmegradienten zu minimieren und die durch das Schweißen verursachten Zugspannungen zu verringern. In Fällen, in denen ein Vorwärmen nicht möglich ist, kann die Verwendung von Schweißverfahren mit niedrigen Temperaturen und Schweißdrähten mit niedrigem Schmelzpunkt dazu beitragen, die Spannungen und die mögliche Rissbildung zu minimieren [8].
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Abkühlungsgeschwindigkeit während des Gießens einen erheblichen Einfluss auf das Mikrogefüge, die Eigenschaften und mögliche Verformungen oder Risse im Gussmaterial haben kann. Höhere Abkühlungsraten bei Gussstücken aus Aluminiumlegierungen können zu einem feineren Gefüge und einer verbesserten Duktilität und Zugfestigkeit führen. Die Steuerung der Abkühlphasen und die Minimierung der thermischen Gradienten während der Abkühlung sind wichtig, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen und mögliche Verformungen oder Risse zu minimieren. Das Vorwärmen beim Schweißen kann dazu beitragen, Spannungen und mögliche Risse während der Abkühlphase zu reduzieren.
Möchten Sie die Qualität Ihrer Gussteile aus Aluminiumlegierungen verbessern? Entscheiden Sie sich für KINTEK, Ihren zuverlässigen Lieferanten für Laborgeräte. Unsere hochmodernen Kühlsysteme ermöglichen eine präzise Steuerung des Abkühlungsprozesses, was zu einem feineren Gefüge und verbesserten mechanischen Eigenschaften führt. Verabschieden Sie sich von Spannungen und Rissbildung mit unseren innovativen Lösungen. Setzen Sie sich noch heute mit uns in Verbindung, um Ihren Gießprozess auf ein neues Niveau zu heben.
