Giesserei Literaturschau

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1 | 2013
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Information
Werkstoffe – Verfahren – Anwendungen – Management
Giesserei Literaturschau
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Inhaltsübersicht
Kapitel-Nr.
Sachgruppe
Seite
1
Werkstoffe
4
2
Eisengusswerkstoffe
26
3
NE-Metallgusswerkstoffe
77
4
Schmelzeinrichtungen, Auskleidung
136
5
Schmelztechnik
153
6
Sandformverfahren und Formeinrichtungen
171
7
Formstoffe und Formstoffprüfung
183
8
Feinguss, Genauguss
231
9
Kokillenguss, Schleuderguss, Strangguss
242
10
Druckguss
250
11
Modell- und Formenbau
260
12
Gießtechnik, Erstarrung
262
13
Ausleeren und Putzen
297
14
Wärme- und Oberflächenbehandlung
300
15
Qualität und Werkstoffprüfung
303
16
Fertigungsfehler
319
17
Spanen, Fügen, Umformen
323
18
Gussstückfertigung, Gussverwendung
326
19
Energie
352
20
Umwelt und Arbeitssicherheit
360
21
Betriebsorganisation und Betriebswirtschaft
363
22
Wirtschaft und Recht
366
23
Geschichte, Kunstguss
372
24
Verschiedenes
381
Werkstoffe
Zeitschriftenaufsatz
Dokumenten-Nummer: 56122
Publikationssprache: Englisch
Examining Wrought Alloys
Prüfen von (gegossenen) Knetlegierungen
Casting wrought alloys long has been a goal of the metalcasting industry, but a single solution has not beeen found to
make the process production ready. In this paper, the alloys 6061 and 6082 were cast and studied for metallography
and mechanical properties. A hot tearing study was conducted, and semi-solid casting was tested against diecasting.
The results and conclusions are: Wrought alloys can be cast into intricate shapes if the chemistry, casting process and
heat treatment are optimized.
Modern Casting
Erscheinungsjahr 2010
Heftnummer 2
S. 45-47 (3 Seiten, 3 Bilder, 6 Tabellen
Werkstoffe
Buch
Publikationssprache: Deutsch
Kupferwerkstoffe in der Trinkwasseranwendung
Deutsches Kupferinstitut, Düsseldorf, DE
Erscheinungsjahr 2005 (12 S. Seiten
Werkstoffe
Buch; b
Les Alliages de Zinc de A à Z. Du projet à la pièce finie.
ETIF (Edition Tech. des Ind. de la Fonderie), Sevres, FR; Zinc fonderie France, FR
> Inhaltsübersicht
Publikationssprache: Französisch
Werkstoffe
Buch
Richtwerte für die spanende Bearbeitung von Kupfer und Kupferlegierungen
Die Broschüre richtet sich im Wesentlichen an den Praktiker. Sie soll ihm helfen, Zerspanungsaufgaben möglichst
produktiv und wirtschaftlich zu lösen. Darüber hinaus soll sie den Konstrukteur und Entwicklungsingenieur dabei
unterstützen, verschiedene Werkstoffe hinsichtlich ihrer Zerspanbarkeit zu vergleichen und so die entsprechenden Fertigungskosten für ein Bauteil abzuschätzen.
Dazu wurde das Tabellenwerk um einen Zerspanbarkeitsindex ergänzt. Dieser ist in der Literatur bereits weit verbreitet
und hilft nicht nur beim Vergleich der Kupferwerkstoffe untereinander, sondern ermöglicht auch einen Vergleich mit
anderen metallischen Werkstoffen wie Stahl oder Aluminium.
Zusätzlich wurden die Tabellen mit den Werkstoffnormen aktualisiert und die Richtwerttabellen zu den einzelnen
Fertigungsverfahren überarbeitet und ergänzt. Da die Zerspanbarkeit sehr komplex und von einer ganzen Reihe von
Randbedingungen abhängig ist, können die angegebenen Richtwerte lediglich als Orientierungswerte dienen. Um die optimalen Zerspanparameter für die eigene
Produktion zu finden und so das höchstmögliche Maß an Produktivität und Wirtschaftlichkeit zu erreichen, ist es nach wie vor unablässig, zusätzliche Zerspanversuche unter den tatsächlich
herrschenden Randbedingungen durchzuführen.
Deutsches Kupferinstitut, Düsseldorf, DE (Hrsg.); WZL der RWTH Aachen, Aachen, DE; Fraunhofer - IPT Aachen, DE
Informationsdruck i.18
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: 48 S. + 16 S. Anhang
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Banerji, A.; Hu, H.; Alpas, A. T.
Sliding Wear Behaviour of Squeeze Cast Magnesium Composite AM60-9%
(Al(Index2)O(Index3))(Indexf)
Leitverschleißverhalten des nach dem Squeeze-Cast-Verfahren hergestellten Verbundwerkstoffes aus AM 60 und A9 %
(Al(Index2)O(Index3)) (Faser)
Magnesium matrix (AM60) composites reinforced with 9 vol% Al(Index2)O(Index3) fibres were fabricated using
Al(Index2)O(Index3) fibre preform preparation and squeeze casting techniques. Boundary lubricated sliding wear tests
were performed on the composites and the matrix alloy at low loads (1.0 - 5.0 N) to evaluate their wear characteristics.
The Mg matrix alloy underwent scuffing and oxidative type wear leading to high rate of material removal. Under the
same conditions, the composites' wear resistance was at least 10(exp2) times higher. At 1.0 N load,
Al(Index2)O(Index3) fibres protected the matrix from damage for up to 1.0 x 10(exp6) sliding cycles. For longer cycles
Al(Index2)O(Index3) fibres underwent fracture and exhibited decohesion at the fibre/matrix interface. At higher loads
and sliding cycles, the matrix suffered wear damage leading to an increase in wear rate. The counterface, AISI 52100,
worn against the base alloy AM60 revealed slight damage in the form of surface scratches and presence of MgO. The
counterface experienced higher amount of material removal when it was worn against AM60-9%
(Al(Index2)O(Index3))(Indexf) composite.
University of Windsor, Windsor, ON, CA
S. 169-174 (6 Seiten, 9 Bilder, 0 Tabellen, 14 Quellen)
Werkstoffe
Chang, S.-H.; Huang, K.-T.; Liu, C.-M.
Effect of HIP temperature on microstructure and tensile properties of 713LC cast superalloy
Einfluss der Temperatur beim heißisostatischen Pressen (HIP) auf das Mikrogefüge und die Zugfestigkeiten der
Supergusslegierung 713LC
The effect of hot isostatic pressing (HIP) temperature on mechanical properties of 713LC cast superalloy was
investigated; three temperatures (1453, 1468, 1483 K) were tested for a HIP soaking time of 2 h and pressure of 150
MPa. HIP treatmend at 1453 K was found to be optimal. Extensive Gamma-precipitation was observed and the optimal
HIP treatment decreased by porosity by ~57.1 %. Under tension testing at a fast strain rate (0.001 s-1), the tensile
strength was increased by 5.2 % at room temperature, 9.8 % at 813 K and 7.9 % at 923 K, whereas at a very slow strain
rate (0.0001 s-1), tensile strength was increased by 1.2 % at room temperature and 7.8 % at 813 K.
National Taipei University of Technology, Taipei; TW: Lunghwa University of Science and Technology, Taoyan County; TW
International Journal of Cast Metals Research
Heftnummer 2
Werkstoffe
Dash, R. R.; Chakrabarti, A. K.; Mukherjee, P. S.
Oxide Reinforced Ferrous Composites
Oxid-verstärkte Eisen-Verbundwerkstoffe
- An oxide particulate (5-30µm) reinforced metal matrix composite may be prepared by smelting red mud in a pool of
liquid steel under a basic slag.
- Fine copper-rich precipitates of 5-10 nm dia also remain dispersed in the matrix, as a result of reduction of copper
oxide present in the red mud.
Gandhi Institute for Engineering & Technology, Orissa, IN; ITT, Kharagpur, IN; CSIR, Orissa, IN
Indian Foundry Journal
Heftnummer 7
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
DeMarco, James; Karl, Justin; Sohn, Yongho; Gordon, Ali
Characterization of the Torsional Response of As-Cast A359-SiC(IndexP)-30% AT Elevated
Temperatures
Aluminum metal-matrix composites are lightweight materials that have the potential to supplant steel in many
applications. The current work helps to identify the parameters that confer maximal strength and ductility. Torsion tests
were performed on the as-cast aluminum metalmatrix composite A359-SiC(IndexP)-30%at a variety of temperatures and twist rates. Dependence of material properties
on temperature and strain rate were identified from equivalent stress-strain curves constructed from the reduced data.
Examination of the microstructure was performed on the as-cast material and on fracture surfaces. A temperature- and
strain ratedependent constitutive model was applied to simulation of the mechanical response of the torsion specimen. Trends in
material properties corroborate and extend trends identified previously under tensile loading with regard to temperature
and strain rate dependence. Shear properties of simulated specimens agree with properties obtained through
experimentation.
University of Central Florida, Orlando, FL, US
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Guo, Zhiqiang; Shi, Shangliu; Yuan, Xiaoguang; Huang, H. Ongjun; Li, Runxia
Influences of TiH2 heat treatment on stability of foam aluminum
Einfluss der Titanhydrid-Wärmebehandlung auf die Stabilität von Aluminiumschaum
Foam aluminum is a new functional material that has been developed in recent years. In this paper Influences of
titanium hydride (TiH2), heat treatment on stability of foam aluminum were studied. The experiment indicated an oxide
film with appropriate thickness can be formed on the surface layer of TiH2, powders after heat treatment in 450-500
deg C; In foaming process, because of the existence of oxide film, H2 was released in a quite centralized time with an
even speed, the froth body grows stably. In this condition lowest density of foam aluminum material achieved 0.
35/cm(exp 3). High quality foam aluminum with low density, high porosity, thinner pore walls, equably distributing and
perfect growth of foam can be obtained.
Shenyang University of Technology, CN
S. S.201-203 (3 Seiten, 5 Bilder, 0 Tabellen, 12 Quellen)
Werkstoffe
Haimin, Ding; Xiaoliang, Fan; Kaiyu, Chu; Xiangfa, Liu; Jinfeng, Nie
Influence of graphite on concentration of carbon vacancies in ball-milled TiCx
Einfluss von Graphit auf die Konzentration von Kohlenstoffleerstellen in TiCx, das in Kugelmühlen gemahlen wurde
In this work, the influence of graphite on the ball-milled TiCx was studied. The results show that the lattice parameter of
TiCx is increased when TiCx particles are ball-milled with graphite, which indicates a decrease in the concentration of
carbon vacancies in the TiCx. It is considered that this decrease in the concentration of carbon vacancies results from
the diffusion of carbon atoms from graphite into the TiCx. When the TiCx is ball-milled with more graphite, the
effectiveness of the ball-milled is better, and the diffusion process of carbon becomes much easier. Furthermore,
besides diffusion into the TiCx, some graphite has transformed into amorphous carbon after the ball-milling.
North China Electric Power University, Baoding, CN; Ministry of Education, Shandong University, Jinan, CN
China Foundry
Heftnummer 4
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Hinze, Björn; Rösler, Joachim
Characterization of Open-Pored Metals Using Image Processing
The most important characteristic of open-pored metals is porosity, since it enables all of their functional applications
as filters or sound absorbers. Due to the notch effect of the pores, mechanical properties of porous metals are better
than the ones of comparable structures made of polymers of ceramics. Consequently, only open-pored metals can be
used in aircrafts to reduce flow noise or noise resulting from the core engine by acoustic absorption. Absorption
properties depend highly on pore size and porosity of the material, which must be characterized as precisely as possible
in order to analyze the correlation between morphology and noise reduction performance. Here, a line segmenting
method is explained in order to characterize pore size and porosity of absorber materials using image processing based
on two dimensional microscopy images, including sample preparation and specification of the set-up. Then, the
influence of the pore structure on the measured absorption behavior is discussed. Finally, the correlation of acoustic
behavior, pore morphology, and porosity is outlined.
TU Braunschweig, Braunschweig, DE
Werkstoffe
Hong, Yan; Xiaowu, Hu; Qiao, Nie; Lei, Chen
Aging behavior of nano-SiC(Index p) reinforced AZ61 magnesium matrix composites
Alterungsverhalten von nano-SiC(Index p)-verstärkten AZ61-Magnesiummatrix-Verbundwerkstoffen
The mechanical properties of magnesium matrix composites can be further improved by aging treatment. To study the
aging behavior of SiC particles reinforced AZ61 magnesium matrix composites fabricated by ultrasonic method, an
investigation has been undertaken by means of Vickers hardness measurement, scanning electron microscopy (SEM)
and energy spectrum analyzing apparatus. The box-type heat treatment furnace was used in the study. The results
showed that no discontinuous cellular precipitation is observed at the grain boundaries in the magnesium matrix of the
composite while the Mg(Index17)Al(Index12) preferentially precipitates in the matrix. The time to reach the peak
hardness for AZ61 alloy or SiC(Indexp)/AZ61 magnesium matrix composites is reduced with the increase of aging
temperature. At the same temperature, the composite exhibit an accelerated aging manner but lower aging efficiency,
compared with the unreinforced matrix alloy. The microhardness of the composite is higher than that of the
unreinforced matrix alloy, because that the SiC particles distributes homogeneously in the matrix alloy under the
ultrasonic processing condition.
Nanchang University, Nanchang, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Werkstoffe
Huiming, Zhang; Xiang, Chen; Xueliu, Fan; Yanxiang, Li
Compressive properties of aluminum foams by gas injection method
Druckbelastungseigenschaften von Aluminiumschäumen, hergestellt nach der Gasinjektionsmethode
The compressive properties of aluminum foams by gas injection method are investigated under both quasi-static and
dynamic compressive loads in this paper. The experimental results indicate that the deformation of the aluminum foams
goes through three stages: elastic deforming, plastic deforming and densification stage, during both the quasi-static and
dynamic compressions. The aluminum foams with small average cell size or low porosity have high yield strength. An
increase in strain rate can lead to an increase of yield strength. The yield strength of the aluminum foams under the
dynamic loading condition is much greater than that under the quasi-static loading condition. Dynamic compressive
tests show that a higher strain rate can give rise to a higher energy absorption capacity, which demonstrates that the
aluminum foams have remarkable strain rate sensitivity on the loading rate.
Tsinghua University, Beijing, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Werkstoffe
Huiming, Zhang; Xiang, Chen; Xueliu, Fan; Yanxiang, Li
Compressive properties of aluminum foams by gas injection method
Druckfestigkeitseigenschaftsänderungen von Aluminiumschäumen durch die Gasinjektionsmethode
The compressive properties of aluminum foams by gas injection method are investigated under both quasi-static and
dynamic compressive loads in this paper. The experimental results indicate that the deformation of the aluminum foams
goes through three stages: elastic deforming, plastic deforming and densification stage, during both the quasi-static and
dynamic compressions. The aluminum foams with small average cell size or low porosity have high yield strength. An
increase in strain rate can lead to an increase of yield strength. The yield strength of the aluminum foams under the
dynamic loading condition is much greater than under the quasi-static loading condition. Dynamic compressive tests
show that a higher strain rate can give rise to a higher energy absorption capacity, which demonstrates that the
aluminum foams have remarkable strain rate sensitivity on the loading rate.
China Foundry
Heftnummer 3
Werkstoffe
Jiang, W. G.; Yang, M. C.; Lou, L. H.; Hu, Z. Q.
Surface recrystallisation and oxidation of polycrystalline superalloy castings during isothermal
exposure at 1100° C
Oberflächen-Rekristallisation und -Oxidation von isothermischen 1100 grd Celsius ausgesetzten Gussteilen aus
polykristallinen Superlegierungen
The surface recrystallisation and oxidation of polycrystalline superalloy castings with different casting moduli were
studied. Specimens exposed at 1100° C for 2 h in hydrogen, and at 1100° C for 2, 20 and 60 h in air were examined
by optical and scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. No surface recrystallisation was
observed on the surfaces of heavy section castings with moduli of 2.8 or 5.2 mm after exposure at 1100° C, and the
oxidation scale was only 50 µm in thickness after exposure in air for 60 h. Surface recrystallisation produced higher
oxidation rates, owing to enhanced diffusion, and the oxidation scale thickness was 120 µm after 60 h. The mechanism
of surface recrystallisation and its effect in accelerating surface oxidation are discussed.
Chinese Academy of Sciences, Shenyang, CN
Heftnummer 4
Werkstoffe
Kang, J.-W.; Long, H.-M.; Wang, T.-J.; Huwang, T.-Y.; Liu, B.-C.
Evaluation of distortion of castings
Berechnen des Verzugs von Gussteilen
Displacement results are usually used as the criterion for distortion of castings during casting and heat treatment
processes. However, the displacement results consists of both contraction and distortion. Contraction is a kind of
uniform volume change, which can be solved by enlarging the castings by a contraction coefficient. However, the actual
distortion has to be deleted by giving inverse distortion or by mechanical correction method. In this paper, algorithms
are presented to evaluate the distortion of castings. One method is to subtract the uniform contraction from the
displacement results. The other is to calculate the deflection angle between the normal direction of the discretised
surface triangle of the original casting shape in stereolithography format and that of the simulated casting shape. The
third one is the application of actual machining allowance in the evaluation of distortion. These methods are validated
by three case studies, including a heavy hydroturbine blade casting.
Ministry of Education, Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing, CN
Heftnummer 3/4
Werkstoffe
Kiran, Aithal S.; Desai, Vijay; Narendranath, N.; Mukunda, P. G.
Microstructure, Hardness and Wear Characterisation of Al-Si FGMs
Mikrogefüge, Härte und Verschleißeigenschaft von Al-Si-Funktionsgradientenstoffen
(a) The FGM is found to have three distinct regions: the top region of the cast having a structure with Al-Si
hypereutectic with a great number of primary Si, bottom region with hypo-eutectic Al-Si alloy with a great numer of Al
dendrites and intermediate region with Al-Si eutectic structure.
(b) A clear gradient from top to bottom in terms of hardness from top to bottom of the cast which varies from 84 to 48
BHN under 400 rpm rotational speed.
(c) A distinct wear properties at top and bottom of the cast wherein top is subjected to less wear and bottom to more.
Nitte Meenakshi Institute of Technology, Bangalore, IN; NITK, Surathkal, Karnataka, IN; IIT Kharagpur, IN
Heftnummer 5
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Li, Pengting; Li, Yunguo; Li, Chong; Liu, Xiangfa
Distribution of TiB2 particles and its influence on the primary Si in TiB2 / A390 composite
Verteilung der TiB2-Teilchen und ihr Einfluss auf das primäre Silicium in einem TiB2/A390-Verbundwerkstoff
The hypereutectic Al - Si matrix composite reinforced with titanium diboride (TiB2) particles was successfully fabricated
using a melt reaction method. The size of TiB2 particles in the composite is about 0.5 ~ 1.0 micro m. Some TiB2,
particles are engulfed by the primary Si while the others are mainly pushed to the phase boundaries during
solidification. It is believed that high concentrations of TiB2, particles decreased the size of primary Si and made it less
angular. Furthermore, compared with the matrix alloy,the ultimate tensile strength of the composite is increased by
8.8% at 300 deg C.
Shandong University, Jinan, CN
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Li, Runxia; Zhang, Jia; Chen, Yujin; Yuan, Xiaoguang; Li, Rongde
The microstructure and mechanical properties of hyper eutectic Al-Si alloy during hot extrusion
process
Mikrogefüge und mechanische Eigenschaften einer übereutektischen Al-Si-Legierung während des
Warmstrangpressprozesses
In this paper, the process parameters of hot extrusion of the hyper eutectic Al-Si alloy that has been dealt by
electromagnetic stirring are studied. The results indicated, the ultimate tensile strength of the alloy reaches 229.5 MPa,
the Elongation reaches 4.6% after extruded with extrusion ratio 10. Compared with extruded with extrusion ratio 20, the
ultimate tensile strength reaches 263.2 Mpa, the elongation reaches 5.4%, which indicates that the mechanical
properties is obviously promoted. Primary Si phase, eutectic Si, Mg,S,Al-Si-Ni-Cu-La-Ce and Al-Si-Mn-Fe-Cr-Mo phases
become fine at some different degrees after hot extruded, and the degrees of refinement is increased with extrusion
ratio improved. After T6 heat treatment, the sharp comers of these phases become passivity, their surface is more
rounder, and the mechanical properties is enhanced even more, the ultimate tensile strength of the alloy reaches 335.3
MPa after extruded with extrusion ratio 10. And it is increased to 353.6 MPa after extruded with extrusion ratio 20,
however, the elongations is decreased a little.
Northeastern University, Shenyang, CN; Shenyang University of Technology, CN
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Liu, Yuan; Zhang, Xingming; Li, Yanxiang
Effect of transference velocity on structure of porous metals fabricated by continuous casting gasar
process
Einfluss der Übertragungsgeschwindigkeit auf die Struktur von porösen Metallen durch Stranggießen nach dem
Gasar-Prozess
Transference velocity is an important processing parameter to influence the final lotus-type porous structure fabricated
by continuous casting Gasar process. By solving the solute diffusion equation, a theoretical model was developed to
predict the effect of the transference velocity on the porosity, the pore diameter and the inter-pore spacing. The
predicted values at different transference velocities nave a good agreement with the corresponding experimental results
obtained by Japanese researcher. The average pore diameter and the inter-pore spacing L both have a prominent
decrease with the increase of transference velocity v , but the porosity only has a slight decrease. The theoretical
relationships between the pore radius rg, the inter-pore spacing and the transference velocity can be described by the
two simple equations as v=A and L(exp 1.72) . v=B, where A and B are all constants depending on the used gas
pressures and the melt temperature.
Werkstoffe
Lopez-Galilea, Inmaculada.; Huth, Stephan.
Effect of pressure, temperature and cooling rate on the micro-structural evolution of a single crystal
Ni-based superalloy
Die Wirkung von Druck, Temperatur und Abkühlgeschwindigkeit auf die Entwicklung des Mikrogefüges einer
Einkristrall-Nickelsuperlegierung
The single-crystal nickel-based superalloy LEK94, designed for elevated service temperatures in low pressure and
intermediate-pressure turbines, has been investigated using Hot Isostatic Pressing (HIP) with respect to microstructural
evolution. High pressure of about 100 - 170 MPa led to local deformations, which close pores. However, since HIP also
requires high temperatures (950 - 1200° C) it had a pronounced effect on the microstructure and the local distribution
of elements. This contribution analyses the effect of different HIP treatments on both the microstructure and the
segregation of the SX superalloy LEK94 in the as-precipitation-hardened state. In addition, the effects of rapid or slow
cooling are analyzed for the highest HIP temperature value, 1180° C. To distinguish the effect of pressure from those of
temperature, the HIPed samples are compared with specimens annealed at atmospheric pressure.
Ruhr-Universität Bochum, Bochum, DE
International Foundry Research
Heftnummer 3
Werkstoffe
Loukus, A.; Loukus, J.
Heat treatment effects on the mechanical properties and microstructure of preform-based squeeze
cast aluminium metal matrix composites
Wirkungen einer Wärmebehandlung auf die mechanischen Eigenschaften und das Mikrogefüge von vorgeformten nach
dem Squeeze-Casting-Verfahren hergestellten Aluminium-Metallmatrixverbundwerkstoffen
Many aluminium alloys are used in the production of metal matrix composites (MMCs). Historically the matrix alloy's
thermal treatment parameters (solution heat treatment temperatures and times, and aging temperatures and times)
have been adopted for the MMCs containing that alloy. Previous MMC word indicates that solution heat treatment
parameters have a significant effect on the strength and ductility of the cast composite. The current study investigates
the effects of solution times on the tensile properties of Al-MMC composites containing two different reinforcement
types, SiCp and Al2O3 short fiber, and volume fractions in two different matrix alloy chemistries, A359 and modified
A319. Study goals are to optimize the matrix-reinforcement interface strength and thereby maximize tensile strength
and elongation of these Al-MMC composites. Scanning Electron Microscopes (SEM) analysis and tensile data analysis
conclude that the solution treatment times must be changed for each composite from the time suggested for
conventional ally heat treatment parameters.
REL, Calumet, MI, US
International Journal of Metalcasting
Heftnummer 1
Werkstoffe
Ma, Y. P.; Li, X. L.; Wang, C. H.; Yang, L.
Interface reaction study of SiC reinforced Mn13 composite synthesised by metal infiltration
Untersuchung der Grenzflächenreaktion in mit SiC vestärktem Manganstahl (Mn13)-Verbundwerkstoff, der synthestisch
durch Metallinfiltration hergestellt wurde
SiC reinforced Mn13 matrix composite was synthesised by vacuum evaporation pattern casting infiltration process. The
interface reaction between SiC particles and matrix was investigated. Hardness test, optical metallography observation
and X-ray diffraction analysis indicated SiC decomposition. Some decomposition products C and Si were solid solute in
steel matrix to increase matrix hardness, while others reacted with Fe and formed primary carbides and Fe(Index3)Si
respectively. Some C atoms coming from SiC decomposition precipitated in the form of graphite. The reaction zone
might act as a diffusion barrier preventing further SiC decomposition. The added alloy elements Cr and Mn obstructed
Fe in rapidly diffusing to SiC particulate and retarded SiC decomposition rate. The strong attraction between C and Cr
avoided the presence of abundant graphite in composite microstructure.
Xi'an University of Architecture & Technology, Xi'an, CN
Heftnummer 4
S. 251-255
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: 5
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Publikationssprache: EN
Martinez-Lucci, J.; Ruzek, A.; Misra, S. K.; Rohatgi, P. K.; Amano, R. S.
Self-healing in metal castings
Selbstheilung bei Metallgussteilen
There is growing interest from material scientists in incorporating bio-inspired self-repair properties into inorganic
systems. Incorporating self-repair features in cast metals could enhance their ability to function for longer periods. In
this review, self-healing systems are analyzed and potential healing in cast metals is explored. An approach to obtain
self-healing castings is made by incorporating shape memory alloy (SMA) reinforcements in a cast matrix. Crack closure
is expected through a combination of the clamping force exerted by the SMA wires and partial melting of the matrix.
Pressure infiltration of NiTi particulate with solder, as a viable method for synthesis of self-healing cast materials, is
examined. Another suggested mechanism is to incorporate a low melting alloy within hollow microcapsules that are
embedded in a high melting alloy. An advancing crack breaks the microcapsule, allowing the low melting alloy to liquefy
and flow into the crack. Interdendritic eutectic liquid in castings are also looked upon as potential in-situ healing agents
to seal cracks. A computational fluid dynamics simulation is done which indicates the type of cracks that can be healed
in a system of hollow micro-tubes, containing a healing agent that is embedded in a metal matrix.
University of Wisconsin, Milwaukee, WI, US
Transactions of the American Foundry Society
S. S.187-195
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: 9S,17B,17Q
Werkstoffe
Mörtlbauer, Melanie
Serienfertigung von Druckgussteilen aus Siliciumtombak
Siliciumtombak zeichnet sich im Vergleich zu anderen Werkstoffen durch hohe Festigkeit und Dehnung sowie sehr gute
Korrosionsbeständigkeit aus. Trotz dieser Vorteile wird die Kupfer-Zink-Legierung in der Gießerei-Industrie bisher nur
wenig verwendet. Selbst in der Druckgießtechnik, die für die Herstellung von Serienteilen aus Aluminium, Magnesium
und Zink bekannt ist, kommt Siliciumtombak kaum zum Einsatz. Die Breuckmann GmbH & Co. KG, Heiligenhaus,
hingegen hat sich auf die Verwendung von Kupfer und seinen Legierungen für den Druckguss spezialisiert. 2
Pressebüro Gebhardt-Seele
Giesserei-Erfahrungsaustausch
Heftnummer 3+4
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Olejnik, E.; Janas, A.; Kolbus, A.
In situ formation of composite layer on cast steel and Ni3Al by casting process
In-situ-Bildung der Verbundschicht auf Gußstahl und Ni3Al
Within the framework of this study, a new multiplex technology of the synthesis of functionally gradient composite
materials was developed. The said technology is a hybrid combination of the casting process and an self-propagation
high-temperature synthesis (SHS) technique, and enables fabrication of cast gradient composite materials of the
Ni3Al/NbC, cast steel/TiC and cast steel/NbC type, containing ceramic phases. The said phases are formed "in situ" in
a metallic bath as a result of the SHS reaction initiated by contact achieved in substrates applied on a die holding the
liquid metal at a temperature of 1823 K. The process of fabrication of the above mentioned materials was carried out in
a Bakers vacuum furnace and conducted the process in the atmosphere of argon at gas pressure of 0,05 MPa. The
liquid metal was poured into dies with the applied layered material taking part in the SHS reaction. The carbide phase
formed in the process of synthesis was next dispersed and rested in a subsurface layer of the casting, producing in this
layer the required gradient structure. The thickness of thus produced composite layers was from 200 to 900 micro m,
this depending on the number of substrates participating in reaction and on the process parameters. The size of the
niobium carbide (NbC) and titanium carbide (TiC) carbides produced in a metallic bath was from 0,5 to 5 micro m. The
functionally gradient materials of the Ni3Al/NbC, cast steel/NbC and cast steel/TiC type, as fabricated by the above
described process, were next examined by scatter electron microscopy (SEM), energy-dispersive x-ray analysis (EDX)
and x-ray diffraction analysis (XRD).
AGH University of Science and Technology, Krakow, PL
Werkstoffe
Panja, B.; Mondal, D. K.; Chakrabarti, A. K.
Studies on Coal-Based Sponge Iron
Studien zum kohlenstoffbasierten Eisenschwamm
% Fines in the sponge iron produced depends mainly on the mean particle size (MPS) and marginally on the initial Fe
(total) in the ore. It increases with decreasing MPS.
The macrostructure of sponge iron can be clearly appreciated from SEM photographs. Porosity in the sponge iron
depends on the degree of metallisation and the Fe(Metal) content. Elements constituting the gangue in the ore are
uniformly distributed in the resultant sponge iron.
Agglomerates are formed by entrapment of metallic pellets in fused slag mass. The slag phase in such agglomerates
primarly consists of FeO, Sio2 and Al2O3, although some sulphides, probably of Ca and Mg, are also present.
Metallurgical and Materials Engineering Department, NIT, Durgapur, IN
Heftnummer 11
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Ran, X.; Huang, X. F.; Liu, Z. B.; An, J.
Microstructure and dry sliding wear behavior of copper-graphite composites by spark plasma
sintering of mechanically alloyed powders
Mikrogefüge und Trockengleitverschleißverhalten durch Spark-Plasma-Sintern mechanisch legierter Pulver hergestellter
Kupfer-Graphit-Verbundwerkstoffe
Copper-graphite composites were prepared using ball milling and subsequent spark plasma sintering (SPS). A
copper-based supersaturated solid solution was obtained after milling, together with nanoscale layered crystallites of
graphite and amorphous-like carbon. SPS allowed densification of the Cu-C composites while preserving their
nanostructure from mechanical alloying. Low coefficient of friction and low wear rates were observed at intermediate
load levels for the consolidated copper-graphite composites. This behavior is explained as due to the formation of a
lubricious tribolayer covering the worn surface, in contrast to the adhesive wear at low loads and delamination wear at
high loads.
Changchun University of Technology, CN; Jilin University, Changchun, CN
Werkstoffe
Reddy, M. Sreenivasa; Chetty, Soma V.; Premkumar, Sudheer; Ahmed, A. N. Khaleel
Wear Properties of Aluminium (7075)-Based Metal Matrix Composites Reinforced with Fly Ash
Particulates
Verschleißeigenschaften von auf Aluminium ( 7075) basierenden und mit Flugasche verstärkten
Metallmatrixverbundwerkstoffen
With the increase in the additon of fly ash particulates, there occurs decrease in wear rate.
The variation in wear rate between composite material and disc for MMCs is strongly dependent on the kind of
reinforcement as well as its volume fractions.
Very high wear rate between composite material and disc occurs for unreinforced MMC compared to reinforced MMC
alloy.
R.L. Jalappe Institute of Technology, Doddaballapur, Karnatak, IN; Kuppam Engineering College, Kuppam, IN; JNTU,
Hyderabad, I
Heftnummer 4
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Schagerl, Martin
Anforderungen der modernen Luftfahrt an Leichtbau und Konstruktionswerkstoffe
Während im aktuellen zivilen Flugzeugbau die Entwicklung neuer Konstruktionsprinzipien sehr konservativ geschieht,
wird der Einsatz neuer Werkstoffe intensiv vorangetrieben. Hier ist eine klare Tendenz hin zu
Kohlefaser-Kunststoff-Verbundmaterialien zu erkennen. Allerdings gibt es hinsichtlich dieses Materials auch große
Herausforderungen. Es wird sich erst zeigen, an welchen Bauteilen dieses Material effektiv eingesetzt werden kann oder
wo ein Metallwerkstoff doch vorzuziehen ist. Zukünftige Flugzeugstrukturen werden im Werkstoffeinsatz in jedem Fall
noch hybrider gestaltet sein als bisher. Die Materialauswahl ist größer geworden. Damit werden sich zwei Themen noch
mehr in den Vordergrund stellen: Zum einen, aus technologischer Sicht, die Verbindungstechnik in hybriden Baugruppen
und zum anderen, aus strukturmechanischer Sicht, die Bewertung der spezifischen Werkstoffeigenschaften zur
objektiven Materialauswahl.
Institut für Konstruktiven Leichtbau, Johannes Kepler Universität Linz, AT
Werkstoffe
Hochschulschrift
Scholz, Manuel
Korrosionsverhalten von metallischen Werkstoffen und Beschichtungen in Kraftstoffen
Diese Arbeit hat zum Ziel, die Mechanismen der Korrosion von metallischen Werkstoffen in Kraftstoffen mit
Beimischungen biogenen Ursprungs und Wege zu deren möglichen Verhinderung zu erkennen. Der Schwerpunkt liegt
dabei auf dem Korrosionsverhalten von Aluminiumlegierungen in ethanolhaltigen Kraftstoffen bei hohen Temperaturen
(60° C >T<130° C), unter dem Aspekt der Alkoholatkorrosion und die Bestimmung werkstoff- und kraftstoffseitiger
Einflüsse. Zum Erreichen dieser Ziele ist die Entwicklung einer entsprechenden Untersuchungsmethodik und
Anlagentechnik erforderlich, um die Auswirkungen der verschiedenen Einflussgrößen auf das Korrosionsverhalten
spezifisch erfassen und reproduzierbar darstellen zu können. Hierbei ist es notwendig, die im späteren Betrieb
auftretenden Umgebungsbedingungen so nachzubilden, dass die möglichen Korrosionsprozesse beschleunigt ablaufen,
um innerhalb einer verkürzten Zeitspanne vergleichende Aussagen treffen zu können. Hinsichtlich der Korrosionsprüfung in biogenen
Kraftstoffen existieren kaum genormte Vorgehensweisen. Die beispielsweise in dem SAE Standard J1747
"Recommended Methods for Conducting Corrosion Tests in Hydrocarbon Fuels or Their Surrogates and Their Mixtures
with Oxygenated Additives" (SAE07a) für metallische Werkstoffe aufgeführten Untersuchungsbedingungen sind gerade
im Hinblick auf die im Rahmen dieser Arbeit geplanten Temperaturbereiche nicht hinreichend. Somit galt es, einen
weiten Temperaturbereich, von Umgebungsbedingungen bis 130° C (z.B. Temperatur von motornahen Bauteilen),
untersuchungstechnisch zu erfassen.
Dies soll zukünftig eine beanspruchungsgerechtere Werkstoffauswahl ermöglichen und unterstützt die konsequente
Weiterentwicklung des Leichtbaus in den Bereichen, die in Kontakt mit Kraftstoffen stehen. Hierdurch wird auch ein
Beitrag zur Steigerung der Langlebigkeit und Sicherheit kraftstoffbeaufschlagter Bauteile geleistet.
TU Darmstadt, DE
Dt. Dissertation
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: 160 S.
Werkstoffe
Shenoy, H. Ghanashyan; Chetty, Soma V.; Premkumar, Sudheer; Ahmed, A. N., Khaleel; Reddy, M. Sreenivasa
Evaluation of Corrosion Resistance and Hardness of Al-Mg-Si Based Hybrid Composite
Abschätzung des Korrosionswiderstandes und der Härte von auf dem System Al-Si-Mg basierenden
Hybrid-Verbundwerkstoffen
Hardness of the produced composites with artificial ageing is far superior to as-cast and solution heat-treated.
It is observed that aged specimens show more resistance to corrosion than as-cast and solution heat-treated.
It is also clear that as percentage of e-glass and mica increases, resistance to corrosion also increases.
The newly produced composite with chemical composition of 95 %, AL-6061,2 % mica and 3 % e-glass has exhibited
excellent hardness and corrosion resistance.
R. L. Jalappa Institute of Technology, Doddaballapur, IN; Principal Kuppam Engg. College, Kuppam, IN; JNTU, Hyderabad,
IN;
Heftnummer 3
Werkstoffe
Suresh, N.; Venkateswaran, S.; Seetharamu, S.
Studies on eutectic Al-Si alloy-flyash composites
Studien zum Verbundwerkstoff eutektische AlSi-Legierung/Flugasche
In this investigation, an attempt was made to study the influence of melt treatments like grain refinement and
modification on the mechanical properties of cenospheres of flyash-LM6 composites. Stir casting route was employed
to disperse the flyash (1-15 wt-%) in the LM6 alloy matrix. For each percentage of flyash, melts were subjected to grain
refinement, modification or combined grain refinement and modification. The results reveal that castings subjected to
melt treatments showed increased hardness, ultimate tensile strength and elongation compared with untreated Al-Si
base alloy up to 10 % flyash. Addition of flyash beyond 10 % resulted in decreases in hardness und ultimate tensile
strength. Percentage elongation showed a decreasing trend for all the cases studied. Nevertheless, in all the cases
studied, mechanical properties were higher than that of the Al-Si base alloy. Among all the composites, the best results
were obtained with 10 % flyash subjected to modification alone.
Department of Mechanical Engineering, BMS College of Engineering, Bangalore, IN; Central Power Res. Inst., Bangalore,
IN
Heftnummer 2
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
To Duy Phuong; Do Thi Duyen; Pham Duc Thang; Nguyen Khac Xuong
Studies on Ni-Cr-Mo-Ti cast superalloys
Studien zur Guss-Superlegierung der Zusammensetzung Ni-Cr-Mo-Ti
Ni-Cr-Mo cast superalloys have entered the dental restoration applications in the recent years. Some of the published
literature have shown that with the addition of titanium to Ni-Cr-Mo alloys, there have been improvements in casting
properties and microstructure affected on mechanical properties. With together low casting temperature, titanium
affected symbiosis Influence on surface roughness and colour of alloys. This paper contains a report on a study carried
out on the evaluation of mechanical, metallurgical, casting and surface properties of a few Ni-Cr-Mo-Ti alloys. The
results show that some of the alloys are superior to conventional Ni74Cr14MoTi3ALCu alloys used in dental restoration
applications.
Hanoi University of Technology, VN
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Weiss, D.; Grassi, J.; Schultz, B.; Rohatgi, P.
Ablation of hybrid metal matrix composites
Ablation bei Hybrid-Metallmatrix-Verbundwerkstoffen
Ablation is a process in which an alloy is solidified, using a core package that the liquid alloy resides or is "suspended"
within, while a liquid or gas and combinations thereof remove the core while simultaneously facilitating a rapid heat
removal to cause solidification of the alloy. This method has been successfully used for monolithic alloys to get higher
solidification rates to improve mechanical properties. This paper describes the early development of ablation casting for
MMC's and the mechanical properties of an Al-SiC-C hybrid composite alloy. The microstructures and mechanical
properties of ablation cast Al-10SiC-4Ni graphite have been characterized and compared with conventionally sand cast
composites. The effects of ablation casting on dendrite size and particle distribution have been characterized along with
its effect on tensile strength.
Eck Industries, Manitowoc, WI, US; Alotech, Brooklyn, OH, US; University of Wisconsin, Milwaukee, WI, US
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Wu, Linli; Yao, Guangchun
Influence of Deformation on the Properties of Carbon-Fiber Reinforced 2024 Alloy Matrix
Composites
Einfluss der Verformung auf die Eigenschaften der mit Kohlenstofffiber verstärkten Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffe
auf Basis der Legierung 2024
The influence of deformation on the properties of short-carbon-fiber reinforced 2024 alloy matrix composites was
investigated in this study. It was found that the distribution of carbon fibers changed from the random state before
deformation to the ordered state that carbon fibers arranged along the direction of rolling and extruding after
deformation. Under the temperature range in control, the increase of rolling and extruding temperature would benefit to
improve strength and elongation of composites, but was not conductive to improve the hardness of composites. With
the increment of total deformation, all the strength and the hardness of composites became greater, nevertheless the
elongation decreased. After being rolled and extruded, the strength and the hardness of composites were all bigger
than those of composites before being rolled and extruded; moreover, the strength of extruded 2024 alloy matrix
composites was higher than that of rolled 2024 alloy matrix composites under the same heat treatment conditions.
Northeastern University, Shenyang, CN
S. 413-420 (8 Seiten, 8 Bilder, 18 Quellen)
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Wu, Shenqing; Li, Jun
Application of ceramic short fiber reinforced al alloy matrix composite on piston for internal
combustion engines
Anwendung eines mit kurzen Keramikfasern verstärkten Al-Legierungsmatrix-Verbundwerkstoffs als
Verbrennungskraftmaschinenkolben
In this paper, the preparation and properties of ceramic short fiber reinforced Al-Si alloy matrix composite and it's
application on the piston for internal combustion engines are reported. Alumina or aluminosilicate fibers reinforced Al-Si
alloy matrix composite has more excellent synthetical properties at elevated temperature than the matrix alloys. A
partially reinforced Al-Si alloy matrix composite piston produced by squeeze casting technique has a firm interface
between reinforced and unenforced areas, low reject rate and good technical tolerance. As a new kind of piston
materials, it has been produced by batch production about 400 000 pieces of automobile engines piston. China has
become one of a few countries in which aluminum alloy matrix composite materials have been used in automobile
industry and attain industrialization.
Southeast University, Nanjing, CN
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Yu, Jinjiang; Zhao, Nairen; Lang, Haixin; Sun, Xiaofeng; Guan, Hengrong; Hu, Zhuang-Qi
Study on recycled applications of SRR99 single crystal superalloy
Studie über die Verwendung einer recycelten SRR99-Ni-Basis-Einkristallsuperlegierung
The effects of application of recycled scraps on the composition, microstructure and mechanical properties of SRR99
alloy were studied. The compositions of recycle master alloy are similar to that of the fresh alloy. However, nitrogen
content, the size and amount of microporosity increase significantly with the recycle material proportion. Granular,
lamellar and strip-like MC particles are mainly present in the interdendritc regions of the revert alloy. With the addition
of the recycled material proportion, the amount of the granular ones rapidly drop and the lamelar ones gently enhance.
The stress rupture life decline with the addition of the recycled material proportion. The oxide and sulphide inclusions in
the revert alloy can be effectively captured and removed by a foam ceramic filter so that the tensile and stress rupture
property has been significantly improved.
Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang, CN
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Zak, P.; Lelito, J.; Suchy, J. S.; Krajewski, W.; Haberl, K.; Shumacher, P.
Experimental determination of grain density function dependence on particles size and undercooling
in AZ91/SiC composites nucleation model
Experimentelle Bestimmung der funktionalen Abhängigkeit der Korndichte von Korngröße und Unterkühlung im
Keimbildungsmodell für den Magnesiummatrix-Verbundwerkstoff AZ91/SiC
Magnesium alloys and their composites have been attracting increasing attention in the automobile and aerospace
industries due to lightweight. The aim of this paper was to determine fitting parameters in grain density of the
magnesium primary phase function in magnesium-aluminum-zinc alloy AZ91/silicon carbide (SiC) composite
heterogeneous nucleation model. This function as an element of heterogeneous nucleation model can be connected
with grain growth model to obtain mathematical description of nucleation and crystallisation phenomena. Those
equations, which takes into account also chemical elements diffusion and grain interface kinetics, can be used to
predict casting quality and its microstructure. Nucleation models have parameters, which exact values are usually not
known and sometimes even their physical meaning is under discussion. Those parameters can be obtained after
mathematical analysis of the experimental data. Specimens of fourteen different composites were prepared. The matrix
of the composite was AZ91 and the reinforcement was SiC particles. The specimens differs in SiC particle size (10
micro m, 40 micro m, 76 micro m) and content (0 %, 0.1 %, 0.5 %, 2 %, 3.5 %). They were taken from the region near to
the thermocouple, to analyze the undercooling for different composites and its influence on the grain size. The
specimens were polished and etched. The mean grain size for each specimen was measured. Specific undercooling for
each composite was found from characteristic points on the cooling rate curve. Microstructural analysis and thermal
analysis gave a set of values that connect SiC particles content, their size and alloy undercooling with grain size. This
values were used to approximate nucleation model adjustment parameters. Obtained model can be very useful in
modelling composites microstructure.
AGH University of Science and Technology, Krakow, PL; Montanuniversität Leoben, AT
S. S.462-466
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: 5S,6B,2T,12Q
Werkstoffe
Tagungsbeitrag
Zhang, Weiwen; Zhen, Xiaoping; Luo, Zongqiang; Li, Yuanyuan
Preparation of the bimetallic 7075/6009 aluminum composite ingots with gradient interface by
continuous casting
Präparation von bimetallischen 7075/6009-Aluminiumverbundblöcken mit Gradienten- Grenzfläche hergestellt durch
Stranggießen
The bimetallic composite ingots named the 7075/6009 aluminum alloys were prepared using double-stream-pouring
continuous casting (DSPCC) technology. The relationship between the outer layer thickness of the composite ingots and
the casting parameters was analyzed based on the heat transfer in the solidification zone during DSPCC processing. The
results show that the thickness of the outside layer of the composite ingots can be controlled by adjusting the depth of
the submerged entry nozzle in the mould, casting speed, pouring temperature of melts and Ingot diameter. The
calculated results of the outer layer thickness based on the derived experiential formula are in accordance with the
experimental measurements.
South China University of Technology, Guangzhou, CN
Werkstoffe
Zhifend, Wang; Weimin, Zhao; Chunling, Qin; Bo-Young, Hur
Fabrication of Mg-Zn-Y-based quasi-crystal by pouring melt into different cooling media
Herstellung eines auf Mg-Zn-Y basierenden Quasikristalls durch Gießen von Schmelze in verschiedene Abkühlmedien
Mg-Zn-Y-based quasi-crystal (QC) alloys were fabricated by pouring melts into different cooling media. The effects of
different cooling rates on the QC morphology, size, volume fraction and micro-hardness were studied. Multi-component
Mg-Zn-Y-based QC alloys were synthesized based on amorphous design principle. QC morphology transformation and
its influencing factors were analyzed. Micro/nano spherical quasi-crystals (QCs) were fabricated through a
wedge-shaped copper mould and their forming mechanism were discussed by atoms cluster theory, optimum cooling
rate theory and the known crucial criteria. The results of research show that with the cooling rate reduced, the solidified
morphology of QC phase changes from near-spherical, micro petals (1 to 2 µm) to big petals (20 µm) and finally grows
up to bulk pentagon or hexagon (200 to 400µm). Multi-component micro-spherical QCs possess higher value of
micro-hardness than petal-like QCs with the same components, and also higher than ternary micro-Mg-Zn-Y QCs. The
fine master alloys containing micro-QCs (0.4 µm) and nano-QCs (about 300 nm and 40 nm) have been fabricated
correspondingly on the middle and the tip of wedge-shaped castings. A morphology evolution schematic diagram of
Mg-Zn-Y-based QCs is included in this paper.
Hebei University of Technology, Tianjin, CN; Korea Institute of Materials Science, Changwon, KR; Gyeongsang National
University, Jinju, KR
China Foundry
Heftnummer 3
Werkstoffe
Zhifeng, Wang; Weimin, Zhao; Chunling, Qin; Bo-Young, Hur
Fabrication of Mg-Zn-Y-based quasi-crystal by pouring melt into different cooling media
Herstellung von Quasi-Kristallen auf Basis von Mg-Zn-Y durch Gießen in verschiedene Abkühlungsmedien
Mg-Zn-Y-based quasi-crystal (QC) alloys were fabricated by pouring melts into different cooling media. The effects of
different cooling rates on the QC morphology, size, volume fraction and micro-hardness were studied. Multi-component
Mg-Zn-Y-based QC alloys were synthesized based on amorphous design principle. QC morphology transformation and
its influencing factors were analyzed. Micro/nano spherical quasi-crystals (QCs) were fabricated through a wedgeshaped copper mould and their forming mechanism were discussed by atoms cluster theory, optimum cooling rate
theory and the known crucial criteria. The results of research show that with the cooling rate reduced, the solidified
morphology of QC phase changes from nearspherical, micro petals (1 to 2 µm) to big petals (20 µm) and finally grows up to bulk pentagon or hexagon (200 to 400
µm). Multi-component micro-spherical QCs possess higher value of micro-hardness than petal-like QCs with the same
components, and also higher than ternary micro-Mg-Zn-Y QCs. The fine master alloys containing micro-QCs (0.4 µm)
and nano-QCs (about 300 nm and 40 nm) have been fabricated correspondingliy on the middle and the tip of
wedge-shaped castings. A morphology evolution schematic diagram of Mg-Zn-Y-based QCs is included in this paper.
Hebei University of Technology, Tianjin, CN; Korea Institute of Materials Science, Changwon, KR; Gyeongsang National
University, Jinju, KR
China Foundry
Heftnummer 3
Eisengusswerkstoffe
Vpliv silicija in bora na natezne lastnosti duktilne litine
Der Einfluss von Silicium und Bor auf die Zugeigenschaften von Gusseisen mit Kugelgraphit
The influence of silicon and boron content on the tensile strength, 0,2 % proof strength and elongation of ductile iron in
the as-cast condition at room temperature was analyzed in this paper. The base melts for the production of ductile iron
were produced in medium frequency coreless induction furnace from a charges consisting of pig iron, steel scrap,
ferrosilicon and recarburizer. To obtain desired boron content in the melts, granulated NiB containing 16,0 % boron (%
always as mass fraction) was added. The Y-blocks were cast in the vertically-parted moulds produced by the CO2
process. The nodularizing treatment of the base melts was performed by in-mould method via FeSiMg5 alloy containing
0,50 % lanthanum. Silicon content in ductile irons varied from 2,65 % to 3,10 % and boron content varied between
0,0004 % and 0,0075 %. Standard tensile test pieces were machined from Y-blocks. Tensile properties of ductile irons
alloyed with silicon and boron were compared with the tensile properties of ductile iron grade EN-GJS-400-18-LT.
The obtained results show that the microstructure of ductile irons alloyed with silicon and boron consists of a ferritic
metal matrix and increased nodule count. Apart from promoting graphitization and ferrite formation, the increase of
silicon content results in increasing ductile iron tensile strength and 0,2 % proof strength compared with the grade
EN-GJS-400-18-LT, because the ferrite is strengthened by silicon. The high nodule count facilitates the formation of the
high content of ferrite in the metal matrix.
The results of tensile test show that the ductile iron alloyed with silicon and boron had a high value of the ratio of 0,2 %
proof strength and tensile strength (approx. 0,75) as compared to the ductile iron grade EN-GJS-400-18-LT (approx.
0,65). Despite this higher ratio, elongation of ductile irons alloyed with silicon and boron is high (as the elongation of
ductile iron grade EN-GJS-400-18-LT). SEM analysis shows that the boron is concentrated mainly in graphite nodules.
University of Zagreb, Sisak, HR
Livarski Vestnik
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Alva, J
An understated source of dross in ductile (SG) iron castings
Eine zu wenig beachtete Ursache für Dross in Gusseisen mit Kugelgraphit
Severe dross problems in ductile iron castings have their orrgin in the condition of an excessive state of oxidation of the
base iron that has reflection on the slag consistency. This situation is favoured by long holdings in electric furnaces at
relative low temperatures (<1350 Grad Celsius). A slag with good consitency is a high melting point slag and a sign of
adequate desoxidation. Conversely, a fluid slag covering the bath suggests an excess of iron (and manganese) oxides.
Ladles contaminated with fluid slag are obviously a natural result of this situation. Increasing operation temperatures
will not solve this readily. Fluid slag is agressive and in condition of pouring at low temperatures (<1320 Grad Celsius)
coupled to turbulence can lead to serious problems of dross in heavy castings. Intermediate situations exists no doubt
but any foundry producing castings with high quality demands should exercise an adequate surveillance of the melt
through the observation of slag consistency, following where necesary the suggestions given in this paper. Of course,
this approach can also be extended to grey iron melts.
Foundry consultant, Cameri, IT
Foundry Trade Journal International
Heftnummer 3689
Eisengusswerkstoffe
Anburaj, J.; Chandrasekar, A.; Mohamed Nazirudeen, S. S.; Narayanan, R.; Kumaravel, M.; Anandavel, B.
Effect of solution annealing on structure and properties of high Mo superaustenitic stainless steel
castings
Wirkung eines Lösungsglühens auf das Gefüge und die Eigenschaften von superaustenitischem rostfreien Stahlguss mit
hohem Molybdängehalt
In the present study, the effect of solutionising temperatures of 1100, 1150, 1200 and 1250° C on the tensile strength,
impact toughness and pitting corrosion of 6.5, 7.5 and 8.5 wt-%Mo cast superaustenitic stainless steels (SASS) is
investigated. These alloys were produced by a conventional induction melting furnace, and subsequently, they were
annealed at the above mentioned temperatures to obtain a completely austenitic structure. Thermo-Calc software was
used to study the stability of secondary phases for SASS annealed at these temperatures. The increasing Mo content
raises the temperature of stability of the sigma phase. Solution annealing enhances yielding toughness, as
demonstrated by the increase in impact energy, and obtains the expected hardness. In addition, the pitting resistance
increases with the increase in solution annealing temperatures. Quite contrary to the expectations, higher Mo
containing alloys showed a tendency to pitting compared to the lower Mo containing alloy for the same set of treatment
conditions. This behaviour is related to the precipitation of intermetallic phases of the heat treated alloys.
PSG College of Technology, Coimbatore, IN
Heftnummer 5
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Aristizabal, R. E.; Druschitz, A. P.; Druschitz, E.; Bragg, R.; Hubbard, C. R.; Watkins, T. R.; Ostrander, M.
Intercritically austempered ductile iron
Interkritisches austempered ductile iron (ADI)
Intercritically austempered ductile irons have a unique combination of excellent mechanical properties (particularly
fatigue durability) and excellent manufacturing characteristics (excellent castability, low production energy
requirements, reduced greenhouse gas emissions and excellent machinability). In the present study, four different
ductile iron alloys were produced using manganese and nickel as the primary austenitestabilizing elements. The
intercriticai austenitizing temperatures were experimentally determined and two different heat treatments were
performed on each alloy to obtain different quantities of retained austenite in the final microstructure. This paper
reports the microstructures, phases that are present and tensile properties of these alloys. Further, preliminary
transformation characteristics of the austenite as a function of applied stress were determined using neutron diffraction
at the second generation Neutron Residual Stress Facility at the High Flux Isotope Reactor at Oak Ridge National
Laboratory.
University of Alabama at Birmingham, AL, US; Oak Ridge National Laboratory, TN, US; Rex Heat Treat, Anniston, AL, US
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Ata, Mustafa
Improving machineability of ductile iron automotive brake brackets
Verbesserung der Zerspanbarkeit von Gusseisen mit Kugelgraphit für Bremsträger von Scheibenbremsen
The bracket which is the topic of this paper is used in passenger cars for the brake system. Due to the fact that the
brake systems are one of the safety components in the cars, a lot of tests are applied before it is released for normal
traffic condition. The material is nodular cast iron EN-GJS-550. Following benefits could be achieved: Increasing of
broaching cycle times. The heat balance of the cavities, especially cavities impact of broaching speed, fixation of
casting part (decreasing of movement), well maintenance of broaching machine, increasing of tool lifetime and reducing
of tool changeover time. An equal microstructure (ferrite-pearlite ratio without chill sections, good inoculation of molten
metal etc.) and good casting surface condition are causing good machinability of casting part. This study helped and
ledd to find the right root cause and successfull to increase broaching cycle time.
Continental, Frankfurt am Main, DE
Eisengusswerkstoffe
Avishan, B.; Yazdani, S.; Vahid, D. Jalali
Effect of austempering temperature on machinability of Cu-Ni-Mo alloyed austempered ductile iron
for heavy section parts
Einfluss der Austemperungstemperatur auf die Beabeitbarkeit von dickwandige Teilen aus Cu-Ni-Mo-legiertem ADI
The machinability of an austempered ductile iron with a suitable chemical composition for heavy sections has been
assessed. Austempering heat treatment was carried out at three temperatures, 300, 340 and 375° C, after
austenitising at 870° C for 100 min. Drilling tests, tool wear and surface roughness measurements were used to
evaluate the machinability. Drilling operation failure, severe tool wear and the poorer surface roughness of the
specimens austempered at lower temperatures indicated that austempering at higher temperatures clearly resulted in
better machinability. The machinability of testpieces austempered at 375° C, which contained higher fractions of
retained austenite, was superior to that of testpieces autenitised at lower temperatures, indicating that hardness is an
important factor in assessing machinability in addition to high carbon austenite content.
Sahand University of Technology, Tabriz, IR
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Bartlett, L.N.; Aken, D.C. Van; Lekakh, S.; Peaslee, K.D.
Mechanical properties of cerium-treated Fe-Mn-Al-C steel castings
Mechanische Eigenschaften von Gussteilen aus cerbehandelten Fe-Mn-Al-C
Age-hardening austenitic steels in the Fe-Mn-Al-C system show great promise as a lightweight alternative to quenched
and tempered 4130 steel. These Fe-Mn-Al-C steels are sensitive to phosphorus, and phosphorus levels greater than
0.006 wt.% have unacceptable notch toughness. Recent studies have shown that phosphorus mitigation in Fe-Mn-Al-C
steels is possible by additions of cerium in the form of misch metal. In this paper, the mechanical properties of two
industrially produced Fe-30Mn-9Al-lSi-0.9C-0.5Mo (> 0.03 wt.% P) steel castings with 0.01 and 0.052 wt.% Ce were
studied as a function of age hardening at 530C (986F) and 570C (1058F). Age hardening curves show slightly higher
hardness values for the 0.01 wt.% Ce alloy than either the 0.052 wt.% Ce alloy or the low phosphorus steels studied
previously. On average, there was a 16 Brinell Hardness Number (BHN) increase in hardness as the amount of Ce
decreased from 0.052 to 0.01 wt.%. In the solution treated condition, increasing Ce decreased the ultimate tensile
strength (UTS) by an average of 100 MPa and decreased the average total elongation from 57 to 23%. Peak-aged alloys
exhibited a 60% decrease in elongation with the 0.052 wt.% Ce content, hi addition, increasing Ce reduced the room
temperature notch toughness from 214 to 90 J in the solution treated condition and from 92 J to 26 J for specimens
aged to 302 BHN. The loss in ductility and notch toughness with the 0.052 wt.% Ce content was attributed to the
presence of large (> 20 micro m), hard and brittle (1170 HV), (Ce, La)Si2, Laves phase that was found in the
interdendritic regions of the 0.052 wt.% Ce alloy.
Missouri University of Science and Technology, Rolla, MO, US
Eisengusswerkstoffe
Benam, Amir Sadighzadeh; Yazdani, Sasan; Avishan, Behzad
Effect of shot peening process on fatigue behavior of an alloyed austempered ductile iron
Auswirkung des Verfestigungsstrahlens (shot peening) auf das Ermüdungsverhalten eines legierten ADI
Shot peening is one of the most common surface treatments to improve the fatigue behavior of metallic parts. In this
study the effect of shot peening process on the fatigue behavior of an alloyed austempered ductile iron (ADI) has been
studied. Austempering heat treatment consisted of austenitizing at 875° C for 90 min followed by austempering at
three different temperatues of 320, 365 and 400° C. Rotating-bending fatigue test was carried out on samples after
shot peening by 0.4 - 0.6 mm shots. XRD and SEM analysis, micro hardness and roughness tests were carried out to
study the fatigue behavior of the samples. Results indicate that the fatigue strengths of samples austempered at 320,
365 and 400° C are increased by 27.3 %, 33.3 % and 48.4 %, respectively, after shot peening process.
Sahand University of Technology, East Azerbaijan, Tabriz, IR
China Foundry
Heftnummer 3
Eisengusswerkstoffe
Bodenburg, Mathias; Hepp, Erik; Hurevitch, Vitali; Heckmann, Carl-Justus; Petzschmann, Ulrich
Simulationsunterstützte Auslegung von gegossenen ADI-Bauteilen
ADI-Werkstoffe sind eine Werkstoffgruppe, die aufgrund ihrer Eigenschaftskombinationen anspruchsvolle
Anwendungsmöglichkeiten bieten. Die große Abhängigkeit von Prozessgestaltung und Werkstoffeigenschaften führt
jedoch zu einer unbefriedigenden Akzeptanz bei den Konstrukteuren und damit zu einem geringen Anwendungsgrad.
Grundlage für die substanzielle Verbreiterung des Einsatzes von ADI ist daher eine vorhersagbare Prozessgestaltung.
Das Gesamtziel des BMBF-Forschungsvorhabens "LEA - Leichtbau mit gegossenen ADI-Bauteilen" war daher die
konsequente Ausnutzung des Leichtbaupotenzials von ADI-Bauteilen durch die Entwicklung von virtuellen Werkzeugen
zur gezielten Einstellung der ADI-Werkstoffeigenschaften und einer vorhersagbaren Prozessgestaltung inklusive des
Betriebsverhaltens. Im Vorhaben wurden hierzu insbesondere Modelle zur Simulation der Wärmebehandlung zur
Herstellung von ADI entwickelt und mit Hilfe ausgewählter Demonstratorbauteile auf ihre Praxistauglichkeit überprüft.
Magma, Aachen, DE; IfG gGmbH, Düsseldorf, DE
Giesserei
Heftnummer 7
Eisengusswerkstoffe
Böhme, Wolfgang; Reissig, Lutz
Neue, höchstfeste ADI-Werkstoffe für den Automobilbau
Im Rahmen des BMBF-Projekts LEA (1) wurden verschiedene vorhandene und neu zu entwickelnde hochfeste
ADI-Gussqualitäten (Austempered Ductile Iron = austenitisch-ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit) untersucht und ihr
Leichtbaupotenzial für den Einsatz in der Automobilindustrie bewertet.
Die Untersuchung der Dehnratenabhängigkeit der ADI-Werkstoffe erfolgte am Fraunhofer IWM, Freiburg, mittels
Hochgeschwindigkeitszugversuchen. Bei crash-relevanten Dehnraten von bis zu 100 s(exp-1) war sowohl bei der ADI
1000- wie auch bei der ADI 1200-Gussqualität eine Festigkeitszunahme von ca. 100 MPa feststellbar, wobei die
Bruchdehnung mindestens konstant blieb bzw. in einigen Fällen sogar um mehr als 20 % anstieg. Mittels
röntgenographischer Phasenanalyse wurde außerdem eine deutliche Verringerung des Austenitanteils in den Proben von
ca. 35 % vor Versuchsbeginn auf 5 bis 10 % nach dem Versuchsende festgestellt, was ein Hinweis auf eine als
TRIP-Effekt (TRansformation Induced Plasticity = Umwandlungsplastizität) bekannte Phasenumwandlung ist. Die
kompletten Ergebnisse dieser Untersuchung sind in (2) detailliert beschrieben.
Diese Untersuchungsergebnisse belegen, dass die hier vorgestellten ADI-Gussqualitäten durchaus ein hohes Potenzial
für den Einsatz in crashbelasteten Automobilkomponenten besitzen.
Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik, Freiburg, DE
Giesserei
Heftnummer 7
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Boonmee, S.; Moran, M.K.; Stefanescu, D.M.
On the effect of the casting skin on the fatigue properties of CG iron
Über den Einfluss des Gusshaut auf die Ermüdungseigenschaften von Gusseisen mit Vermiculargraphit
It has been demonstrated that the casting skin can significantly decrease the static mechanical properties of
compacted graphite (CG) iron. The effect on the dynamic mechanical properties is expected to be even more
pronounced. In this study, the effect of casting skin on fatigue properties was examined and quantified. The results
show significant reduction of the endurance limit with the presence of the casting skin. The Fatigue Skin Factor was
introduced as a quantity that quantifies the casting skin effect on fatigue properties. Furthermore, the casting skin was
investigated through Electron Probe Microanalysis (EPMA) used to evaluate the microsegregation. The results show Mg
depletion at the casting skin and Mg segregation in the interdendritic regions. The average visual skin thickness in this
study was of 0.084 mm. The pearlitic rim had an average thickness of 0.056 mm. The pearlitic rim seems was
associated with the sodium silicate used as the binder. This study demonstrates and documents the casting skin effect
on the fatigue properties. The as-cast samples exhibited significant reduction in fatigue strength compared to the
machined samples. The fatigue skin factor (reduction in the as-cast fatigue data compared to the machined ones) was
found to be 0.687 and 0.650 at the mean stress of 250 and 300 MPa, respectively. The dependency of the fatigue
strength on the mean stress can be estimated using linear equations. The cracks originated at the corner of the
samples that act as stress raisers. The cleavage fracture surface was found at the casting skin. It is similar to the
typical fracture surface in the crack propagation zone. Line profiling using EPMA was found to be a useful method to
reveal the Mg microsegregation in CG iron. The results show that the Mg-rich areas coincide with the interdendritic
areas, while the Mg depleted areas coincide with the dendritic areas. As the casting skin exhibits higher amounts of
dendrites than the bulk, Mg depletion is seen in the casting skin and is expected to be the cause of graphite
degradation. The Mg distribution has a good correlation with the color-etched microstructure.
Ohio State University, Columbus, OH, US
Eisengusswerkstoffe
Boonmee, Sarum; Stefanescu, Doru M.
The mechanism of formation of casting skin in CG iron and its effect on tensile properties
Der Bildungsmechanismus der Gusshaut bei Gusseisen mit Kugelgraphit und seine Wirkung auf die Zugeigenschaften
Sand-cast compacted graphite (CG) cast iron typically presents a surface layer (the casting skin) whose microstructure
is significantly different than that of the bulk material. It is generally believed that the casting skin is the result on
interaction between the metal and the mould moisture and atmosphere. This reaction results in a decarburised or
graphite-free layer. The thickness of this layer is a function of process variables (e.g. cooling rate, pouring temperature,
binder, coating, sand fineness, and Mg and inoculation level).
The paper presents a summary of recent findings on the negative effect of casting skin on the static properties of CGI
through the use of the skin quality factor for tensile strength, defined as the ratio between the as-cast and machined
tensile strength. A mechanism of casting skin formation is proposed and supported with experimental and
computational data.
The Ohio State University, Columbus, OH, US
Heftnummer 3697
Eisengusswerkstoffe
Bouvet, Patrick; Gautier, Corinne; Monat, Thierry; Prunier, Jean-Baptiste
Influence of oxide skins on the SG cast iron parts fatigue strength
Einfluss von Oxidhäuten auf die Ermüdungsfestikeit von Gussteilen aus Gusseisen mit Kugelgraphit
An Probestäben, die aus Gussblöcken des Typs EN GJS-400-15 entnommen wurden, wurden 4-Punkt-Biegeprüfungen
durchgeführt. Die Proben waren für dickwandige Teile repräsentativ (1000x420x150 mm). Die Ergebnise zeigen auf,
dass die Dauerschwingfestigkeit durch Oxidfilme im Vergleich zum nicht beeinträchtigten Werkstoff um ca. 40 %
verringert wird. Die Ermüdungseigenschaften des GJS waren nicht von der Größe, Form und Verteilung der Oxidhäute
abhängig. Bei räumlicher Betrachtung zeigte sich, dass die Oxidfilme ein durchgehendes Netz bilden. Sie stehen
untereinander in Verbindung, und die Graphitkugeln tragen zu dieser Vernetzung bei.
CTIF, FR
Fonderie
Heftnummer 24
Eisengusswerkstoffe
Chakrabarty, I.
Effect of copper on the corrosion restistance behaviour of as-cast and destabilized Cr-Mn white cast
irons
Einfluss von Kupfer auf das Korrosionswiderstandsverhalten von Cr-Mn-legiertem weißen Gusseisen im Gusszustand und
destabilisiert.
The effect of the addition of copper to Cr-Mn white cast irons in the as-cast and destabilized conditions and their
performance in the chloride corrosive media were studied. This research was part of the development programme to
consider substitute alloys for the existing costly wear resistant alloys like Ni-Cr or High CR white cast irons for wear
resistant applications. In the as-cast condition, a predominantly austenitic matrix was developed by the addition of Mn
(~5 %) and Cu (~3 %) to the base iron with 2.8 %, 1.7 % SI, and 6 % Cr. These metastable austenitic alloys were
subjected to destabilization ausaging treatment. The corresponding transformation behaviour was characterized by
optical microscopy, hardness measurement, x-ray diffraction analysis, and electron probe micro-analysis etc. The
corrosion rate in 5 % NaCL aqueous solution were measured by potentiostatic method and the corroded surfaces were
examined under a scanning electron microscope with EDX facility. The observations prove the beneficial effect of
copper on increasing the corrosion resistance of Cr-Mn white cast irons.
Banaras Hindu University, Varanasi, IN
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Chisamera, M.; Riposan, I.; Stan, S.; Barstow, M.
Structure charactristics of iron powder treated slightly hypereutectic grey irons
Gefügeeigenschaften von mit Eisenpulver behandelten schwach übereutektischen Gusseisen (GJL)
The purpose of the present paper is to investigate the structure characteristics of slightly hypeeutectic grey irons
(carbon eqivalent = 4.3 - 4.5) in resin sand and metal moulds after either a separate addition of iron powder or
inoculation (Ca, Ba, Al-Fesi) or in a double treatment both in different variants. Iron powder favours austenite dendrite
formation (up to 40 % increase in area in metal moulds) as reinforcement for eutectic cells, but it led to unsuitable
morphologies for graphite nuclei. [large irregular polygonal (Mn, X)S compounds] and lower eutectic cell count.
Inoculation by itself showed the strongest graphitising effect and incerease in eutectic cell count. The double treatment
(Fe powder + inoculant) can be recommended as there is a redidual benefit of an Fe powder adddition on austenite
dendrite formation and inoculation restores the effectiveness of the MnS morphology and size for control of chill and
eutectic cells, especially if innoculation is carried out after the iron powder treatment.
Politehnica University of Bucharest, Bucharest, RO; Consultant Metalurgist Fremont, CA, US
Internat. J. of Cast Metals Research
Heftnummer 6
Eisengusswerkstoffe
Chisamera, M., Stan, S.; Riposan, I.; Grasmo,G.; Hartung, C.
Structure charateristics of Ba/Ca/Sr inoculated hypoeutectic grey cast irons
Gefügeeigenschaften von mit Ba/Ca/Sr geimpftem untereutektischem Gusseisen (GJL)
The structural characteristics of inoculated grey irons were studied. As a general rule, the beneficial influence of the
three inoculating elements is in the order Ba < = Ca < Sr, becoming more pronounced as the cooling rate increased. It
was found that Ba is the least effective in all the experimental conditions, as the structure included the highest amounts
of undercooled graphite and free carbides and had the lowest eutectic cell count. Ca and Sr show better efffects, in
favour of Sr inoculation at high cooling rate , in preventing the formation of undercooled graphite and carbides. The
highest eutectic cell count was obtained in Ca inoculated, high carbon equivalent irons, while Sr inoculation was more
efficient in a thin wall grey iron with 3.8-4.0 % carbon equivalent, 0.6-0.8 % Mn, 0.07-0.10% S, giving %Mn x %S value of
0.04-0,06 and 0.005-0.010 % Al.
Politehnica University of Bucharest, Bucharest, RO
International Jounal of Metalcasting
Heftnummer 6
Eisengusswerkstoffe
Correa, A.; Bedolla-Jacuinde, A.; Mejía, I.; Cardoso, E.; Hernández, B.
Effect of boron on microstructure of directionally solidified high chromium white irons
Wirkung von Bor auf das Mikrogefüge von gerichtet erstarrten hochchromhaltigen weiß erstarrten Eisen
This work analyses the effect of boron additions (up to 195 ppm) in a directionally solidified high chromium white iron
(17Cr-2.5C). Owing to its high level of segregation during solidification, boron additions have been able to change the
solidification mechanism and hence to modify the microstructure of the iron. Microprobe analysis in a scanning electron
microscope was used to determine the chemical distribution within the phases forming the microstructure. Boron was
observed to segregate mainly to the austenite/carbide interface, it was also detected within the eutectic carbide and
rarely as a boron compound. It was found that boron additions decreased the amount of proeutectic matrix and
promoted a microstructural refinement by moving the chemical composition of the alloy towards the eutectic. An
increase in the carbide volume fraction was measured as boron increased; however, no increase in the density of
carbides was observed. These phenomena are discussed in terms of the boron segregation during solidification.
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Michoacán, MX; Universidad Autónoma des Estado de Hidalgo,
Hidalgo, MX
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Dasgupta, R. K.; Mondal, D. K.; Chakrabarti, A. K.; Ganguli, A. C.
Kinetics of austenitisation of ductile irons containing two different contents of manganese and
copper
Kinetik der Austenitisierung von Gusseisen mit Kugelgraphit, das 2 verschiedene Gehalte an Mangan und Kupfer
aufweist
This work deals with the study of austenitisation behaviour of two ductile irons: alloy A (3.18C-2.64Si-0.45Mn (wt-%))
and alloy D (3.18C-3.0Si-1.04Mn-1.31Cu (wt-%)). Samples were austenitised at 850, 900 and 950° C with varying times
and then quenched in water. Following special etching techniques, the possible nucleation sites for austenitisation
(transformed to martensite on quenching) have been identified as the ferrite/cementite interfaces within the pearlite
matrix as well as the pearlite colony boundaries. Austenitisation also occurs in an epitaxial manner beyond the ferrite
rims already existing around the graphite nodules. The kinetics of austenitisation is analysed from the volume fraction of
austenite/martensite formed after known intervals of time at constant temperature using Avrami type relationship. In
alloy A, the beginning of austenitisation is characterised by a dimensionality of <1, followed by an unidirectional growth
in the later stages. Austenitisation in alloy D conforms to a dimensionality of 1 followed be two-dimensional growth at
later stages. The activation energies measured from Arrhenius plots range between 50 and 115 kJ mol(exp-1)K(exp-1)
and between 45 and 53 kJ mol(exp-1)K(exp-1) in alloys A and D respectively.
CMERI, Durgapur, IN; National Institute of Technology, Durgapur, IN; Govt. of India, IN
Heftnummer 4
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Dawson, Steve; Zhang, Frank
Compacted graphite iron - a material solution for modern diesel engine cylinder blocks and heads
Gusseisen mit Vermiculargraphit - ein Werkstoff für Zylinderblöcke und Zylinderköpfe moderner Dieselmotoren
Based on the European experience, the primary path to achieving improved engine performance is to increase the Peak
Firing Pressure (P(ind max) in the combustion chamber. In the European commercial vehicle sector, P(ind max) has
increased from approximately 180 bar in 1999 to 220-240 bar in 2010. The resulting increase in thermal and
mechanical loading have required a change from conventional grey cast iron to Compacted Graphite Iron (CGI) in order
to satisfy durability requirements without increasing the size or the weight of the engines. With at least 75% higher
tensile strength , 45% higher stiffness and approximately double the fatigue strength of conventional grey cast iron, CGI
satisfies durability requirements and also provides the dimensional stability required to meet emissions legislation
throughout the life of the engine. In response to EURO 4 and 5 legislation,several new heavy-duty CGI engines have
already been launched in Europe, As the same EURO legislation standards are introduced in China, the same Peak Firing
Pressure solutions and durability challenges will undoubtedly be faced,and the same solutions will undoubtedly be
implemented. As a result, it is forecast that the Chinese foundry industry will experience a significant up-tum in CGI
product development and series production over the next five years. Of course,this CGI activity and production
experience will also lead toward new opportunities for the export market.
SinterCast, Stockholm, SE; SinterCast, Shanghai, CN
Eisengusswerkstoffe
Deike, Rüdiger
Jahresübersicht Gusseisen mit Lamellengraphit (46. Folge)
Giesserei
Heftnummer 4
Eisengusswerkstoffe
Di Cocco, V.; Iacoviello, F.; Cavallini, M.
Damaging micromechanisms characterization of a ferrite ductile cast iron
Beschreibung von Mikroschädigungsvorgängen in einem ferritischen Gusseisen mit Kugelgraphit
Damaging micromechanisms in a ferritic ductile cast iron were investigated by using a scanning electron microscope
with a microtensile holder. Strain rate influence was investigated; tensile tests were performed according to a step
experimental procedure and specimens surfaces were observed by means of a scanning electron microscope (SEM)
during the test ("in situ" tests). Experimental results do not confirm matrix-graphite nodules debonding as the main
damaging micromechanisms involved in ferritic ductile irons failure.
Università di Cassino, Cassino, IT; Università di Roma, Roma, IT
Engineering Fracture Mechanics
Eisengusswerkstoffe
Diaconu, V. L.; Sjögren, T.; Skoglund, P.; Diószegi, A.
Influence of molybdenum alloying on thermomechanical fatigue life of compacted graphite irons
Einfluss des Legierens mit Molybdän auf die thermomechanische Ermüdungslebensdauer von Gusseisen mit
Vermiculargraphit
In this study for compacted graphite irons (CGIs) and one grey cast iron (FGI) were produced and tested in the
laboratory. The molybdenum content of the four CGI grades was varied between 0 and 1.01 wt-%. The purpose of the
investigations was to examine the effect of the different molybdenum contents of the CGI on the thermomechanical
fatigue (TMF) behaviour. The TMF tests were performed by cycling a constrained specimen between 110 and 600° C.
For every material three tests were performed on specimens machined from a 20 mm diameter cylinder. Other tests
were performed on specimens machined from 55 mm dmr. and 85 mm dmr. cylinders respectively. The tests showed
that additions of molybdenum improved the fatigue resistance of CGI. It was observed that additions of molybdenum
refined the pearlite and that the specimens with a finer metallic matrix had a higher TMF resistance.
University of Miskolc, HU, SP Technical Research Institute of Sweden, Boras, SE; Jönköping University, Jönköping, SE
Heftnummer 5
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Dong, Xiaoming; Wang, Wenyan; Xie, Jingpei; Wang, Alqin
Study on the impact abrasive wear of new super-high manganese steel
Untersuchung des Abrasivverschleiß unter Stoßbelastung eines hoch-Manganlegierten Stahls
Based on the traditional Mn13, the super-high manganese steel Mn18 was melted by means of adjusting the amount of
C, Mn, adding a certain amount of alloying elements Cr, Mo etc and modification. The results show that with low impact
energy abrasive wear for 60 minutes, the wear resistance of super-high manganese steel Mn18 was greatly improved by
contrast with that of Mn13, and the hardness of wear surface was increased slowly with the elapse of the wear time.
However, under the high impact energy, the wear resistance of Mn18 is 1.5 times as high as that of Mn13,and the
hardness of wear surface was increased to HB440 in a short time. The main wear forms were: cutting, gouging wear
and plastic deformation. Typical TEM morphologies of subsurface wear structure consist mostly of high density
dislocations deformation bands.
Henan University of Science and Technology, Luoyang, CN; Henan Key Laboratory of Advanced Nonferrous Metals,
Henan University of Science and Technology, Luoyang, CN
Eisengusswerkstoffe
Druschitz, Alan; Littleton, Harry; Dunlap, Wiliam; Foley, Robin; Schroeder, Tom; Reynolds, Jamey; Harvey, Bill
Advantages of pouring compacted graphite iron using the lost foam casting process
Vorteile beim Gießen von Gusseisen mit Vermiculargrahit nach dem Lost-Foam-Verfahren (Vollformgießen)
An investigation into the production of compacted graphite iron cylinder blocks using the lost foam casting process and
the commercially accepted SinterCast technology was performed in a production foundry with excellent results. This
breakthrough could provide an entireley new production market for the casting industry. Current automotive compacted
graphite iron production is approximately 950,000 engine equivalents per year and is currently used for more than
nineteen diesel engine blocks in vehicles produced by over eleven car and truck manufacturers and is the material of
choice for NASCAR, NHRA and Pro Truck rage engines due to higher strength, higher stiffness and reduced cylinder
bore distortion compared to both gray cast iron and cast aluminium. However, none of these production cylinder blocks
are produced using the lost foam casting process. A gray iron skin, which can significantly reduce strength and ductility,
may form when compacted graphite iron is cast in green sand molds due to the reaction of the molten metal with the
water and sulfur in the molding material. A "skin" has also been reported to form on castings produced in bonded sand
molds. The lost foam casting process uses a thin refractory coating that prevents the molten metal from contacting the
supporting media, typically sand or synthetic mullite. Since the metal does not contact the molding media, the
detrimental "skin" is minimized.
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Endo, Eiji; Hatate, Minoru; Nobuki, Tohru; Nakayama, Hideki
Strength and abrasion characteristics of alloy tool steel castings produced by investment casting
process
Festigkeits- und Verschleißeigenschaften von im Feingießverfahren hergestellten legiertem Stahlguss
This study aims to research and develop application of alloy tool steel (SKD11 of JIS G4404) castings with high
C(carbon)and high Cr(chromium), manufactured by the investment casting process. We systematically investigate on
influence of amount, morphology and distribution of M7C3 and/or MC type carbides on mechanical properties such as
tensile and bending strength,hardness and abrasion resistance. The steel castings melted by a high frequency induction
furnace and cast the melts with varying from 0.3 mass% V(vanadium) to 10 mass% V. With increasing V content,
crystallized carbides in the casting were found to increase and change from plate-like eutectic M7C3, type to granular
MC type, crystallizing randomly owing to stronger stabilization of the carbide of V than Cr. Tensile, bending strength and
hardness of quenched and subsequent tempered castings with a 3 mass% V exhibit about 1000 MPa, 1730 MPa and 62
HRC, respectively- By an addition of 5 mass% in V content, both strengths increase to 1200 MPa and 1800 MPa
However, the strength tends to decrease with increasing up to 10 mass% V. The hardness of castings with 10 mass% V
is lower than that with less than 5 mass% V.The castings with 1.8 mass% C and 5 mass% V.artd with 2.8 mass% C and
10 mass% V modified by increasing the C content according to amount of V added Is found to exhibit same or higher
strength and hardness than those with the SKD11 composition. The abrasion weight toss of castings with the matrix to
maintain good hardening ability is found to decrease with increasing V content. Consequently,we conclude that
abrasion characteristics of the castings can improve with the addition of V.
Kinki University, Hiroshima, JP; Castem, Fukuyama, JP
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Ettinger, Cornelis J. van
Oil quenched malleable iron, the strength of an old material in a "green cast" development and a
new future
Ölabgeschreckter Temperguss mit der Festigkeit eines alten Werkstoffs bei einer "Grünguss"-Entwicklung und eine neue
Zukunft
Malleable iron is the oldest ductile iron since its development started in 1720 by R. A. F. de Reamur in Europe and in
1831 by Seth Boyden in the United States of America. Until the invention of ductile iron in 1948 by Keith Millis in the
USA and Henton Morrogh in England, malleable iron was the most important ductile cast iron used, first in the
agriculture-, raPway-and later the automotive industry. Due to the development of ductile iron and the energy crisis in
the late seventies malleable iron castings became more and more in discredit, and the world production dropped to a
one and a half million tonnes in 2008, of which half a million tonnes is produced in China. Malleable iron lost the
interest and the development stopped, in the same turbulent seventies of tremendous developments of new
technologies. The personal computer, emission spectrometer, thermal analysis, cold-box core system and automatic
vertical moulding were introduced in the foundry industry. Experience shows that these new technologies not always
match with malleable iron. The digital thermal analysis for instance, shows phenomena which are difficult to
understand. solidification-, mould filling simulation programs are not always capable to handle a low carbon equivalent
iron like malleable iron is. Recent developments shows however by using these new technologies and combined with
practical experience, It is possible to increase the casting yield of malleable iron to the same level as of ductile iron. The
mechanical properties, specific the yield strength of malleable iron according to the standard are equivalent to those of
ductile iron, however the yield strength of oil quenched malleable iron is significantly higher than that of ductile iron. An
extensive investigation is made between ductile iron, air quenched-and oil quenched malleable iron based on the
properties of more then 350 test bars produced under the same conditions. The results are compared with the existing
international standards and other properties like fatigue strength and response to surface treatments as induction
hardening are discussed. The costs of malleable iron are reviewed and compared with other ferro-alloys.
Gieterij, Doesburg, NL
Eisengusswerkstoffe
Fras, Edward; Górny, Marcin
Mechanism of silicon influence on chilling tendency and chill of cast iron
Wirkungsablauf des Siliciumeinflusses auf die Unterkühlungsneigung und Weißerstarrung von Gusseisen
In this work an analytical solution is used to explain mechanism of silicon influence on the transition from graphite to
cementite eutectic in cast iron. It is found that this transition can be related to: (1) the nucleation potential of graphite
characterized directly by the nucleation coefficients N(Index s) and b, (2) the growth rate coefficient of graphite eutectic
cell, µ, (3) the temperature range, Delta T(Index s,c) = T(Index s) - T(Index c) (where T(Index s) and T(Index c) is the
equilibrium temperature of the graphite eutectic and formation temperature of the cementite eutectic respectively) and
(4) the liquid volume fraction, f(Index l) after solidification of the pre-eutectic austenite. Analytical equations were used
to describe the absolute, CT and the relative chilling tendency, CT(Index r) and in consequence the chill, w of cast iron.
This theory was experimentally verified using silicon as an example. Influence of silicon on estimation of N(Index s) and
µ values was presented. It has been shown that increasing silicon leads to increasing the critical cooling rates, Q(Index
cr). In consequence as silicon content decreases the chilling tendency, CT and CT(Index r) and the width of chill, w
increase. The main impact of silicon on the transition from graphite to cementite eutectic consists is related with the
nucleation coefficient, N(Index s) and the growth rate coefficient of graphite eutectic cell, µ. Finally, it has been shown
that the chilling tendency indexes, CT, CT(Index r) and in consequency the chill can be estimated from simple thermal
analysis in reference castings. In this work, the experimental and theoretical results are found to be in good agreement
with each other.
AGH University of Science and Technology, Cracow, PL
Heftnummer 3
Eisengusswerkstoffe
Fras, Edward; Gorny, Marcin; Lopez, Hugo F;
Thin wall ductile and austempered iron castings as substitutes for aluminium alloy castings
Dünnwandige Gussteile aus Gusseisen mit Kugelgraphit bzw. ADI als Ersatz für Gussteile aus Aluminiumlegierungen
Through super inoculation of the liquid cast iron it is possible to produce thin wall castings made of ductile iron without
the development of chills, porosity, cold laps or misruns, and with a strength to weight ratio from 73 to 87 MPacm3/g.
Austenitising at 900 grad Celsius for 20 minutes and then austempering in a salt bath at 350 grad Celsius for 15
minutes promotes the development of a fully ausferritic matrix in thin wall castings. In turn, this results in an increase in
the strength to weight ratio from 73-87 to 118-154 MPacm3/g. TWDI and TWADI castings have a high potential for
replacing aluminiumalloy parts in diverse applications, particularly those that have high mechanical requirements and
can bring substantial savings.
AGH-University of Science and Technology, Krakau; PL; University of Wisconsin-Milwaukee, US
Heftnummer 3683
Eisengusswerkstoffe
Gassner, Gert; Bauer, Werner; Schumacher, Peter; Löblich, Herbert; Stets, Wolfram
Werkstoff- und fertigungstechnische Grundlagen der Herstellung und Anwendung von hoch
siliciumhaltigem Gusseisen mit Kugelgraphit
statische Eigenschaften von GJS in Abhängigkeit vom Siliciumgehalt; Untersuchung der Drossbildung bei höheren
Sliciumgehalten mit Hilfe der hier beschriebenen Drossprobe; Hinweise auf weitere Projekte
Österreichisches Gießereiinstitut, Leoben, AT; Institut für Gießereitechnik gGmbH, Düsseldorf, DE
Giesserei
Heftnummer 5
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Gong, Wenbang; Hao, Jing; Luo Li; Lu, Jijun; Chen, Guodong
Design and control of chemical compositions for high-performance austempered ductile iron
Festlegung und Beinflussung der chemischen Zusammensetzung für hochleistungsfähiges bainitisches Gusseisen
This paper discusses the effects of chemical composition of Austempered Ductile Iron (ADI) cast on casting quality,
heat treatment process parameters and mechanical properties of the final products. According to the experiment and
the production practice,the impact of the carbon equivalent on ADI and its mechanical properties has been studied. The
proper content range for carbon and silicon has been obtained to avoid ADI casting shrinkage and graphite float, also to
get the best mechanical properties. According to the impact of silicon content on the austenite phase
transformation,the presence of carbon in the form of ADI has been analyzed, and also the formula and diagram for the
relationship between the austenitizing temperature and the carbon content in austenite have been deduced. The
chemical composition range for high-performance ADI and Its control points has been recommended, which can be
used as a reference for production process.
Montanuniversität Leoben, AT
Eisengusswerkstoffe
Gorski, Ralf; Dörfer, Friedemann
Berstdruckversuche mit Gusseisenwerkstoffen bei niedrigen Temperaturen
E wurden ein hochsilicierter GJS-500 als Strangguss, EN-GJS-400-15 U als Strangguss, EN-GJS-400-18 als
Kokillenblockguss und ein legierter Schmiedestahl hinsichtlich des Berstverhaltens bei niedrigen Temperaturen geprüft
und miteinander verglichen. Die Berstversuche haben gezeigt, dass alle drei Gusseisen mit Kugelgraphit auch im
Tieftemperaturbereich z. B für Hydraulikblöcke einsetzbar sind. Der in der Testreihe einzige für den Einsatz bei -20 Grad
Celsius klassifizierte Werkstoff EN-GJS-400-18U-RT unterscheidet sich tendenziell unter Versuchsbedingungen nicht
von den anderen Materialien. Der negative Einfluss von tiefenTemperaturen, die die Kerbschlagzähigkeit bei
Gusseisenwerkstoffen stark vom Stahl abweichen lässt, wurde im Berstversuch nicht nachgewiesen.
Gontermann-Peipers, Siegen, DE
Giesserei
Heftnummer 4
Eisengusswerkstoffe
Hashemi, Behtash; Kiani-Rashid, Ali Reza
The effect of graphite shape on vacuum-free diffusion bonding of ST37 steel and nodular cast iron
Der Einfluss der Graphitausbildung auf die vakuumfreie Difffusionsverbindung von St37-Stahl und Gusseisen mit
Kugelgraphit
In this study, a low carbon steel (ST37) and two kinds of ductile cast iron with different nodularities, were diffusion
bonded at the temperature 850° for 10 hours and then cooled in the furnace to investigate the effect of the graphite
nodularity in the ductile cast iron on the diffusion bonding of dissimilar iron alloys and carbon diffusion. After diffusion
bonding, microstructure analysis including metallographic examinations and image analysis, and also mechanical
properties including micro-hardness measurements of interface region of the couples were made. The microstructure of
the steel near the interfaces of couples consisted of pearlite, but the amount of that is different in two couples. As a
result, from the microstructure observations, the carbon diffusion to the steel from the ductile cast iron with 10 %
nodularity is higher than that with 90 % nodularity, and a good bonding along the interfaces is formed.
Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, IR
International Foundry Research/Giesssereiforschung
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Herfurth, Klaus; Gorski, Ralf; Beute, Klaus; Hering, Marcus
GOPAG C 500 F - Gusswerkstoff für den Maschinenbau mit höherer Festigkeit und Bruchdehnung bei
sehr homogener Härteverteilung
Das Unternehmen Power-Hydraulik GmbH, Sulz am Neckar, hat mit verschiedenen Stranggusswerkstoffen schon seit
langem beste Erfahrungen gemacht. Für höhere Innendrücke im Bereich von 350 bis 420 bar waren die vorhandenen
Gusswerkstoffe aber nicht geeignet. Die Gontermann-Peipers GmbH, Siegen, als Produzent und Lieferant für
Gusseisen-Stranggusshalbzeug entwickelte deshalb die neue Gusseisen-Stranggusssorte mit der Bezeichnung Gopag C
500 F, um damit auch Schmiedestahl bei höheren Innendrücken substituieren zu können. Basis der neuen
Werkstoffentwicklung ist ein Gusseisen mit höherem Siliciumgehalt, das im neuen Normenentwurf prEN 1563:20 10 für
Gusseisen mit Kugelgraphit auch als genormter Werkstoff EN-GJS 500-14 aufgenommen wurde. Mit diesem Werkstoff
lassen sich Festigkeit und Bruchdehnung ohne teure Legierungselemente verbessern.
Das Unternehmen Power-Hydraulik GmbH setzte den neuen Werkstoff Gopac C 500 F erfolgreich für einen
Hydraulikblock ein. Das Vormaterial von Gontermann-Peipers konnte optimal in die vorhandene Prozesskette
eingegliedert werden. Die in der Fertigung erzielten Vorteile, wie ein deutlich schnelleres Bohren, ein geringerer
Werkzeugverschleiß und eine höhere Prozesssicherheit, brachten das Unternehmen Power Hydraulik dazu, diesen
neuen Werkstoff auch für Hydraulikblöcke mit einem Nenndruck bis 420 bar einzusetzen und so die Probleme mit dem
bei diesen Drücken an seine Grenzen stoßenden Werkstoff GJS-400-15 zu lösen.
Gontermann-Peipers GmbH, Siegen, DE
Giesserei
Heftnummer 6
S. 68-72; 74-79 (11 Seiten, 15 Bilder, 2 Tabellen, 12 Quellen)
Eisengusswerkstoffe
Inthidech, S.; Sricharoenchai, P.; Matsubara, Y.
Effect of molybdenum content on subcritical heat treatment behaviour of hypoeutectic 16 and 26
wt-% chromium cast irons
Einfluss des Molybdängehaltes auf das unterkritische Wärmebehandlungsverhalten von untereutektischen
Chromgusseisen mit 16 und 26 Gew.-% Chrom
Hypoeutectic high chromium cast irons containing 16 and 26 wt-%CR, with and without Mo, were prepared to clarify the
variation of hardness and volume fraction of retained austenite (V-Gamma) during subcritical heat treatment. As cast
specimens were held at temperature between 773 and 973 K for 21.6 ks (6 h) and air cooled with a fan. Hardness and
V-Gamma values were measured in all specimens. In the subcritically heat treated state, secondary hardening similar to
hardened tempered alloy cast irons and steels was observed. V-Gamma decreased gradually with rising temperature.
The maximum hardness levels following subcritical heat treatment were obtained at temperatures between 823 and
873 K. The greatest improvement, an increase of 140 HV30, was obtained in 16 wt-%Cr cast iron with 3 wt-%Mo.
Mahasarakham University, Mahasarakham, TH; Chulalongkorn University, Bangkok, TH; Kurume National College of
Technology, Fukuoka, JP
Heftnummer 5
Eisengusswerkstoffe
Intidech, S.; Aungsupaitoon, P.; Sricharoenchai, P.; Matsubara, Y.
Two body type abrasion wear behaviour in hypoeutectic 16 % Cr cast irons with Mo
Zwei-Körper-Schleifverschleißverhalten in untereutektischem Chromgusseisen mit Molybdän
Hypoeutectic 16 % Cr cast irons, both Mo free and 1-3 % Mo containing specimens were prepared to investigate their
abrasion wear behaviour. Annealed specimens were hardened at 1323 K and then tempered at three temperatures from
673 to 873 K for 7.2 ks, the temperature giving the maximum hardness (HTmax) and the lower and higher temperature
(L-HTmax, H-H Tmax). The abrasion wear behaviour was investigated using a two body type Suga abrasion wear tester.
A linear relation was obtained between wear loss and wear distance. The highest wear resistance or the lowest wear
rate (Rw) was obtained in HTmax specimens except for the Mo free specimen. The lowest wear resistance or the highest
Rw was obtained in H-HTmax specimens. The Rw was decreased with an increase in macrohardness. The lowest Rw
appeared around 25 % retained austenite (V... ). The Rw was decreased with an increase of Mo content, and the V...
value at the minimum Rw shifted to the high V... side.
Mahasarakham University, Mahasarakham, TH; Chulalongkorn University, Bangkok, TH; Kurume National College of
Technology, Fukuoka, JP
Heftnummer 3
Eisengusswerkstoffe
Javaid, A.; Sahoo, M.; Labrecque, C.; Gagné, M.
An overview of CANMET's R&D activities on thin-wall ductile iron castings
Überlick zu den F&E-Aktivitäten von Canmet zu dünnwandigen Gussteilen aus Gusseisen mit Kugelgraphit
The high cooling rate of thin-wall (< 3 mm) ductile iron castings necessitates the adoption of special practices and
procedures to assure the development of a carbide-free microstructure.
Metallurgical processing guidelines to successfully produce carbide-free thin-wall ductile iron castings were developed
with good mechanical properties by optimizing the chemical composition along with precise control of the melting
process, including post-inoculation and base iron pre-conditioning, and use of moldable insulating materials. Based on
the success of this research work, Canadian company Rio Tinto and CANMET-MTL combined their efforts to investigate
the problems related to the fabrication of thin-wall ductile iron castings focusing on the effects of insulating sand on
microstructure and mechanical properties of thin-wall ductile iron castings. Late-inoculation with Bi-containing
ferro-silicon and the use of insulating sand molds successfully eliminated the metallurgical problems of carbide
formation, micro-porosity, and misruns, which adversely affect the machinability and mechanical properties of thin-wall
ductile iron castings. Silicon showed the greatest effect on the tensile properties and any processing variable that led to
an increase in nodule count (with a corresponding increase in ferrite content) led to greater ductility, lower strength,
and improved toughness.
Canmet Materials Technology Laboratory, Ottawa; ON, CA; Rio Tinto Iron & Titanium; Sorel-Tracy, QC, CA
Hommes et Fonderie
Heftnummer 400
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Keough, J.R.
Austempered ductile iron (ADI) - A green alternative
Austempered Ductile Iron (ADI) - eine grüne Alternative
In discussions of sustainable or "green" design, the topic of weight reduction is often the first consideration.
Immediately, engineers of structural components turn to materials with low density such as aluminum and magnesium.
However, when strength and stiffness are taken into consideration, a low-density material does not always result in a
lower mass component or assembly. Further, in the search to propel devices using less fuel energy, engineers can often
lose sight of the total lifecycle energy of the material/process combination they have chosen in their design. High
strength steels have made great advances, allowing their designs to compete with "lightweight" metals. The steel
manufacturers have done a good job communicating "new steel" to the design community. However, the design
community is largely unfamiliar with the light weight and low energy properties of Austempered Ductile Iron (ADI). The
lure of low specific gravity can lock design engineers into an improper material/process combination early in the design
process to the exclusion of other, more efficient material/process combinations. This paper will familiarize the reader
with the concept of embodied energy and some of the environmental advantages of converting from a conventional
material/process combination to an ADI casting solution.
Applied Process Inc., Livonia, MI, US
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Kowalski, Adam; Turzynski, Jozef
Ausferritic cast iron with flake graphite - Technology and properties
Bainitisches Gusseisen mit Lamellengraphit - Technologie und Eigenschaften
Basing on the studies of reference literature and own investigations, four chemical compositions of the base cast iron
were selected, and bars of 30, 60 and 90 mm diameters were cast from each composition. Austempering was
performed at temperatures of 270, 300, 330 and 360 deg C. Microstructure was examined under optical microscope
and using TEM and SEM. The mechanical properties of cast iron in as-cast condition and after heat treatment were
tested including the tensile strength R(ind m) (MPA), elongation A(ind d) and Brinell hardness HB. The cast iron
hardenability was determined by Grossman method through measurement of hardness distribution on the cross-section
of bars of different diameters. The cast iron of the highest mechanical propertied (R(ind m) of approx. 520 MPa, HB of
approx. 370) was subjected to further investigations plotting the CCT diagram. Austenite content in the cast iron matrix
and carbon concentration in austenite were measured after different times of the isothermal transformation on an X-ray
diffractometer. The results of the investigations were presented in the form of tables, graphs and photographs of
microstructure. The developed austempered grey iron (AGI) can be applied for numerous responsible parts of machines
and equipment offering high abrasion wear resistance and filling a gap that exists between the grey and spheroidal
graphite irons.
Foundry Research Institute, Krakow, PL
Eisengusswerkstoffe
Kumar, Vivek; Golovin, Evgeniy D.; Bataev, Anatoly A.; Kuznetsov, Viktor, A.
Copper in Grey Cast Iron
Kupfer in Gusseisen mit Lamellengraphit
The results obtained in the investigation suggested that: Using LiTioL-24 as lubricant at 300 rpm, copper addition
demonstrated an appreciable improvement of anti-friction properties of GCI above 1000 N. Copper-added samples
exhibited better anti-friction properties than the standardbronze material above 1000 N. At lower speed, there is no
significant improvement in anti-friction properties. An appreciable improvement was observed in hardness value of 10
wt.% Cu added material, which increased upto HRB-99.42i.e. by 5 % in comparison to GCI. Hardness of all copper added
samples was more than that of GCI. Copper addition in GCI favours chilling tendency in the given range with formation
of WCI at base. On increase of the copper content, chilling tendency increased. At microstructure level, copper addition
promotes the formation of Type B graphite flakes in GCI. Also, copper did not get mixed in GCI, but alienates as spheres
of difference radii with formation of an intermediate layer at the copper-GCI-interface.
Indian Institute of Technology, Roorkee, IN; Novosibirsk State Technical University, RU; SibTsentroLit, RU
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Labrecque, C.; Cabanne, P. M.
Low temperature impact strength of heavy section ductile iron castings: Effects of microstructure
and chemical composition
Tieftemperaturzähigkeit bei dickwandigen Gussteilen aus Gusseisen mit Kugelgraphit: Einfluss des Mikrogefüges und der
chemischen Zusammensetzung
A foundry ductile iron (DI) research project has been recently initiated at RTIT in order to better understand the
fabrication of as-cast heavy section Dl parts meeting high impact energy requirements at low temperatures. The
experimental castings have the following dimensions 180 mm x 180 mm x 190 mm. The achieved as-cast Charpy
impact strengths were as follows! 17 J(R.T.), 16 J (-20 deg C) and 11 J (-40 deg C). The foundry process, the chemical
composition and the microstructure of this experimental casting are compared to the ones of various examples in order
to show the detrimental effects of residual elements, microshrinkage and microcarbide on the impact properties.
Finally, quality index empirical models (based on casting chemical compositions)are used to analyse the impact tests
results. This paper illustrates that an adequate nodule count can contribute to reduce the detrimental effects of the
residual elements and microsegregation.
Rio Tinto Iron & Titanium, Sorel-Tracy, QC, CA; Rio Tinto Iron & Titanium, London, GB
Eisengusswerkstoffe
Lacaze, J.; Asenjo, I.; Mendez, S.; Sertucha, J.; Larranaga, P.; Suarez, R.
Experimental evidence for metallurgical modification associated to chunky graphite in
heavy-section ductile iron castings.
Versuchsergebnisse für die metallurgische Modifizierung bezüglich Chunky-Graphit in dickwandigen Bereichen von
Gusseisen mit Kugelgraphit
In large-size castings, chunky graphite generally appears away from the surface and its occurance is made evident on a
metallographic section by a darker contrast. because of this aharp and clear transition between th non-affected and
the affected zones, several authors looked for chemical heterogeneities at the scale of the part but all concluded to the
absence of macrosegregation. This paper presents experimental evidence based on differnetial thermal analyses that
metallurgical differences do exist in samples machined out of the affected and non-affected zones of a single cast
block.
CIRIMAT, Univerite de Toulouse, Toulouse, FR; Engineering and Foundry department, Azterlan, Durange; ES
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Lekakh, S. N.; Richards, V. L.; Medvedeva, J.; Murphy, J. M.
Effect of alloying elements on gray iron natural aging, Part 1: Manganese
Einfluss von Legierungselementen beim Gusseisen mit Lamellengraphit auf das natürliche Altern, Teil 1: Mangan
Age strengthening takes place in cast irons at room temperature during 5-20 days after casting solidification and is
believed to be related to iron nitride, Fe4N, precipitation from the ferrite lattice, which is supersaturated with nitrogen.
In this study, the effects of manganese as a third alloying element on aging kinetics were studied experimentally and
computationally. Six gray iron heats were produced constituting pouring 40 tensile bars in each heat with manganese,
nitrogen and sulfur levels as variables. For each heat, eight sets of CNC-machined tensile bars were tested during the
course of 30-40 days of natural aging. In addition, changes of electrical resistivity were monitored. Manganese
influenced age strengthening kinetics of cast iron. These changes are discussed based on equilibrium thermodynamic
data and first principle calculations of interaction energy between an interstitial N-atom and substitutional Mn atoms in
Fe-BCC lattice. The results can be used in the industry for optimization of gray cast iron aging time while improving
casting machinability. The effects of manganese as a third alloying element on aging kinetics were experimentally and
computationally studied. Iron from a heat with 0.53%Mn and 0.017%S had the highest reaction rate. Iron with lower Mn
and higher Mn contents with similar S levels had longer time for the aging reaction. Thermodynamic data and first
principle calculations of interaction energy between interstitial N-atom and substitutional Mn atoms in Fe-BCC lattice
were used to enhance the understanding of the aging mechanism. The findings suggest the hypothesis that Mn-Mn
clusters are likely to serve as the nucleation sites for the formation of nitrides in Fe-Mn-N system. During this initial
period, literature and model results suggest that alpha "-Fe16N2 precipitates were formed. Another consequence of the
increasing thermodynamic stability of this phase in cast iron by high Mn content is potentially to delay sequential
growth of the stable gamma '-Fe 4N responsible for full age strengthening. As a result, a nonlinear effect of Mn-alloying
on aging kinetics was observed.
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Li, Kerui; Zeng, Yicheng; Zhang, Zhongchou
Development and application of ductile iron in China
Entwicklung und Anwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit in China
Berichtet wird ie Entwicklung und die Anwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit in der VR China in der Zeit von 1950
bis in die Gegenwart. Unterschieden werden drei Entwicklungsetappen: 1950 bis 1964 (Behandlung mit Magnesium),
1965 bis 1991 (Behandlung mit Seltenen Erden und Magnesium), 1992 bis in die Gegenwart (schneller Anstieg der
Produktion). In den letzten 10 Jahren stieg die Produktion von Gusseisen mit Lamellengraphit von 6.875.736 auf
15.460.176 t/a und die von Gusseisen mit Kugelgraphit von 1.564.066 auf 7.698.396 t/a. Ausführlich werden die
einzelnen Anwendungsgebiete (Gussteile für die Autoindustrie, Duktile Rohre und Fittings, Kurbelwellen, dickwandige
Gussteile, Gussteile für Windkraftanlagen) mit Angaben zu den jeweiligen Produktionsmengen, den speziellen Gießereien
und den Exportanteil betrachtet. Die Angaben zur Produktionstechnik umfassen die metallische Gattierung, die Qualität
der Schmelze, die Prüfverfahren, die Impfung und die Mg- bzw. Mg-Ce-Behandlung. Abgerundet wird der Bericht mit
Angaben zu ADI (Austempered Ductile Iron).
Zhengzhou Research Institute of Mechanical Engineering, CN; China Academy of Machinery Science and Technology
(CAMST), Beijing, CN
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Liu, Jinhai; Li, Guolu; Zhang, Huiyou; Bian, Boqian; Xia, Xingchuan; Yang, Zhaoyu; Zeng, Yicheng; Ye, Xuedan
Study on microstructure and properties of Carbidic Austempered Ductile Iron (CADI)
Studie zum Mikrogefüge und Werkstoffeigenschaften von karbidischem austempered ductile iron (CADI)
As a new kind of engineering structure materials with high strength and toughness, the application ol austempered
ductile iron is growing widely in the area of automobile, agricultural machinaiy, mine, rail way and so on. Whereas,
because of voiding role of nodular gtraphite existing in the microstructure, it is shown that the abrasive resistance of
ADI is not very satisfied under abrasive wearing conditions. Therefore, in this paper, the microstructure and properties
of austempered ductile iron with carbides was studied, which is called CADI. It was proven that the austempering
temperature influenced greatly the microstructure, impact toughness, hardness and abrasion resistance of CADI. With
increase of austempering temperature, the acicular ferrite becomes thicker and bigger, the impact toughness rises, and
the hardness decreases. But there is a complicated effect of austempering temperature on wet abrasion resistance. The
CADI grinding ball was cast and the field testing was performed. Compared with low chromium cast iron ball, the
wastage of CADI ball is half of that of low chromium cast iron for grinding ore in mill.
Hebei University of Technology, Tianjin, CN; Qianxi Aodiai Mechanical Casting, Tangshan, CN; China ADI Academic
Committe, Beijing, CN
Eisengusswerkstoffe
Löblich, Herbert; Stets, Wolfram; Gassner, Gert; Schumacher, Peter
Hoch siliciumhaltiges Gusseisen mit Kugelgraphit toleriert größere Anteile an carbidbildenden
Elementen
In graphischen Darstellungen werden die mechanischen Eigenschaften von GJS, dem verschiedene perlit- und
carbidstabilisierende Elemente zugesetzt wurden, in Abhängigkeit vom Siliciumgehalt (2 bis 6 %) dargestellt.
Institut für Gießereitechnik gGmbH, Düsseldorf, DE; Österreichisches Gießerei-Institut, Leoben, AT
Giesserei
Heftnummer 4
S. 28-30; 32 (4 Seiten, 4 Bilder, 1 Tabellen, 2 Quellen)
Eisengusswerkstoffe
Löhken, Thomas; Eckardt, Thomas
Verbundguss: Der sichere Parameterraum beim Eingießen von Stahl in Eisenguss
Durch Verbundguss mit Stahrohren hergestellte Komponenten stellen häufig eine außerordentlich günstige Alternative
zu nachfolgend spanend bearbeiteten Teilen dar und machen darüber hinaus Geometrien erst möglich, die sonst nicht
darstellbar wären. Auf Grund des höheren Schmelzpunktes von Stahl laufen beim Verbindungsaufbau Aufkohlungs- und
Auflösungsprozesse ab, die sich bei rechtzeitigem Abschluss zur Erzeugung einer extrem homogenen Verbindung der
Teile nutzen lassen. Die Vorhersage der sicher anwendbaren Wanddicken kann entweder über eine aus den
Versuchsdaten abgeleitete dimensionslose Kennzahl erfolgen oder über die Berechnung der nach dem Erstarren
verbleibenden Rohrwanddicke. Hierfür wurde eine empirische Gleichung entwickelt, die sowohl Strömungseffekte als
auch Temperatureinflüsse erfasst. Es stehen nun Werkzeuge für eine schnelle und sichere Auslegung von
Verbundgussteilen zur Verfügung, die die Basis für die zukünftige Anwendung in Gießsimulationen bilden.
Georg Fischer Automotive Schaffhausen, CH; Forschungszentrum Jülich Jülich, DE
Giesserei
Heftnummer 2
S. 32-37; 39 (7 Seiten, 11 Bilder, 1 Tabellen, 3 Quellen)
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Lombardi, A.; D'Elia, F.; Machin, A.; Ravindran, C.; Mackay, R.
Variation in microstructure and mechanical properties along the cylinder bores of a modified 319
type ai alloy engine block with cast-in iron liners
Variation des Mikrogefüges und der mechanischen Eigenschaften entlang von Zylinderbohrungen bei einem
Zylinderkurbelgehäuse mit Gusseisen-Zylinderbuchsen aus einer modifizierten 319-Aluminiumlegierung
There is a significant increase in the use of aluminum alloy automotive components in recent years. This is mainly due
to the need to reduce vehicle weight, and subsequently decrease fuel consumption and carbon emissions. Aluminum
alloy 319 possesses good strength and castability, making it a prime candidate for use in engine blocks. In this
research, 319 Al engine blocks were analyzed in the as-cast, heat treated and service tested conditions. Hardness and
microscopy samples were taken from top to bottom along the interbore region of each cylinder. The microstructure was
characterized by optical and scanning electron microscopy (SEM). Phase and composition analyses were performed
using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and wavelength dispersive X-ray spectroscopy (WDS). The results
indicate that a variation in cooling rate along the cylinder caused a refinement of Al2Cu, Al15 (Mn, Fe)3Si2 and eutectic
silicon at the bottom of the cylinder. Increased cooling rate at the bottom of the cylinder also led to a more globular and
uniform distribution of second phase particles, thereby resulting in increased hardness.
Ryerson University, Toronto, ON, CA; Nemak Canada, Windsor, ON, CA
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Lou, Yanchun; Zhang, Zhongqiu
Advanced manufacturing technologies of large martensitic stainless steel castings with ultra low
carbon and high cleanliness
Fortschrittliche Fertigungstechnologie für große Gussteile aus martensitischem nicht rostendem Stahl mit sehr
geringem Kohlenstoffgehalt und hoher Reinheit
The key manufacturing technologies associated with composition, microstructure, mechanical properties, casting
quality and key process control for large martensitic stainless steel castings are involved in this paper The achievements
fully satisfied the technical requirements for the large 700MW stainless steel hydraulic turbine runner of the Three
Gorges Hydropower Station, and become the major technical support for the design and manufacture of largest 700MW
Hydraulic Turbine Generator Unit In the world developed through our own efforts. Over the next ten years, the large
martensitic stainless steel castings and advanced manufacturing technologies wiO see a huge demand in clean energy
Industry such as nuclear power, hydraulic power at home and abroad. Therefore, the new high strength martensitic
stainless steel materials, the fast and flexible manufacturing technologies of large size castings, and new environment
friendly sustainable process will face new challenges and opportunities.
Shenyang Research Institute of Foundry (SRIF), CN
Eisengusswerkstoffe
Ludwig, A.; Pusch, G.; Trubitz, P.; Winkler, H.-P.; Hüggenberg, R.
Ermittlung und Definition dynamischer Bruchzähigkeitswerte für ferritische Gusseisenwerkstoffe
Der Beitrag beschreibt eine Prüfmethodik, die das spezielle Rissausbreitungsverhalten des GJS-400 bei tiefen
Temperaturen bezüglich der experimentellen Bestimmung dynamischer Risswiderstandskurven und der Definition
physikalischer und technischer Rissinitiierungswete beinhaltet.
Technische Universität Bergakademie Freiberg, Freiberg; DE; Gesellschaft für Nuklear-Service, Essen, DE
Gieserei Praxis
Heftnummer 1-2
Eisengusswerkstoffe
Ludwig, A.; Pusch, G.; Trubitz, P.; Winkler, H-P.; Hüggenberg, R.
Gefügeabhängigkeit statischer und dynamischer Rissinitiierungswerte für ferritisches Gusseisen
Bei der Bruchsicherheitsbewertung großer Gussteile zu beachten ist die Wanddickenabhängigkeit der mechanischen
und bruchmechanischen Kennwerte. Diese werden hier in Abhängigkeit von der Sphärolithengröße bzw. der
korrespondierenden Ferritkorngröße bewertet. Das gefügeabhängige Risswiderstandsverhalten wird bei
Raumtemperatur und bei -40 Grad Celsius auf Basis statischer und dynamischer Risswiderstandskurven des CTOD
(crack tip opening displacement) und J-Integral-Konzepts bewertet. Die Diskussion der Ergebnisse basiert für den
statischen Beanspruchungsfall auf dem Porenwachstumsmodell bzw. für die dynamische Bedanspruchung auf der
mikroskopischen Spaltbruchspannung.
TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, DE; Gesellschaft für Nukleartechnik-Service mbH, Essen, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 3
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Luo, Kaishuang; Bai, Bingzhe
Mechanical properties and abrasive wear behavior of a new low alloyed MnSiCrB cast steel
Mechanische Eigenschaften und Abrasivverschleiß des neuen niedrig legierten Stahlgusses MnSiCrB
The microstructure, mechanical properties and abrasive wear behavior of a new low alloyed MnSiCrB cast steel by
air-cooling and tempering were characterized. The results show that the microstructure consists of granular bainite and
lower bainita/martensite multiphase. The hardness, tensile strength, elongation and impact toughness reach 51 ~
52HRC. 2000 ~ 2050MPa,4% ~ 6 % and 110 ~ 160 J/cm(exp 2) respectively. The wear-resistance is 30% more than
that of Hadfield cast steel in the abrasive wear condition. Therefore, the air-cooled MnSiCrB cast steel with excellent
combination of strength, ductility, impact toughness and wear-resistance is a potential high-performance, low-cost and
environment - friendly cast steel due to the simple alloying scheme and heat treatment. In addition, the mechanisms of
strengthening, toughening and abrasive wear were also discussed in this paper.
Tsinghua University, Beijing, CN; Key Laboratory for Advanced Materials, Tsinghua University, Beijing, CN
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Ma, Yongqing; Yu, Tao; Liu, Yanxia
Solidification structure and tempering characteristics of high vanadium and high chromium white
cast iron containing nickel
Erstarrungsgefüge und Tempereigenschaften von weißem Gusseisen mit hohen Anteilen an Vanadium und Chrom sowie
Nickelszusatz
The solidification structure of high vanadium (9wt%) and high chromium (10wt%) white cast Iron containing nickel is
martensite and retained austenite matrix,spherical carbide VC and eutectic carbide M7C3. The adding nickel (0.8%
-1.2%) has been guaranteed that the as-cast structure of the matrix of the white cast iron is martensite and retained
austenite. The highest hardness (HR064) can be obtained by second hardening during the tempering at high
temperature (560 deg C) and the vigorous oxidation phenomenon during the quenching at high temperature (>900 deg
C) can be avoided,which becomes a kind of applied wear resistance material. The wear resistance of high vanadium and
high chromium white cast iron containing nickel is 5 times that of high chromium white cast iron with 20% Cr by the
quenching and tempering. The stability of the austenite matrix of Fe-Cr-V-Ni-Si-C system alloys is examined by the
acquired interatomic potentials functions.
Dalian Maritime University, CN; Liaoning University, Shenyang, CN
Eisengusswerkstoffe
Martinez Celis, M.; Valle, N.; Lacaze, J.; Thorbjornsson, I. O.; Johannesson, B.; Thorgrimsson, J. T.
Microstructure of as cast reinforced ductile iron
Mikrogefüge von im Gusszustand verfestigtes Gusseisen mit Kugelgraphit
Local hardening of parts made of ductile iron may be achieved by having carbides appearing in appropriate locations.
The present work focuses on the study of the as cast microstructure of parts reinfoced by Cr containing steel inserts.
The presence of such inserts in the mold cavity results in localised chemical changes during the casting process,
constituents of the insert (principally chromium) being transfered to the cast iron while carbon penetratges the insert.
This leads to the formation of various carbides within and in the surroundings of the insert.
Department of 'Science and Analysis of Materials' (SAM), Centre de Recherche Public-Gabriel Lippmann, Belvaux, LU;
CIRIMAT, Université de Toulouse, Toulouse, FR; Innovation Center Iceland, Reykjavik, IS; Malmsteypa Thorgrims
Jonssonar, Gardabaer, IS
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Martins, M.; de Cerqueira, P. E. C.
Characterisation of ASTM A747-grade CB7Cu-1 precipitation hardening cast stainless steel
Eigenschaften des rostfreien abschreckgehärteten Gussstahls nach ASTM A747Grade CB7Cu-1
This paper reports on a microstructural characterisation of standard ASTM A747/A747M grade CB7Cu-1 precipitation
hardening cast stainless steel with a martensitic matrix, a material widely applied today in rotary and static components
subject to wear, although the majority of publications about this familiy of stainless steels focus on wrought and rolled
stainless steels. An optical microscopy analysis was performed to clearly identify the constituents of the microstructure
in the as cast state and in the solution annealed condition at 1140° C for 2 h, followed by water quenching. In the as
cast state, the microstructure was composed of splinter shaped martensitic dendrites constituting the matrix and delta
ferrite precipitated in the interdendritic regions. The same phases were found in the solution annealed state, but the
dendritic structure was 'broken' by the heat treatment. Quantitative metallography using image analysis software
showed that the volumetric concentrations of delta ferrite in the as cast and solution annealed states were 15.22 and
12.44% respectively. The results of the energy dispersive spectroscopy microanalysis revealed higher concentrations of
chromium and silicon in the delta ferrite and of nickel and copper in the martensite, which is a product of
transformation of the previous austenite. A comparison between two different chemical analysis methods: optical
emission spectroscopy and microanalysis indicated a sligth difference (<2 %) in the elements chromium, nickel and
silicon, while the difference for the element copper was close to 12 %. Aging heat treatment at various temperatures
showed that the maximum hardness was obtained in the range of 400-500° C, with 2 h for soaking time.
Sulzer Brazil; Centro Universitário Salesiano de Sao Paulo (UNISAL)
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
McGrath, M. C.; Richards, V.; Anish, T. V.
Einfluss von Stickstoff, Titan und Aluminium auf das Gefüge von Gusseisen mit Lamellengraphit
Begleitelemente in Gusseisen mit Lamellengraphit wirken sich auf die Graphitmorphologie und damit auf die
mechanischen Eigenschaften aus. Obwohl es schon Untersuchungen über die Wirkungen von Spurenelementen gibt,
soll in dieser Arbeit speziell die Wirkung verschiedener Gehalte der Begleitelemente Stickstoff, Titan und Aluminium in
einem aus dem Kreis der teilnehmenden Gießereien vorgeschlagenen Zusammensetzungsbereich auf das Gefüge von
Grauguss untersucht werden. Die Zusammensetzungen der Proben wurden innerhalb des Bereiches nach einer
statistischen Versuchsplanung festgelegt. Mithilfe von metallographischen Verfahren und einer automatisierten
Bildanalyse im Rasterelektronenmikroskop wurden die Länge der Graphitlamellen und der Graphittyp bestimmt und mit
den Zugfestigkeitswerten der Proben verglichen. Die Korrelationen zwischen Zusammensetzung und Lamellenlänge
zeigten, dass Aluminium und Titan Stickstoff neutralisieren und auf diese Weise die Lamellenlänge erhöhen.
Missouri University of Science and Technology, Rolla, MI, US
Giesserei Praxis
Heftnummer 4
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Mendez, S.; Larranaga, P.; Izaga, J.; Suarez, R.
Experimental investigation of chunky graphite formation in small-section ductile iron castings
Experimentelle Untersuchung der Chunky-Graphit-Bildung in dünnwandigen Gussteilen aus Gusseisen mit Kugelgraphit
The formation of chunky graphite has generally been related to die thermal centre of heavy - section iron castings.
Previous works carried out on large blocks with cooling rate in the liquid state of about 6.3 ~ 6.5 K/min allowed
highlighting some of the factors related to the extent of chunky graphite. In die present study, attempts to obtain
chunky graphite in small-section castings were made by enhancing die factors found to promote its appearance.
Degenerate graphite was observed in standard keel-block castings with cooling rates above 100 K/min in the liquid
period. Well-formed graphite spheroids were always observed in me bottom parts of die keel-blocks where chunky
graphite was not detected. On die odier hand, all die upper parts of castings were affected by chunky graphite. The
effect of post inoculation, of Si content in die melt, of Ce or Mg-Ce treatment and oxygen activity will be discussed. The
total oxygen content has been compared witii Borne odier values obtained from ductile,compact and grey iron samples.
AZTERLAN - Centro de Investigacion Metallurgica, Durango, ES
Eisengusswerkstoffe
Metzger, Mario; Nieweg, Britta; Seifert, Thomas
Lebensdauervorhersage für die Graugusswerkstoffe EN GJS700, EN GJV450 und EN GJL250 bei
kombinierter nieder- und hochfrequenter Belastung
Für die Werkstoffe EN GJS700, EN GJV450 und EN GJL250 werden die Lebensdauern unter kombinierter
thermomechanischer und hochfrequenter Belastung vorhergesagt. Hierzu wird ein mechanismenbasiertes
Lebensdauermodell verwendet, das auf dem Wachstum von Mikrorissen beruht. Das Modell berücksichtigt das
Wachstum von Rissen durch nieder- und überlagerte hochfrequente Belastungszyklen. Anhand von einachsigen
Ermüdungsversuchen wurden die Parameter des Lebensdauermodells angepasst, sodass eine bestmögliche
Lebensdauervorhersage erzielt wird. Dabei stimmen die vorhergesagten Lebensdauern mit den experimentell ermittelten
Zyklenzahlen zum Versagen überein.
Hochschule Offenburg, Offenburg, DE; Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM, Freiburg, DE;
Giesserei
Heftnummer 4
Eisengusswerkstoffe
Murthy, A.; Lekakh, S.; Richards, V.; Van Aken, D.
Microstructure and properties of Nb, V and N modified CB7CU-1 (17-4 PH) steel
Mikrogefüge und Eigenschaften des mit Nb, V und N legierten Stahls CBU7CU-1(17-4PH)
Microstructure and mechanical properties of CB7Cu-1 (17-4 PH) steel modified by addition of niobium, vanadium, and
nitrogen were explored. Four heats of CB7'Cu-1 steel: base, niobium modified, and vanadium plus nitrogen modified
were melted in a 45 kg (100 lb) induction furnace unter Ar atmosphere and cast into no-bake phenolic bonded sand
molds and preheated ceramic shell molds. Computational thermodynamics, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray
diffraction, and optical microscopy techniques were used to characterize microstructures produced during
homogenization, austenite conditioning, and quenching treatments. Age hardening kinetics were studied at 460 ° C
(860 ° F) and 482 ° C (900 ° F). Tensile an Charpy impact properties were measured in peak-aged and over-aged
conditions. Fracture surfaces were observed using SEM and complex niobium-vanadium carbonitrides were identified as
fracture initiation sites. For a fixed elongation to failure, a higher tensile strength was obtained by over-aging the
CB7Cu-1 steel modified with niobium, vanadium, and nitrogen; however, the Charpy impact energy was lower as
compared to the peak aged base CB7Cu-1 alloy.
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Nakae, Hideo; Fukami, Masayuki; Kitazawa, Takayuki; Ying Zou
Influence of Si, Ce, Sb and Sn on chunky graphite formation
Der Einfluss von Silicium, Cer, Antimon und Zinn auf die Bildung von Chunky-Graphit
The thirteen mother alloys, C% +1/3 Si% = 4.45%,differing In their Si, Ce, Sb and Sn contents, were prepared using
electrolytic iron, high purity Si and graphite, pure Ce, Sb and Sn. Seventy grams of these alloys was remelted in a high
purity alumina crucible at 1450 deg C under an Ar atmosphere, then cooled at 30K/min for obtaining their cooling
curves. Their graphite morphologies were observed using an optical microscope, and an SEM for observing the
three-dimensional shapes using the samples, their matrix dissolved off by an acid-aqua solution, to confirm the chunky
graphite. For discussing the influence of the Si and Ce contents on the chunky graphite formation, two experiments
were carried out. In the first one, we changed the Si contents from 0 to 4%Si in the 0.15%Ce alloys, and for the second
one, we used the 3.5 and 4%Si samples that differed in the Ce contents of a 1 and 0.2%. In the third experiment,the
Influence of Sb and Sn on the chunky graphite formation was investigated using the 4%Si and a 1%Ce samples. If the Si
content is greater than 3.0%, the volume fraction of the chunky graphite increases. We then discussed the Interaction
between the SI and Ce contents on the chunky graphite formation. The difference in the Si contents, 3.5% and 4.0% , on
the chunky graphite formation cannot be confirmed, nevertheless, we confirmed that the chunky graphite volume
fraction in the 0.2%Ce samples is higher than that of the 0. 1%Ce samples. The effect of the Sb and Sn additions on the
prevention of chunky graphite formation cannot be confirmed due to their high Si contents. Therefore, we need further
studies in this field.
Waseda University, Tokyo, JP; JFE Steel, JP
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Nofal, A. A.; Waly, M. A.; Mourad, M. M.; Ahmed, A. A.; Agour, M. A.
Evaluation of different cast iron grades for stub-anode connection in aluminum electrolytic cells
Bewertung von verschiedenen Gusseisensorten für die Verbindung zwischen Kohlenstoff-Anode und Stahlhalter in
Aluminiumelektrolysezellen
The electrolytic process in the aluminum reduction cells is affected by the overall voltage drop In the anode section, and
this in turn is significantly influenced by the voltage drop at the connection between the anode and the steel stubs
holding the anode. Cast Iron Collars are used to fix the stub to the anode and the optimum cast iron grade, which
results in the minimum voltage drop , is still debated. This work was carried out to investigate the cast iron parameters
leading to the lowest electrical resistance at the stub/collar/anode connection. Firstly, the performance of the
currently used high phosphorus cast iron connection collars in the course of service cycle of an operational cell was
studied by measuring the voltage drop between the stub and the anode. The variation in voltage drop between the stub
and the anode was correlated to the changes in cast iron microstructure over a complete life cycle of the anode, i. e. up
to 30 days and at increasing temperatures up to 850 deg 0. Fixation collars were cast from different grades of cast
iron.i. e. grey iron with carbon equivalent ranging from 3.9 to 4.5,SG Iron with compositions typical of ferrific and
pearlltic grades as well as the currently used (due to castability considerations) high-phosphorus iron. A bench-scale
experimental set-up was used to simulate the operating conditions in the stub/cast iron collar/graphite anode block
connection and to measure the electrical resistance. The thermal expansion properties of the different grades of cast
iron were measured using a high precision automatic dilatomer. The electrical resistance at the connection was related
to the electrical resistivly of the cast iron,changes in the microstructure with temperature,and the thermal expansion. It
seems that the contact pressure at the steel stub-cast iron collar-anode connection rather that the resistivity of cast
iron plays the major role in determining the electrical resistance and hence the voltage drop. The contact pressure may
be enhanced by the formation of higher volume fraction of graphite during solidification and/or by the decomposition of
carbides in the as-cast structure with prolonged heating during the cell operation.
Central Metallurgical R&D Institute (CMRDI), Helwan, Cairo, EG; Aluminum Co. of Egypt (Egyptalum), Nag Hammadi, EG
Eisengusswerkstoffe
Paknikar, S. K.
Magnesium Treatment Processes for the Production of Ductile Irons and Practical Tips
Magnesiumbehandlungsverfahren zur Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit und praktische Hinweise
-Selection of the magnesium treatment process depends upon the production rate of the foundry.
-The type of nodulariser used such as pure magnesium, the processes are very limited only.
-If the noduliser is a ferro-silicon-magnesium, then sandwich method is quite common.
-Sandwich with Tundish Cover Process ist most ideal for medium-size foundries. This method saves energy consumed
quite considerably.
-The very large foundries having very large capacity furnaces cannot use sandwich method, but they have to use
sandwich method with direct pour.
Metallurgical and Foundry Consultant, Pune, IN
Heftnummer 7
Eisengusswerkstoffe
Pan, E.N.; Fan, C. C.; Chang, H. Y.
Gießbedingungen und Temperaturwechselbeständigkeit von dünnwandigen Gussstücken aus
Gusseisen vom Typ GJS-SiMo
Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die optimalen Gießbedingungen zur Herstellung von dünnwandigen
Gussstücken (2 bis 3 mm) aus Gusseisen mit Kugelgraphit vom Typ GJS-SiMo zum Einsatz unter
Temperaturwechselbeanspruchung bis 800° C zu ermitteln. In den Versuchen wurden die Gefügeausbildung sowie die
thermische Ermüdungsbeständigkeit anhand eines fest eingespannten Probestabes ermittelt und der Zusammensetzung
und den Gießbedingungen von Probeabgüssen gegenübergestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem etwa
konstanten Kohlenstoffgehalt von 3 % sowohl die Kugelzahl als auch die Nodularität mit steigendem Siliciumgehalt
zunächst zunehmen, bei 3,8 % bis 3,9 % Si ein Maximum erreichen und bei weiterer Erhöhung des Siliciumgehaltes
wieder abfallen. Demgegenüber nimmt der Ferritanteil mit steigendem Siliciumgehalt allmählich zu und erreicht bei 4,6
bis 4,8 % Si (CE = 4,53 bis 4,60 %) einen Höchstwert, um dann mehr oder weniger konstant zu bleiben oder ganz leicht
abzufallen. Weiterhin hat sich gezeigt, dass die Eisen mit CE = 4,45 bis 4,55 % eine etwas höhere Kugelzahl und einen
etwas höheren Ferritanteil haben als solche mit einem CE = 4,75 bis 4,85 %. Daraus ergibt sich ein Optimum für
höchste Temperaturwechselbeständigkeit bei einer leicht übereutektischen Zusammensetzung von z.B. CE = 4,5 bis 4,6
%, bei der der Kohlenstoffgehalt mit 3,0 % C relativ niedrig und der Siliciumgehalt mit 4,6 bis 4,8 % relativ hoch liegt. Die
höchste Temperaturwechselbeständigkeit wird bei einem Gefüge mit dem höchstmöglichen Ferritanteil und einer
mittleren Kugelzahl erzielt. Zusätzlich kann die Temperaturwechselbeständigkeit durch einen Zusatz von 0,5 % Mo
erheblich verbessert werden.
National Taiwan University, Taipei, TW
Giesserei Praxis
Heftnummer 5
Eisengusswerkstoffe
Pan, Y.-N.; Lin, C.-C.; Chang, R.-M.
Assessments of relationship between microstructures and mechanical properties for heavy section
ductile cast irons
Bewertungen der Beziehung zwischen dem Mikrogefüge und den mechanischen Eigenschaften bei dickwandigen Teilen
aus Gusseisen mit Kugelgraphit
The relationships between microstructure and mechanical properties of heavy section ductile cast irons used in large
scale wind turbines have been assessed in this study. In addition, the required conditions for meeting either the tensile
property requirements (+ 10 %) or the impact toughness requirements (+ 10 %) of specification EN-GJS-400-18U-LT for
heavy section ductile cast irons have been obtained. Furthermore, the optimal conditions in terms of microstructure
(nodule count and pearlite content) and tensile properties for fully complying with specification EN-GJS-400-18-U-LT
have been established and are summarised as follows: 112 mm (exp-2) <NC (Nodule Count)<173 mm (exp -2), 3%<P
(Pearlite)<6%, 407 MPa<TS (Tensile Strength)<438 MPa, El (Elongation)>16.2%. Please define 'NC', 'P', 'TS' and 'El' at
the first mention. In addition, the change in l(Index-20° C) value as a function of casting section thickness or casting
modulus Mc(exp2) had been drawn. Finally, late inoculation can be considered a crucial and necessary step in melt
treatments to attain satisfactory microstructures and hence to conform to the target specification.
National Taiwan University, Taipei, TW; Metal Industries Research and Development Centre, Kaohsiung, TW
Heftnummer 5
Eisengusswerkstoffe
Qing, Liu; Hua, Yang; Haimin, Ding; Tian, Zhang
Effect of potassium on as-cast microstructure of a hypereutectic high chromium cast iron
Einfluss von Kalium auf das Mikrogefüge im Gusszustand eines übereutektischen hochchromhaltigen Gusseisens
The present work mainly evaluates the effect of potassium (K) on as-cast microstructure of a hyereutectic high
chromium cast iron by means of a field emission scanning electron microscope (FESEM) and a X-ray diffractometer
using CuK(Index2) radiation with a 2Theta range of 30 - 130 °. Results showed that, with the addition of K-containing
modifier, the large lath-like and/or rod-like primary M(Index7)C(Index3) carbides can be modified to the hexagonal
prisms, and the eutectic carbides can also be refined. In addition, the carbides are distributed much more
homogeneously in the matrix. The modification effect of K is due to its aggregation at the liquid-solid interface and the
adsorption on the relatively fast growing planes during the solidification, which influence the growth rates of different
crystal planes and lead to the modification of the carbides.
Shandong University, Jinan, CN; North China Electric Power University, Baoding, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Raishankar, K. S.; Rao, P. P.; Udupa, K. R.
Improvement in fracture toughness of austempered ductile iron by two-step austempering process
Verbesserung der Bruchfestigkeit von ADI durch ein Zweistufen- Austemperungsverfahren
Ductile cast iron samples were austenitised at 900° C and subjected to two types of austempering called as
conventional austempering and two-step austempering. Five different temperatures, 280, 300, 320, 350, 380 and 400°
C, with an austempering time of 2 h, were chosen for conventional austempering. For two-step austempering
processes, the first step temperatures were 280, 300 and 320° C. The samples were austempered at each of these
temperatures for different times, i.e. 10, 20, 30, 45 and 60 min, and then upquenched to higher temperature of 400° C
for 2 h. Fracture toughness and tensile studies were carried out under all these austempering conditions. During
conventional austempering, the fracture toughness initially increased with increasing austempering temperature,
reached a peak value of 63 MPa/m(exp2) and dropped with further increase in temperature. During the two-step
austempering, fracture toughness was found to increase with increasing first step time. The curve shifted to higher
values of fracture toughness as the first step temperature was decreased and the maximum value of 78 MPa/m(exp2)
was obtained. The results of the fracture toughness study and the fractographic examination were correlated with
microstructural features such as bainitic morphology, the volume fraction of retained austenite, and its carbon content.
Ferrite lath size and stability of the retained austenite were found to influence the fracture toughness.
National Institute of Technology Karnataka, Karnataka, IN
Heftnummer 6
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Rastegar, Vahid
Characterization of the Microstructure of the Compacted Graphite Cast Iron
Charakterisierung des Mikrogefüges von Gusseisen mit Vermiculargraphit
Characterization of the microstructure and revealing dendrites in the microstructure and also measuring the dendrites
arm spacing and the distribution of silicon were studied in various pieces of compacted graphite cast irons with 0.17,
0.185, 0.2, 0.22 and 0.24 percent of mischmetal. Black-white and color metallography (quantitative and qualitative)
were carried out on the various steps of the cast samples. Distribution of silicon was studied quantitatively using spot
analysis with scanning electron microscopy. Furthermore, effects of two variables (cooling rate and mischmetal
percentage) on dendrites arm spacing were investigated.
In order to color metallography, the samples were plunged into a boiling solution of 18% KOH, 9% NaOH and 9% picric
acid in distilled water. It was inferred that the microstructure coloration varies accoding to the sequence: green - red yellow - blue - dark brown - light brown as the silicon content decreases. After observing dendrites, dendrites arm
spacing was measured. In this method, it seems to be possible to predict the mechanical properties of compacted
graphite cast irons by knowing dendrites arm spacing and without any destructive testing. After studying the two
variables, it was concluded that dendrites arm spacing decreases as the amount of mischmetal increases and it
increases as the cooling rate increases.
Dalarna University, Dalarna, SE
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Reda, R.; Nofal, A.; Khaled Ibrahim; Hussien, A.
Investigation of improving wear performance of hypereutectic 15% Cr-2% Mo white irons
Untersuchung zur Verbesserung der Verschleißeigenschaften des übereutektischen 15%Cr-2%Mo weißen Gusseisens
This study aimed at optimizing impact toughness and abrasion wear resistance of 15% Cr-2% Mo hypereutectic
abrasion-resistant white irons. The effects of dynamic solidification, niobium addition, combined action of them and heat
treatment have been investigated. Investigations were performed by means of the image analyzer, scanning electron
microscopy(SEM), energy - dispersive spectrometry (EDS) and X-ray diffraction. Impact toughness and abrasion wear
resistance tests were conducted. Fracture and worn surfaces were studied. Results indicated that microstructural
control during solidification is the most valuable tool to attain the optimum combination between impact toughness and
wear resistance in hypereutectic iron. Combined action of Nb addition and dynamic solidification improves impact
toughness and wear resistance even more than the action of each individual factor. In the as-cast condition, impact
toughness and abrasion resistance were improved after dynamic solidification compared to statically solidified one by
71.4% and 10% respectively. This enhancement was increased to 114.3% and 28.8% by adding 2% Nb. Lower tempering
temperature of 260 deg C exhibits better impact and abrasion resistance than the sub-critical tempering temperature of
500 deg C.
Central Metallurgical R&D Institute (CMRDI), Helwan, Cairo, EG; Cairo University, EG
Eisengusswerkstoffe
Regheere,Gilles; Chailler, Kevin
Effects of ultrasound on the solidification of cast irons
Wirkung von Ultraschall auf die Erstarrung von Gusseisen
Mit Hilfe einer neu erstellten Versuchsanordnung wurden die Gefüge von Gusseisenproben mit Kugel- bzw.
Lamellengraphit jeweils mit und ohne Ultraschallbehandlung (mit einer Leistungsdichte von ca.1,9 W/mm2 bezüglich
der beschallten Fläche) während der Erstarrung verglichen. Bei Gusseisen mit Kugelgraphit wurde eine signifikante
Erhöhung der Graphitkugeldichte (5facher Wert) beobachtet, bei gleichzeitiger Verringerung ihres mittleren
Durchmessers. Bei Gusseisen mit Lamellengraphit trat eine Verkleinerung der Lamellen auf. Daneben wurde auch das
Verschwinden der Primäraustenitdendriten beobachtet. Die Einwirkungstiefe der Ultraschallanwendung ist auf 18 mm
beschränkt. Im Sandgussverfahren kann diese Technik nur zur örtlichen Kornfeinung eingesetzt werden.
CTIF, FR
Fonderie
Heftnummer 22
Eisengusswerkstoffe
Riposan, Iulian; Chisamera, Mihai; Stan, Stelian; Barstow, Michael
Improving chill control in iron powder treated slightly hypereutectic grey cast irons
Verbesserung der Weißerstarrungskontrolle in einem mit Eisenpulver behandeltem knapp übereutektischen Gusseisen
mit Lamellengraphit
Recent studies revealed that in eutectic to slightly hypereutectic grey irons (CE = 4.3 % - 4.5 %) the presence of
austenite dendrites provides an opportunity to improve the cast iron properties, as a high number of eutectic cells are
"reinforced" by austenite dendrites. An iron powder addition proved to be important by promoting dendritic austenite in
hypereutectic irons, but was accompanied by adverse effect on the characteristics of potential nuclei for graphite. The
purpose of the present paper is to investigate the solidification pattern of these irons. Chill wedges with different
cooling moduli (CM = 0.11 - 0.43 cm) were poured in resin bonded sand and metal moulds. Relative clear / mottled /
total chill measurement criteria were applied. Iron powder additions led to a higher chill tendency, while single
inoculation showed the strongest graphitizing effect. The various double treatments show an intermediate position, but
the inoculant added after iron powder appears to be the most effective in reducing base iron chill tendency, for all
cooling moduli and chill evaluation parameters. This performance reflects the improved properties of (Mn,X) polygonal
compounds as nucleation sites for graphite, especially in resin bonded sand mould castings. Both austenite and
graphite nucleation benefit from a double addition of iron powder + inoculan,t with positive effect on the final structure
and chill tendency.
POLITEHNICA University of Bucharest, RO; Consultant Metallurgist, Freemont, CA, US
China Foundry
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Röhrig, Dr., Klaus
Legiertes Gusseisen, Teil 3
Alloy Cast Irons
Foertsetzung aus den Heften 1-2 und 4, 2012. Hier: Bildung der Grahitformen Kugelgraphit, Lamellengraphit und
Vemiculargraphit; Kristallseigerungen; Metastabile Erstarrung; Grau- oder Weißerstarrung; Weißeinstrahlung.
Giesserei Praxis
Heftnummer 6
Eisengusswerkstoffe
Röhrig, K.
Jahresübersicht Legiertes Gusseisen (45. Folge)
Einsatzstoffe, Legierungselemente (insbesondere Nb, Cu, Sn, N), Gefüge und mechanische Eigenschaften von GJL, GJV
und GJS
Giesserei
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Röhrig, K.
Legiertes Gusseisen
In einer Artikelserie zu diesem Thema werden die Einflüsse von Legierungselemeneten auf die Gefügebildung und die
Eigenschaften von Gusseisen beschrieben. In deisem ersten Beitrag wird zunächst eine Übersicht über die wichtigsten
Gusseisensorten gegeben, dann folgen Grundlagen über die Gefügebildung von Eisen-Kohlenstofflegierungen.
Giesserei Praxis
Heftnummer 1-2
Eisengusswerkstoffe
Röhrig, Klaus
Legiertes Gusseisen, Teil 2
(Teil 1 ist erschienen in Giesserei-Praxis 2012, Heft 1-2.) Gusseisen ist eine Eisen-Kohlenstoff-(Silicium-) Legierung, die
eine Vielzahl weiterer Elemente enthält. Diese weiteren Elemente üben einen wesentlichen Einfluss auf die
Gefügebildung und die Werkstoffeigenschaften von Gusseisen sowie das Verhalten der daraus hergestellten Bauteile
aus. Je nach Standpunkt und Zielsetzung werden diese Elemente als normale Beststandteile des Gusseisens, als Begleitoder Spurenelemente, als Verunreinigungen oder als Legierungselemente im engeren Sine betrachtet. In diesem Beitrag
wird die Gefügebildung bei Gussstücken aus technischem Gusseisen bei der Erstarrung betrachtet, u. a. mit den
Themen Keimbildung, Seigerungen, Erstarrungsmorphologie, Primärphasen, eutektische Erstarrung, stabile Erstarrung.
Giesserei-Praxis
Heftnummer 4
Eisengusswerkstoffe
Scherrer, Frank
Neues Prüfverfahren für Eisen- und Stahlguss im Heißgaswechselbetrieb
Bei Abgaskrümmern und Turboladergehäusen werden derzeit die Gussteile im Abgasbereich bei Dieselmotoren mit bis
zu 860° C und bei Ottomotoren mit bis zu 1050° C heißen Abgasen belastet. In einem Pkw werden diese hohen
Temperaturen im Gegensatz zu einer Flugzeugturbine aber einerseits nur selten erreicht und andererseits nicht lange
gehalten. Genau hierin besteht die Schwierigkeit. Die Lebensdauer solcher abgasführenden Bauteile hängt sehr stark
von der Häufigkeit und natürlich der Stärke der Temperaturwechsel ab. Aus diesem Grund werden solche Bauteile in
Thermoschockversuchen geprüft. Risse und Verzüge der Bauteile sind nach dem Test zu beurteilen. Lösen sich im
Betrieb zu große Teile der Zunderschicht, können die Turbinenradschaufeln beschädigt werden. Wächst die
Zunderschicht zu stark an, kann es zur Berührung der Turbinenschaufel mit dem Gehäuse kommen. Beide Effekte
versucht man zu vermeiden, und somit ist die Zunderschichtdicke und deren Stabilität neben Rissbildung und
Deformation ein Kriterium des Thermoschocktestes.
Ein solcher Test läuft bei der BorgWarner Turbo Systems Engineering GmbH über 300 Stunden und verursacht Kosten
von ca. 40.000 Euro.
Um neue Werkstoffe für Abgaskrümmer, Turbinengehäuse oder andere heißgasführende Baugruppen bewerten zu
können, müssten mehrere solcher Tests durchgeführt werden. Das Testergebnis ist auch vom ausgeführten Design des
Bauteils abhängig und beschreibt daher nicht nur die Eigenschaften des Werkstoffs. Das Design des Bauteils hat sogar
den größeren Einfluss als der Werkstoff selbst. Dies lässt sich auf der Basis der bisherigen Erfahrungen von BorgWarner
Turbo Systems sagen. Ein designunabhängiges Ergebnis erhält man daher nur, wenn geometrisch identische Teile
getestet werden. Bei BorgWarner Systems wurde daher ein Verfahren entwickelt, welches auf einem standardisierten
Prüfkörper ohne Hohlräume beruht. Dieses Verfahren erlaubt es, verschiedene Legierungen unter gleichen Bedingungen
zu testen und damit verschiedene Werkstoffe direkt zu vergleichen. Durch die Vereinfachung des Prüfkörpers unter
Beibehaltung der bauteilspezifischen Probleme werden auch die Kosten der Werkstoffprüfung deutlich gesenkt.
BorgWarnerTurbo Systems Engineering, Kirchheimbolanden, DE
Giesserei
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Selin, Martin; Holmgren, Daniel; Svensson, Ingvar S.
Influence of alloying additions on microstructure and thermal properties in CGI
Einfluss von Legierungszugaben auf das Mikrogefüge und die thermischen Eigenschaften von Gusseisen mit
Vermiculargraphit
A total of 19 compacted graphite cast irons were investigated to determine how alloying additions affect the thermal
transport properties and microstructure. All melts were based on one chemical composition and alloying elements were
added to obtain melts with variation in magnesium, silicon, carbon, copper, tin, chromium and molybdenum. Increasing
amounts of of magnesium resulted in a further compaction of the graphite particles, reducing the thermal conductivity.
Large amounts of silicon resulted in a fully ferritic metal matrix. Silicon also formed solid solution with iron which had
a deteriorating effect on the thermal conductivity, i. e. the larger the amount of silicon the lower the thermal
conductivity. Copper and tin promoted formation of pearlite that had worse thermal properties compared to ferrite.
Increasing the amount of ferrite generally had a positive influence on the thrmal conductivity. Chromium and
molybdenum were carbide forming elements and carbides had a negative influence on the thermal conductivity.
Jonköpping University, Dept. of Mechanical Engineering/Component Technology, Jonköpping, SE
Heftnummer 3688
Eisengusswerkstoffe
Shifeng, Li; Dinghua, Zhang; Kun, Bu
A new production technique for wear restistant ring-hammers
Eine neue Herstellungstechnik für verschleißfeste Glockenhämmer
Based on a great number of laboratory experiments, a new technique has been developed for producing wear resistant
ring-hammers. In this technology, lost foam casting with iron sand was combined to make mold; a special alloy was
used to inoculate the molten steel, and proper heat treatment was used to further improve mechanical properties of
wear resistant ring-hammers. The influence of this new production technology on the microstructure and mechanical
properties of wear resistant ring-hammers was studied. Results show that iron sand molding, having the inherent
characteristics of sand molding, changes the type of metallic compounds, refines crystal grains and increases the
fineness of microstructure. Practical experience verified that the properties of the ring-hammers produced with this new
technique are as follows: tensile strength (Rm) 720MPa, impact toughness (Ak)> 210 J.cm-2 and hardness > 200 HB.
After water quenching from 1,080° C (holding for 4 h) and tempering at 320° C for 3 h, the best wear resistance is
obtained, and the wear resistance is 1.6 times higher than that of common high manganese ring-hammers.
Northwestern Polytechnical University, Xi'an, CN
China Foundry
Heftnummer 4
Eisengusswerkstoffe
Sobota, Andreas; Wolf, Gotthard; Stets, Wolfram; Nissen, Andreas
Einfluss von Gefügeabweichungen auf das Festigkeitsverhalten von ADI bei statischer, zyklischer
und dynamischer Beanspruchung
Grundlage für die beanspruchungsgerechte Dimensionierung von Bauteilen aus ADI sind die statischen, dynamischen
und zyklischen mechanischen Eigenschaften, die in Normen, verschiedenen Publikationen sowie in
Werkstoffdatenbanken aufgeführt sind. Diese Angaben beziehen sich jedoch fast ausnahmslos auf Proben mit
Idealgefüge. Die Auswirkungen der Abweichungen vom idealen Gefügezustand auf die Bauteileigenschaften,
insbesondere der Schwingfestigkeit, von Gussteilen aus ausferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit sind für viele
Fehlerarten nicht oder nur unzureichend bekannt. Im Rahmen der Untersuchungen wurde der Einfluss von
verschiedenen Gefügeabweichungen auf das Festigkeitsverhalten von ADI 900-8 ermittelt. Hierbei wurden folgende
Varianten abgegossen, metallographisch bewertet und geprüft: Referenzmaterial ADI 900-8, nichtmetallische
Einschlüsse, Anteile an Vermiculargraphit, Molybdäncarbide und Lamellengraphit im Gussstücksrand. Die Ergebnisse
dieser Untersuchung zeigen den Einfluss der aufgeführten Gefügeabweichungen auf die jeweiligen Festigkeiten und
bilden eine gute Bewertungsgrundlage für fehlerbehaftetes ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit.
Institut für Gießereitechnik, Düsseldorf, DE; intera-Unternehmensberatung, Düsseldorf, DE; Pleissner, Elze, DE
Giesserei
Heftnummer 4
S. 82-84; 87-88; 90; 92-96 (11 Seiten, 13 Bilder, 8 Tabellen, 10 Quellen)
Eisengusswerkstoffe
Sosa, A. D.; Moncada, O. J.; Sikora, J.
Influence of nodule count, austenitising variables and matrix on ductile iron decarburisation
Einfluss der Kugelzahl, der Ausenitisierungsvariablen und des Grundgefüges auf die Entkohlung von Gusseisen mit
Kugelgraphit
The surface decarburisation produced during the austenitising stage of ductile iron parts constitutes an issue that needs
to be adressed in many manufacturing processes. This work examines the role that nodule count and other variables
play on decarburisation onset and decarburised layer thickness. Specimens with noticeable different nodule counts
were employed to perform the experiments. The results showed that the thickness of the decarburised layer markedly
decreases as nodule count increases, and that the decarburised layer depth increases as the austenitising holding time
increases. On the other hand, the austenitising temperature has little influence on the decarburisation process. An
equation able to calculate the decarburisation onset, the austenitising holding time and the decarburised layer
thickness was developed. This equation yields accurate estimations for austenitising ductile iron parts with prior ferritic
matrixes, and is further applicable to a wide range of nodule counts, which even comprise those proper of thin wall
ductile iron parts.
Mechanical Technology Research Group, UNMDP, Buenos Aires, AR; Metallurgy Division INTEMA (UNMDP) - CONICET,
Buenos Aires, AR
Heftnummer 6
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Sturm, Jörg C.; Busch, Guido
Cast iron - a predictable material. New capabilities in casting process simulation to assess iron
casting production and properties
Gusseisen - Vorhersagbarkeit der Materialeigenschaften. Neue Möglichkeiten der Prozesssimulation des Gießprozesses
zur Bewertung der Gussteile und Werkstoffeigenschaften
The classical casting material cast iron is experiencing a renaissance. High strength compacted graphite iron (CGI) or
alloyed cast iron components are substituting previously used non-ferrous castings in automotive power train
applications. The mechanical engineering industry has recognized the value in substituting forged or welded structures
with stiff and lightweight cast iron castings. New products such as wind turbines have opened new markets for an
entire suite of highly reliable ductile iron cast components. All this quantitative information about die material' s
performance is most valuable if it can be used during casting design. The transfer of local properties into die designer's
world, to predict fatigue and durability as a function of die entire manufacturing route, will increase die trust in this old
but highly innovative material and will open new opportunities for cast iron in die future. The paper will give an overview
on current capabilities to quantitatively predict cast iron specific defects and casting performance and will highlight
latest developments in modeling die manufacture of cast iron and austempered ductile iron (ADI) well as die prediction
of iron casting stresses.
MAGMA Gießereitechnologie, Aachen, DE
S. S.66-70 (5 Seiten, 23 Bilder, 15 Quellen)
Eisengusswerkstoffe
Tandler, marko; Gnamus, Mirolav; Mikuz, Ales
Fortschrittlicher martensitischer rostfreier Stahl für Wasserturbinen
Litostroj Steel Ltd., Sl, hat für die Serienproduktion von großen Gussteilen für Wasserkraftanlagen eine neue
Formtechnik eingeführt, bestehend aus speziellen Formkästen mit nach den Modellflächen gestalteten Kühlelementen.
Diese ermöglichen eine schnelle und gleichmäßige Abkühlung des Gussteils über den gesamten Querschnitt, was zu
einer feinen Kornstruktur führt und wodurch nach der Wärmebehandlung hohe und einheitliche mechanische
Eigenschaften erreicht werden. Die Eigenschaften des SUPERCOOLED 13/4 Stahlgusses nähern sich denen von
geschmiedetem 13/4-Stahl.
Litzostroj Steel, Sl
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 11/12
S. 282-283, 286-288 (5 Seiten, 9 Bilder, 2 Tabellen, 4 Quellen)
Eisengusswerkstoffe
Tartaglia, J.
Comparison of monotonic and cyclic properties of ductile irons in the AFS/DOE strain-life fatigue
database for cast iron
This paper reviewed the contents and architecture of the AFS strain-life fatigue database fo cast iron. The approach of
this paper is to analyze and compare the data across each section size and strength-ductility combination four 4 ductile
iron grades; i.e., ferritic 60-40-18, feritic-pearlitic 65-45-12, pearlitic 100-70-03 and tempered martensitic (Q&T)
120-90-02.
Elements Materials Technology, Wixom, MI, US
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Teague, J.; ; Richards, V.
Age strengthening of cast irons: review of research and literature
Alterungsverfestigung von Gusseisensorten: Betrachtung der Forschung und der Fachliteratur
Since 1997, AFS has supported a number of studies to improve the understanding of the age strengthening in grey cast
iron. This has resulted in a series of publications and presentations that address aging behaviour in a piecemeal fashion.
The purpose of this paper is to knit together those pieces in the context of the literature on age strengthening in ferrous
alloys. The conclusion reached from these studies is that the age strengthening is a nitride precipitation process
described by Avrami-Johnson-Mehl kinetics.
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Thorbjörnsson, I.; Johannessin, B.; Thorgrimssson, J.T.
Optica: functional gradient of local properties in ductile iron
Optical: Funktionsgemäße Gradienten der lokalen Eigenschaften in Gusseisen mit Kugelgraphit
Optimisation of local properties of ductile iron castings with a new insert technique has shown to be effective for
increasing wear resistance of cast iron. The method is based on an insert technique that allows modification of local
properties such as hardness inpretermined locations within a casting. Increased hardness has been obtainesd both at
the surface and within the casting. Locally optimised castings were produced and tested in laboratory and in real use.
The efffect of bainitic heat treatment, austempered ductile iron(ADI), on hardness of the Optica material is measured
and dicussed. The effect of ADI treatment on diffussion of alloying elements interacting with carbon from the melt is
also discussed. A conventional ultrasonic thickness gauge meter was used to measure the location of the functional
gradient material. Transverse rupture strength was measured and compared with unalloyed ductile iron and heat
treated castings. Wear tests ontrawl hatch shoes showed improved wear resistance of the locally alloyed material.
These results are confirmed by laboratory wear tests carried out elsewhere.
Department of Materials, InnovationCenter, Reykjavik, IS
Internat. J. of Cast Metals Research
Heftnummer 6
Eisengusswerkstoffe
Tianming, Zhang; Qinjuan, Wang; Xuding, Song; Hanguang, Fu
Effect of casting technology on microstructure and phases of high carbon speed steel
Einfluss der Gießtechnik auf das Mikrogefüge und die Phasen von hochkohlenstoffhaltigem Schnellarbeitsstahl
The as-cast microstructure of high carbon high speed steels (HC-HSS) made by sand casting, centrifugal casting and
electromagnetic centrifugal casting, respectively, were studied by using of optical microscopy (OM) and D/max2200pc
X-ray diffraction. The results show that the microstructure of as-cast HC-HSS is dominated by alloy carbides
((W(Index2)C, VC, Cr(Index7)C(Index3)), martensite and austenite. The centrifugal casting and electromagnetic
centrifugal casting apparently improve the solidification structure of HC-HSS. With the increase of magnetic intensity
(B), the volume fraction of austenite in the HC-HSS solidification structure increases significantly while the eutectic
ledeburite decreases. Moreover, the secondary carbides precipitated from the austenite are finer with more
homogeneous distribution in the electromagnetic centrifugal castings. It has also been found that the lath of eutectic
carbide in ledeburite becomes finer and carbide phase spacing in eutectic ledeburite increases along with the higher
magnetic field strength.
Chang'an University, Shaanxi, CN; Fujian Communication Technology College, Fujian, CN; Beijing University of
Technology, Beijing, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Trubitz, P.; Pusch, G.; Winkler, H.-P.; Hüggenberg, R.
Bestimmung der Rissauffangzähigkeit von duktilem Gusseisen
Der vorliegende Beitrag beschreibt die experimentelle Bestimmung der Rissauffangzähigkeit K(Indexla) nach ASTM E
1221 an 50 mm dicken CCA-Proben. Die im Temperaturbereich von -40° C bis -80° C im Ergebnis der
Crack-Arrest-Versuche ermittelten K(Indexla)-Werte werden hinsichtlich der zu beachtenden Gültigkeitskriterien und des
werkstoffspezifischen Rissausbreitungswiderstandes vorgestellt.
TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, DE; Gesellschaft für Nuklear-Service, Essen, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 7-8
Eisengusswerkstoffe
Tunzini, Sabine.; Menk, Werner; Weid, Dirk.; Löhken, Thomas; Honsel, Christoph
Techniken und Simulationsmöglichkeiten zur lokalen Verfestigung von Sphärogussteilen
Mechanische Verfahren zur Erhöhung der Lebensdauer von Gussbauteilen werden in der Praxis vielfach angewendet.
Durchgeführte Untersuchungen an Probekörpern, aber auch an realen Bauteilen zeigen, dass die Lebensdauer durch
eine gezielte Erhöhung der Strahlintensität bzw. durch Festwalzen von spannungskritischen Radien an Bauteilen fast
verdoppelt werden kann. Da es bisher nur eingeschränkte Möglichkeiten gibt, die Lebensdauer von
oberflächenverfestigten Bauteilen vorauszusagen, werden in diesem Beitrag Modellansätze zur Simulation des
Festwalzprozesses und des induktiven Härteprozesses aufgezeigt. Zukünftig sollen somit Vorausberechnungen zum
Erfolg des Werkstoffverfestigungs- bzw. induktiven Härteprozesses sowie auch optimierte Lebensdauervorhersagen
möglich sein.
Georg Fischer Automotive, Schaffhausen, CH; RWP GmbH, Roetgen, DE
Giesserei
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Tagungsbeitrag
Tuttle, R. B.
Role of titanium on the grain refinement of 1030 steel castings
Der Einfluss von Titan bei der Kornfeinung von Gussteilen aus dem Stahl 1030
Mechanical and cost requirements for steel castings are continually increasing. Increasing the as-cast strength of steel
through grain refinement provides a possible route to meet these needs. A series of tensile bar castings were poured in
green sand molds from 1030 steel. Two levels of titanium were examined. Several possible heterogeneous nuclei were
also added. The addition of titanium to this alloy increased the yield strength by approximately ten percent. Ductility
was below typical values for all the castings poured. The drop in ductility was due to microporosity in the initial tensile
bars. No effect was found due to the addition of heterogeneous nuclei. A series of plate castings was then poured to
validate the effect of titanium. Thermodynamic calculations revealed that the reduced grain size was likely caused by
titanium carbo-nitrides surrounding the prior austenite grains which limited their growth while cooling.
Saginaw Valley State University, MI, US
Eisengusswerkstoffe
Tuttle, Robert
Effect of titanium on the grain size of stainless steels
Einfluss von Titan auf die Korngröße von rostfreien Stählen
A series of stainless steel plate casting experiments were conducted to determine the role of titanium additions on the
mechanical properties and grain size. The castings were produced using typical foundry practices and then sectioned
into tensile bars and metallurgical samples. Tensile testing found no significant strength increase; however, the percent
elongation of the high titanium samples was significantly lower than the baseline steel. Microscopy investigation of the
samples found titanium carbo-nitrides present and the grain size decreased in the titanium containing heats. A Scheil
solidification calculation predicted the titanium carbo-nitrides formed at the end of solidification, which meant they
could not act as heterogeneous nuclei. The most probable explanation for the observed grain size decrease was that
the titanium carbo-nitrides reduced grain growth as the castings cooled. It was also postulated that the decrease in
grain size was not large enough to cause an observable increase in strength.
Heftnummer 3
Eisengusswerkstoffe
Umale, S. S.; Parhad, P. P.; Likhite, Ajay; Pathak, S. U.
Austempering Heat Treatment of Low Carbon Equivalent Ductile Iron
Austemperwärmebehandlung von Gusseisen mit Kugelgraphit mit niedrigem Kohlenstoffäquivalent
Microstructural properties of ADI alloyed with 0.54 % Cu and 0.55 % Ni and conventional ADI were studied. It was
observed that:
1. The hardness decreases with increasing austempering temperature. Maximum hardness was observed in alloy 1
austempered at 250° C for 1 h due to presence of martensite. Hence, it is concluded that hardness is maximum at
lower austempering temperature and lower austempering time. With increasing austempering duration, hardness
reduces due to absence of martensite. Traces of cementite and iron carbide are observed in the samples treated for
austempering time of 6 to 8 h.
2. It also concluded that the amount of ferrite needles and austenite increases, whereas that of martensite decreases
with austempering time.
3. ADI with low CE exhibit higher hardness than that of conventional ADI after austempering.
4. Process windows are observed for alloy 1 austempered at 250° C and at 500° C as 3 to 6 h and 2 to 6 h
respectively. Similarly process window for alloy 2 at 250° C is 4 to 6 h.
VNIT - Visvesvaraya National Institute of Technology, IN
Heftnummer 5
Eisengusswerkstoffe
Wenbang, Gong; Guodong, Chen; Li, Luo; Jing, Hao; Zhonghe, Zhang
Design and control of chemical compositions for high-performance austempered ductile iron
Entwickeln und Kontrolle der chemischen Zuammensetzung von Hochleistungs-ADI
This paper presents the effects of chemical compositions of austempered iron (ADI) on casting quality, heat treatment
process parameters and mechanical properties of final products. Through experiment and production practice, the
impacts of carbon equivalent on ADI and its mechanical properties have been studied. Proper content ranges for carbon
and silicon have been obtained to avoid ADI casting shrinkage and graphite floatation, as well as to achieve the optimal
mechanical properties. According to the impact of silicon content on austenite phase transformation, the existing form
of carbon in ADI has been analyzed, and also the formula and diagram showing the relationship between austenitizing
temperature and carbon content in austenite have been deduced. The chemical composition range for high
performance ADI and its control points have been recommended, to serve as a reference for production process.
Wuhan Textile University, Wuhan, CN; University of Leoben, AT, Shenyang Blower Works Group Corporation, Shenyang,
CN
China Foundry
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Wohlfahrt, Manuel; Kainzinger, Paul; Eischlseder, Wilfried
Austempered Ductile Iron – Steigerung der mechanischen Werkstoffeigenchaften und Einflüsse auf
die Schwingfestigkeit
Die Werkstoffeigenschaften von ADI lassen sich über einen weiten Bereich gegenüber den duktilen bis verschleißfesten
Sorten variieren und an die jeweiligen Anforderungen anpassen. Dabei beeinflussen vor allem die
Wärmebehandlungsparameter (Auslagerung und Austentisierung), Legierungszusammensetzung und Abgussgröße das
Resultat der Wärmebehandlung. Die Einhaltung des Prozessfensters ermöglicht eine bestmögliche Kombination aus
Festigkeit und Duktilität. ADI-Sorten mit einer Zugfestigkeit zwischen 1000 MPa und 1200 MPa weisen die höchste
Schwingfestigkeit auf, wobei Gehalt und Stabilität des Restaustenits ausschlaggebend sind. Zunehmende Bauteilgrößen
vermindern die Werkstoffeigenschaften und erfordern den Einsatz von Legierungselementen für eine erfolgreiche
Prozessführung. Zusätzlich zur ADI-Wärmebehandlung lässt sich das Ermüdungsverhalten von ausferritischem
Gusseisen mit Kugelgraphit durch Festwalzen zum Ausgangswerkstoff beträchtlich steigern.
Montanuniversität Leoben, Leoben, AT
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 11/12
Eisengusswerkstoffe
Wohlfahrt, Manuel; Kainzinger, Paul; Eichlseder, Wilfried
Austempered Ductile Iron – Steigerung der mechanischen Werkstofffeigenschaften und Einflüsse
auf die Schwingfestigkeit
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 11/12
Eisengusswerkstoffe
Wolf, Gotthard; Stets, Wolfram; Petzschmann, Ulrich
Bewertung der kumulativen Wirkung von Carbid bildenden Elementen auf die Eigenschaften von
GJS-400-15
Der Beitrag fasst die Ergebnisse eines am Institut für Gießereitechnik, Düsseldorf, durchgeführten, zweijährigen
Forschungsprojektes zusammen. Ziel des Forschungsvorhabens war die Untersuchung der kumulativen Wirkung
unterschiedlicher Carbid bildender Elemente auf Gefüge und Eigenschaften von dickwandigen Teilen aus ferritischem
Gusseisen mit Kugelgraphit. Die fünf ausgewählten Carbidbildner Mangan, Chrom, Niob, Vanadium und Bor wurden
jeweils in zwei Stufen variiert, woraus ein statistischer Versuchsplan 1. Ordnung, bestehend aus 2 (exp5) = 32
Versuchen, resultierte. Aus diesen Legierungen wurden unterschiedliche Probekörper gegossen und ausgewertet. Die
für die unterschiedlichen Legierungen ermittelten Gefügeparameter, die statischen, dynamischen und zyklischen
mechanischen Eigenschaften und die bruchmechanischen Kennwerte wurden umfangreichen multiplen
Regressionsanalysen unterzogen. Es wurden Regressionsbeziehungen erarbeitet, die einerseits den Einfluss der
chemischen Zusammensetzung auf die Bildung von Carbiden und Perlit und andererseits die Auswirkungen dieser
Gefügebestandteile auf die Materialeigenschaften beschreiben. Außerdem wurden mit verschiedenen
Softwareprogrammen Berechnungen zur Carbidbildung in komplexen Gusseisenlegierungen durchgeführt.
Institut für Gießereitechnik gGmbH, Düsseldorf, DE
Giesserei
Heftnummer 10
Eisengusswerkstoffe
Wolf, Gotthard; Stets, Wolfram, Petzschmann, Ulrich
Evaluation of the influence of carbide forming elements on microstructure and properties of ferritic
ductile iron
The paper presents the results of a research project at the IfG in Düsseldorf during the last 2 years. The item of the
activities was to investigate and evaluate the cumulative effects of carbide promoting elements on the microstructure
and the properties of heavy-section castings made of ferritic cast iron like EN-GJS-400-15. The five selected carbide
promoting elements manganese, chromium, niobium, vanadium and boron were varied in two levels. The result was an
experimental design of 2 (exp 5)= 32 trials. From each alloy were cast samples with different solidification conditions.
On the specimen were evaluated the microstructure and mechanical properties. The generated data base with
information about chemical composition, features of microstructure and also of the static, dynamic and cyclic
mechanical properties and the fracture mechanics was analysed by multiple regression. As the main result of the
project the paper presents regression equations for the formation of carbides and pearlite depending on the chemical
composition on the one hand and for the influence of the structural constituents on the mechanical properties
otherwise. During the project were used different software programs to calculate the carbide formation in complex cast
iron alloys.
Institute of Casting Technology, Institut für Gießereitechnik IfG, Düsseldorf, DE
Heftnummer 4
Eisengusswerkstoffe
Wolters, Diether B.
Jahresübersicht: Gusseisen mit Kugelgraphit (47. Folge)
Jahres-Literatuschau, Inhalt: Metallurgie, Schmelz- und Behandlungsverfahren,Gussfehler, Werkstoffeigenschaften,
Ausferritisches Gusseisen (ADI), Gusseisen mit Vermiculargraphit, Schmelze- und Werkstoffprüfung, Fertigungstechnik
(Schweißen, Bearbeiten), Anwendungstechnik
Giesserei
Heftnummer 1
Eisengusswerkstoffe
Wolters, Diether B.
Jahresübersicht Gusseisen mit Kugelgraphit (48. Folge)
Jahres-Literaturschau mit den Kapiteln Metallurgie, Schmelz- und Behandlungsverfahren, Gusseisen mit
Vermiculargraphit, Gussfehler, Werkstoffeigenschaften, Ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit - ADI, Schmelze- und
Werkstoffprüfung, Fertigungstechnik, Bearbeitung; Anwendungstechnik
Giesserei
Heftnummer 12
S. 46-50; 52; 54-60 (13 Seiten, 16 Bilder, 8 Tabellen, 53 Quellen)
Eisengusswerkstoffe
Xiaofeng, Xiao; Shengping, Ye; Weixin, Yin; Xiaoguang, Zhou; Qiong, Xue
High Cr white cast iron/carbon steel bimetal liner by lost foam casting with liquid-liquid composite
process
Bimetall-Laufbuchse aus hochchromhaltigem weißen Gusseisen und Kohlenstoffstahl, hergestellt nach dem
Lost-foam-Verfahren und dem Schmelzverbundverfahren
Liners in wet ball mill for mineral processing industry must bear abrasive wear and corrosive wear, and consequently,
the service life of the liner made from traditional materials, such as Hadfield steel and alloyed steels, is typically less
than ten months. Bimetal liner, made from high Cr white cast iron and carbon steel, has been successfully developed by
using liquid-liquid composite lost foam casting process. The microstructure and interface of the composite were
analyzed using optical microscope, SEM, EDX and XRD. Micrographs indicate that the boundary of bimetal combination
regions is staggered like dogtooth, two liquid metals are not mixed, and the interface presents excellent metallurgical
bonding state. After heat treatment, the composite liner specimens have shown excellent properties, including hardness
> 61 HRD, fracture toughness Alpha k > 16,5 J cm(exp -2)and bending strength > 1,600 MPa. Wear comparison was
made between the bimetal composite liner and alloyed steel liner in an industrial hematite ball mill of WISCO, and the
results of eight-month test in wet grinding environment have proved that the service life of the bimetal composite liner
is three times as long as that of the alloyed steel liner.
Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, CN; Wuhan Textile University, Wuhan, CN; Wuhan ZhiKe
Abrasive-Resistant Material S & T Development Co., Ltd., Wuhan, CN; Wuhan University of Technology, Wuhan, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Xiaoyun, Li; Wei, Wu; Fangqiu, Zu; Lanjun; Liu; Xianfeng, Zhang
Influence of impact energy on work hardening ability of austenitic manganese steel and its
mechanism
Einfluss der Schlagarbeit auf das Verfestigungsvermögen und dessen Mechanismus bei einem austenitischen
Manganstahl
To further understand the hardening mechanism of austenitic manganese steel under actual working conditions, the
work hardening ability was studied and the microstructures of austenitic manganese steel were observed under
different impact energies. The work hardening mechanism was also analyzed. The results show that the best strain
hardening effect could be received only when the impact energy reaches or exceeds the critical impact energy. The
microstructural observations reveal that dislocations, stacking faults and twins increase with raising impact energy of
the tested specimens. The hardening mechanism changes at different hardening degrees. It is mainly dislocation and
slip hardening below the critical impact energy, but it changes to the twinning hardening mechanism when the impact
energy is above the critical impact energy.
Hefei University of Technology, Hefei, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Eisengusswerkstoffe
Xiaoyun, Li; Wei, Wu; Fangqiu, Zu; Lanjun, Liu; Xianfeng, Zhang
Influence of impact energy on work hardening ability of austenitic manganese steel and its
mechanism
Einfuss der Schlagarbeit auf die Kaltverfestigungsmöglichkeit von austenitischem Manganstahl und der entsprechende
Mechanismus
To further understand the hardening mechanism of austenitic manganese steel under actual working conditions, the
work hardening ability was studied and the microstructures of austenitic manganese steel were observed under
different impact energies. The work hardening mechanism was also analyzed. The results show that the best strain
hardening effect could be received only when the impact energy reaches or exceeds the critical impact energy. The
microstructural observations reveal that dislocations, stacking faults and twins increase with raising impact energy of
the tested specimens. The hardening mechanism changes at different hardening degrees. It is mainly dislocation and
slip hardening below the critical impact energy, but it changes to the twinning hardening mechanism when the impact
energy is above the critical impact energy.
Hefei University of Technology, Hefei, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Eisengusswerkstoffe
Youping, Ma; Xiulan, Li; Yugao, Liu; Shuyi, Zhou; Xiaoming, Dang
Effect of Ti-V-Nb-Mo addition on microstructure of high chromium cast iron
Einfluss von Ti-V-Nb-Mo-Zugaben auf das Mikrogefüge von hochchromhaltigem weißen Gusseisen
The effects of trace additons of multi-alloying elements (Ti, Nb, V, Mo) on carbides precipitation and as-cast
microstructure of eutectic high chromium cast iron containing 2.85wt.%C and 31.0wt.%Cr were investigated from
thermodynamic and kinetic considerations. The thermodynamic calculations show that Ti and Nb exist in the
multi-alloying system in the forms of TiC and NbC. The formation of VC during the solidification is not feasible from the
thermodynamic consideration. XRD analysis shows that the V exists in alloy compounds (VCr2C2, VCrFe8). The first
precipitated high melting point particles (TiC, NbC) can act as the heterogeneous substrate of M7C3 carbides, which
results in significant refinement of the M7C3 carbides. After the addition of alloying elements, C atom diffusion is
hindered due to the strong affinities of the strong carbide forming elements for carbon, which decreases the growth
rate of carbides. The combined roles of the increase of nucleation rate and the decrease of carbides growth rate lead to
the finer microstructure.
Xi'an University of Architecture & Technology, Xi'an, CN; Qingdao Agricultural University, Qingdao, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Zhe, Liu; Weiping, Chen; Yu, Deng
Influence of cooling rate and antimony addition content on graphite morphology and mechanical
properties of a ductile iron
Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit und Antimonzugabe auf die Graphitmorphologie und mechanische Eigenschaften
von Gusseisen mit Kugelgraphit
Cooling rate and inoculation practice can greatly affect the graphite morphology of ductile irons. In the present
research, the effects of the cooling rate and antimony addition on the graphite morphology and mechanical properties
of ductile irons have been studied. Three ductile iron castings were prepared through solidification under cooling
conditions S (slow), M (medium) and F (fast). The cooling rates around the equilibrium eutectic temperature (1,150° C)
for these cooling conditions (S, M and F) were set at 0.21° C.min-1, 0.32° C.min-1^and 0.37° C.min-1, respectively. In
addition, four ductile iron castings were prepared by adding 0.01 %, 0.02 %, 0.03 % and 0.04 % (by weight) antimony,
respectively under the slow cooling condition. The results show that the nodularity index, tensile strength and hardness
of the ductile iron castings without antimony addition are all improved with the increase of cooling rate, while the
ductile iron casting solidified under the medium cooling rate possesses the largest number of graphite nodules.
Furthermore, for the four antimony containing castings, the graphite morphology and tensile strength are also improved
by the antimony additions, and the effect of antimony addition is intensified when the addition increases from 0.01 % to
0.03 %. Moreover, the rare earth elements (REE)/antimony ratio of 2 appears to be the most effective for fine nodular
graphite formation in ductile iron.
South China University of Technology; Guangzhou, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Eisengusswerkstoffe
Zych, Jerzy; Wróbel, J.
The performed investigations confirm previous information concerning the ADI good thermal fatigue resistance. The
comparison of this hardness between the initial cast iron GJS Ni1.5MoCu (before the heat treatment) and after the heat
treatment (ADI - EU GJS 800-8) indicates that both cast iron grades are quite similar. Supplementing tests comprising
the assessment of structural and hardness changes confirm the ADI superiority. At the thermal cycling of this cast iron
to a temperature of app. 500° C ist ausferritic matrix is practically not changed. Neither its high initial hardness is
changing. Similar behaviour is observed in the ADI of EU GJS 1200-2 grade. At higher temperatures of thermal cycling,
especially after exceeding ~ 650° C, the ausferritic structure transforms into pearlitic and later on, in the final stage of
the process, into the ferritic structure. The higher the cycle temperature the faster are the processes of structural
transformations and hardness decreasing.
The performed investigations and the obtained results allow to state that the ADI application as the material for
elements operating under conditions of thermal fatigue, which additionally should have good tribological properties, is
justified. To this group belong parts of die moulds for pressure casting of low-melting alloys such as: inserts to metal
moulds, slides of these moulds, metal cores. Parts of drop forging die and presses for hot-work can be made of this
material too. To retain their high hardness for a long exploitation time they should be not heated above 500° C. In
addition, due to a lower thermal conductivity of the ADI these elements should be well cooled.
AGH University of Science and Technology, Cracow, PL;
Przeglad Odlewnictwa
Heftnummer 5-6
Akhtar, Shahid; Amberg, Lars; Timelli, Giulio; Bonollo, Franco; Di Sabatino, Marisa
A comparative study of defects and mechanical properties in high pressure die cast and gravity die
cast aluminium alloys
The main objective of this work has been to characterise the defects of HPDC and gravity die cast components and to
assess the influence of casting defects on mechanical properties. From the experimental findings of this work, the
following conclusions are drawn: (1) Pore information in Al-Si gravity die casting alloys is a function of the complex
interaction of different parameters, namely hydrogen content, melt cleanliness, solidification conditions, and alloy
composition. Porosity levels, pore sizes and distribution increased with increasing hydrogen content and section
thickness. (2) in Al-Si gravity die castings the main defect is hydrogen porosity, which affects the strength properties of
the material mainly at higher hydrogen concentrations. The mechanical properties show no significant improvement
after filtration of the melt. (3) The amount and type of defects are quite sensitive to process parameters in HPDC, and
the size and distribution of defects vary in the casting inspite of the use of the same process parameters. (4) The
amount of defects in HPDC influences considerably the plastic properties of the material but not the elastic
characteristics and a constitutive equation can be considered as a representative of the uniform plastic behaviour of
the alloy, independently of the presence of defects. (5) A quality mapping approach can be used in HPDC to
demonstrate how the amount and type of defects, and the mechanical properties are distributed in the casting. (6) The
entrapped defects play a key role in strength distribution of the castings in both HPDC and gravity die casting
processes. (7) In gravity die castings, melt cleanliness has a significant effect, as entrapped defects acts as nucleation
sites for porosity formation during solidification in the presence of hydrogen.
NTNU, Trondheim, NO; University of Padova, Vicenza, IT; SINTEF Materials and Chemistry, Trondheim, NO
Heftnummer 3690
Tagungsbeitrag
Ammar, H. R.; Samuel, A. M.; Samuel, F. H.; Simielli, E. A.; Lin, J. C.; Sigworth, G. K.
Effects of Mg-addition, Sr-modification and solidification rate on the tensile properties and quality
index of 359 type Al-Si-Mg casting alloys
Einfluss eines Mg-Zusatzes, der Sr-Vredlung und der Erstarrungsgeschwindigkeit auf die Zugeigenschaften und den
Qualitätsindex von Al-Si-Mg Gusslegiereungen vom Typ 359
The current study was carried out with a view to investigate the influence of a number of metallurgical parameters on
the tensile properties and quality indices of 359-Al-9%Si-0.5%Mg. The variables investigated include magnesium level;
strontium content; and solidification rat. Quality charts were used as an evaluation tool for selecting the optimum
conditions to be applied in practice in order to develop high strength and optimum quality in 359 castings. From the
analysis of the results obtained, the following may be concluded: 1. The addition of up to 0.6% Mg to 359-type alloys has
a significant influence on their strength without affecting their quality. Magnesium levels above 0.6% result in a slight
increase in the alloy strength with a noticeable reduction in the ductility and quality index value. This reduction is
attributed to the formation of a large volume fraction of phi AlgMg3FeSi6 phase, the particles of which have a
propensity for crack initiation, thus accelerating the fracture of the sample. 2. A rapid solidification rate enhances the
tensile properties and quality indices of the 359-type casting alloys. Such enhanced properties and indices are related
to a number of microstructural features which accompany the high solidification rate, including refinement of the SDAS;
modification of eutectic silicon particles; reduced size and levels of porosity; and reduced size and volume fractions of
the intermetallic phases. 3. The solution heat treatment time required to attain specific tensile properties and quality
index values in the unmodified 359 alloys may be shortened by modifying these alloys with strontium. The effects of
Sr-addition on the response of the 359 alloys to solutionizing treatment diminish upon increasing the solution heat
treatment time. After a certain length of time, both modified and unmodified alloys display almost the same properties
for the subsequent solutionizing time.
Universite du Quebec, Chicoutimi, QC, CA; King Saud University, Riyadh, SA; Alcoa Technical Center, Alcoa Center, PA,
US; GKS Engineering Services, Dunedin, FL, US
anonym
When aluminium bronze is the solution
Wenn Aluminiumbronze die richtige Lösung ist
The high initial cost of copper means that any copper alloy casting starts at a premium cost. However, taking their long
lifetime advantages, particularly in corrosive environments, the whole lifetime cost savings of using Cu-Al and copper
alloy castings can far outweight that initial cost disadvantage, particularly in critical areas and after taking into account
the cost of maintenance in arduous and difficult environments. For this reason copper alloys, and Cu-Al in particular,
have become the metals of choice for many corrosive and demanding environments.
Heftnummer 3694
Arikan, H.; Sahar, F.
Fracture and mechanical properties of steel fibre reinforced Zn-5Al (Zamak 5) alloy
Bruchverhalten und mechanische Eigenschaften der stahlfaserverstärkten Legierung ZnAl5 (Zamak5)
Steel fibre reinforced Zn-5Al alloy (Zamak 5) metal matrix composite beams with different volume fractions of steel
fibres were produced with varying notch to depth ratios. The fracture and mechanical properties of the specimens were
investigated for their mode I fracture behaviour using three point bending tests under static loading at room
temperature. Steel fibres with contents of 1, 2 and 3 % of the total volume of Zn-5Al alloy were used as matrix
materials. The critical stress intensity factor was determined using the initial notch depth method.
Selcuk Univ., Konya, TR
Heftnummer 3
Forschungsbericht
Arnaud, Dominique
The Elevated Temperature Properties of Cast Copper Alloys
Die Eigenschaften von Kupfergusslegierungen bei erhöhten Termperaturen
This report gives the results of work on the elevated temperature mechanical properties of cast copper alloys
conducted at the laboratory of the Centre Technique des Industries de la Fonderie.
These tests have provided data on the influence of high temperature on the short time mechanical properties of main
copper alloys.
It may be considered that up to service temperatures of the order of 200-250° C (400 - 500° F), the mechanical
properties of main copper alloys are only slightly affected for short-time stresses, certain alloys naturally being more
sensitive than others to high temperature.
Centre Technique des Industries de la Fonderie, Paris, FR
Tagungsbeitrag
Banerjee, M. K.
Effect of scandium and zirconium on the evolution of annealing texture in cast Al-6Mg alloy
Einfluss von Scandium und Zirkonium auf die Entwicklung der Glühtextur bei der Al-6Mg-Legierung
The effect of trace scandium and zirconium addition on the texture and fracture toughness behavior of aluminium
magnesium alloy Is studied with Al-6Mg alloys containing various amount of trace addition. Texture measurement and
transmission electron microscopy have revealed that the evolution of texture in cast alloys after annealing is decided by
the morphology and character of the precipitates. It is further demonstrated thai the improvement in fracture toughness
as achieved by the addition of zirconium In Al-6Mg-0.4Sc alloy is due to reduction of the in-plane anlsotropy which is
secured by a favorable precipitate morphology.
Birla Institute of Technology, Mesra, Ranchi, IN
Bo, Liu; Xiaoguang, Yuan; Hongjun, Huang
Microstructure and mechanical properties of hypereutectic Al-Fe alloys prepared by semi-solid
formation
Mikrogefüge und mechanische Eigenschaften von übereutektischen Alumininium-Eisen-Legierungen, hergestellt nach
dem Semi-Solid-Verfahren
The effects of alloying elements, electromagnetic stirring, reheating and semi-solid formation on the microstructure and
mechanical properties of Al-Fe alloys prepared by semi-solid formation were studied. It was found that alloying elements
and electromagnetic stirring can alter the morphology and growth mode of the iron-rich phase in Al-Fe alloys; and
effectively refine the primary Al3Fe phase. In contrast to the microstructure obtained in conventional casting, the Al3Fe
phase becomes thin short rod-like instead of thick needle-like; and the dendritic grain structure almost disappears in
the semi-solid formation. The Al3Fe phase can be further refined through being dissolved or fused during subsequent
reheating. It was also found that the larger extrusion ratio of semi-solid formation causes a greater crushing effect and
therefore the Al3Fe phase is more refined and has more uniform distribution. Moreover, Al-Fe alloys prepared by
semi-solid formation exhibit excellent mechanical properties at both room and high temperatures.
Shenyang University of Technology, Shenyang, CN; School of Naval Architecture and Civil Engineering, Zhoushan, CN
China Foundry
Heftnummer 4
Brodarac, Zdenka Zovko; Grguric, Tamara Holjevac; Unkic, Faruk; Terzic, Katarina
Vpliv mikrostrukturnih znacilnosti na mehanske lastnosti zlitine AlSi11Cu2(Fe)
Einfluss von Gefügeeigenschaften auf die mechanischen Eigenschaften der Legierung AlSiCu2(Fe)
Presence of alloying and trace elements in melt indicate formation of complex intermetallic phases which significantly
influence alloy properties development. An AlSi11Cu2(Fe) alloy which belongs to "eutectic" group of alloys indicate high
values of mechanical properties and castability in as cast state, responsible for its suitability for high pressure die
casting production. Determination of equilibrium phase diagram through thermodynamic modelling and simultaneous
thermal analysis enables understanding of solidification sequence. Following microstructural constituents have been
identified in AlSi11Cu2(Fe) alloy: Alpha(Index Al), Alpha (Index Al) + Beta(Index Si), Al(Index5)FeSi, Al(Index
x)(FeMn)(Index y)Si(Index z), Al(Index2)Cu and Al(Index x)Mg(Index y)Cu(Index z)Si(Index w). Correlation of
microstructure constituents characteristics and phase analysis of AlSi11Cu2(Fe) alloy with tensile strength were
investigated in this work. An AlSi11Cu2(fe) alloy achieves high values of tensile strength in both base and modified melt
state. Small difference appeared due to solidification sequence progress. Modified melt indicate better castability at
same pouring temperature.
University of Zagreb, Sisak, HR
Livarski Vestnik
Heftnummer 1
Camurlu, H.E.; Ünal, N.
Friction stir processing and charactrisation od A380 cast aluminium alloy
Reibrührbearbeitung und Charakterisierung der Aluminiumgusslegierung A380
The suraces of cast A380 aluminium alloy plates were modified by friction stir processing. A milling machine was
utilised with a tool rotating at 1400 rev min-1 and traversing at a rate of 16 mmm min-1. The 400 um-2mm processed
layers were obtained on the surfaces on the cast aluminium sheeets. It was seen fromthe optical microscope
exhaminations that the Si particles were homogeneously distributed in the Al matrix. The hardness of teh cast
aluminium sheets increased from 60 to 90 HB10 after friction stir processing. Samples were subjected to wear tests
with 6 mm diameter alumina balls in dry condition. Wear tracks were examined by scanning electron microscope and
profilometer. Wear rate of surface modified aluminium sheets were found to be 50 % lower than the ones without
surface modification.
Akdeniz University, Antalya, TR
Heftnummer 6
Cao, X.; Campbell, J.
Effects of Sr on primary Alpha-Fe phase in liquid Al-11.5Si-0.4Mg cast alloy
Einfluss von Strontium auf die Alpha-Fe-Phase in der flüssigen GusslegierungAl11,5Si0,4Mg
The effect of Sr on the sedimentation of primary Alpha-Fe phase has been investigated at superheating temperatures of
760 and 900° C. A convection free experimental technique was used to aid in quantifying the primary Alpha-Fe particles
sedimented at 600° C for 4 h. Sr marginally decreases the formed particle weight at normal melting temperature (760°
C), but greatly increases the particle weight at the superheating temperature of 900° C. Sr refines primary Alpha-Fe
particles at both temperatures, causing the increase of the number of primary Alpha-Fe particles, especially when
superheated at 900° C. In addition, Sr causes a decrease in the particle volume fraction but an increase in the number
of the sedimented particles, and a great increase in the depth of the sediment in the mould at higher superheating
temperatures. These observations are interpreted in terms of the precipitation of Fe rich particles on suspended oxide
films, and the rigidisation of suspended films at higher temperatures, possibly as a result of their change in chemistry,
but especially as a result of inflation of their doubled-over form by hydrogen, and the effect this has on the
multiplication on growing iron rich precipitates as a result of their mechanically unstable substrate.
Aerospace Manufacturing Technology Centre, Institute for Aerospace Research, National Research Council of Canada
(NRC-CNRC), Montreal, CA; University of Birminham, GB
Materials Science and Technology
Heftnummer April
Carrera, E.; Rodríguez, A.; Talamantes-Silva, J.; Gloria, D.; Valtierra, S.; Colás, R.
Study of residual stresses in complex aluminium castings
Untersuchung der Restspannungen in komplexen Aluminiumgussteilen
The working conditions within the combustion chamber of engine blocks force the use of liners able to resist the
pressure and wear caused by reciprocating pistons. Most liners are made from iron alloys and can be either inserted
after the block has solidified, or can be cast-in the block. Cast-in liners promote residual stresses in regions such as
cylinder bridges. These stresses arise from the differences in the thermal expansion coefficient of iron and aluminium
and may promote the failure of the block if high enough. This work describes the procedure followed to measure the
residual stresses in aluminium engine blocks with cast-in grey iron liners by means of extensometric measurements.
The trials were conducted in blocks of I-4 and V-8 configuration that were either in the as cast or heat treated
condition. It was found that the stresses can be >150 MPa in tension, depending on the geometry and size of the piece.
Similar analyses were carried out in blocks that have pressed-in liners, which resulted to have compressive stresses. It
is concluded that these analyses can provide for an early advice when changes take place in design, processing or
material.
Nemak, García, MX; Universidad Autonoma de Nuevo Leon, MX
Heftnummer 5
Tagungsbeitrag
Chen, Dandan; Zhang, Haitao; Cui, Jianzhong
Experimental investigation of microsegregation in low frequency electromagnetic casting Al-4.5% Cu
binary alloy
Experimentelle Untersuchung der Mikroseigerung beim elektromagnetischen Niederfrequenzgießen der binären
Al-4.5Cu-Legierung
Al-4.5%Cu ingots were prepared by a process of low frequency electromagnetic casting (LFEC) and conventional direct
chill (DC) casting, respectively. The effects of low frequency electromagnetic field on the microsegregation were
investigated from eutectic analysis and electro probe microanalysis (EPMA). It was found that the amount of the
eutectic, which was composed of alpha -Al (aluminum phase) and e phase (Al2Cu), as well as the dimension of the
eutectic was decreased markedly. In contrast, the solute content in the alpha -Al phase was increased to a certain
extent with the presence of the low frequency electromagnetic field.
Cheng, J.; Kim, J.T.; Choi, J.-K.; Kwak, S.Y.
Approach to impact analysis of automobile Al alloy wheel in presence of casting shrinkage defect
Versuch der Analyse der Schlagzähigkeit von Aluminium-Automobilfelgen bei Vorliegen von Lunkerstellen
The objective of the research was to evaluate the effect of casting shrinkage defects on the impact properties of cast
aluminium alloy wheel for automobile. Most structure design engineers give the casting parts an overestimated factor of
safety, specify extensive quality tests and perform extensive performance testing due to worries about unavoidable
defects, such as shrinkages; however, all of these methods do not necessarily guarantee performance, and they are all
somewhat costly. In this paper, an approach using computational impact analysis for an Al alloy, where shrinkage
defects exists, was proposed to solve the motioned problem. The shrinkage defects were modelled by the shape
simplification method. The method reconstructs the shrinkage defects to hollow spheroid primitive based on the
shrinkage shape data obtained from industrial computerised tomography. The results of the simulation of wheel with
shrinkage defect were compared with the results of ignoring shrinkage. Comparative results showed that when the
impact analysis was applied to an Al alloy wheel, a traditional analysis without considering the shrinkage defect
estimated the wheel safety; however, the results considering shrinkage defect show that the wheel would fracture
under the same test condition.
e-Design Center, KITECH, Incheon, KR
Heftnummer 3/4
Cheng, T. W.; Chen, L. H.; Lui, T. S.
Particle erosion of die cast Al-14Si alloy and influence of friction stir process
Partikelabscheidung bei der Kokillengusslegierung AlSi14 und der Einfluss des Reibrührverfahrens
The current research aimed to explore the particle erosion of a die cast Al-14Si alloy, and how the particle erosion
behaviour can be affected by modification of the microstructure via friction stir process. The results indicate that
friction stirring of the alloy can annihilate the dendritic structure of primary Alpha-Al, break the eutectic Si and
Beta-Al(Index3)(Fe, Mn)Si(Index2) particles lengthwise, cause the eutectic Si particles to become more rounded, and
blend the second phase particles rather uniformly in the Alpha-Al matrix. According to the SiO(Index2) particle erosion
test at 15 and 90° impact angles, this microstructure modification can improve the erosion resistance by not only
particle reinforcement of Alpha-Al matrix but also suppressing the susceptibility of brittle cracking of the second phase
particles.
National Cheng Kung University, Tainan, TW
Heftnummer 3
Cho, I.-S.; Lim, C.-H.; Nam, J.-H.; Choi, J.-K.
Calculation of thermophysical properties of ternary aluminium alloys in non-equilibrium state
Berechnung der thrmophysikalischen Eigenschaften von ternären Legierungen im Nicht-Gleichgewichts-Zustand
In the present study, a unique method for calculation solidification sequence and related thermophysical properties in
the non-equilibrium state is explained. It is well known that accurate thermophysical properties of the aluminium casting
alloys are necessary for the valid simulation of the casting processes. There have been a number of thermophysical
calculation programmes; however, the programmes require specific knowledge of the thermodynamics. The calculation
method proposed in the present study does not require any special knowledge of thermodynamics but only information
on the compositions of the alloy. The proposed calculation tool was based on the CALPHAD approach for modelling
multicomponent alloys.
Heftnummer 3/4
Tagungsbeitrag
DiCecco, Sante; Hu, Henry; Altenhof, William
Impact and Energy Dissipation Characteristics of Squeeze and Die Cast Magnesium Alloy AM60
Schlagarbeit und Energiedissipation der Magnesiumlegierung AM60 für das Squeeze-Casting und Druckgießen
High-pressure die cast (HPDC) magnesium alloy AM60 is recognized for its versatility in the manufacturing of weight
sensitive components of relatively thin cross section. To further expand practical applications of the alloy, squeeze
casting has been proposed to allow for thicker castings. In this study, AM60 alloy specimens of 10 mm thickness were
squeeze cast using a hydraulic press with an applied pressure of 60 MPa. Fracture energies, following a Charpy Impact
Testing protocol, of the squeeze cast specimens were characterized in comparison with the HPDC counterparts using
both experimental and numerical techniques. The experimental results show the squeeze cast alloy absorbing
approximately 46.2 % more energy during impact than its HPDC counterpart. Scanning electron microscopy
fractography reveals the favourable quasi-cleavage fracture mode of the squeeze cast alloy AM60, relative to the
decohesive rupture fracture mode present in the die cast alloy.
Dragulin, Dan; Belte, Markus; Harms, Alexander
Vergleich zwischen der Wärmebehandlung von Aluminiumdruckguss- und
Aluminiumkokillengusslegierungen für Automotive-Anwendungen
Nach einer theoretischenBetrachtung der Wärmebehandlung von Aluminiumlegierungen werden die Ergebnisse von
experimentellen Untersuchungen dargelegt. Wasserabkühlung führte im Vergleich zu Luftabkühlung zu einer Erhöhung
der Festigkeitswerte. Der Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit auf die Dehnung ist negativ.
Belte AG, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 3
Drezet, J.-M.; Evans, A.; Pirling, T.; Pitiè, B.
Stored elastic energy in aluminium alloy AA 6063 billets: residual stress measurements and
thermomechanical modelling
Elastische Eigenspannung in der Aluminiumlegierung AA6063 (AlMgSi): Eigenspannungsmessungen und
thermomechanische Modellbildung
Stress relief treatment before machining and sawing aluminium direct chill cast products is required to avoid
uncontrolled distortion, crack formation and significant safety concerns due to the presence of thermally induced
residual stresses created during casting. Numerical models have been developed to compute these residual stresses
and yet have only been validated against measured suface distortions. In the present contribution, the variations in
residual strains and stresses have been measured using neutron diffraction and hole drilling strain gage in two AA 6063
grain refined cylindrical billet sections cast at two casting speeds. The measured residual stresses compare favourably
with the numerical model, in particular the depth at which the axial and hoop stresses change sign. Such results
provide insight into the development of residual stresses within castings and show that the stored elastic energy varies
linearly with the casting speed, at least within the range of speeds that correspond to production conditions.
LSMX, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, CH; Paul Scherrer Institut, PSI, Villigen, CH; Institut Laue
Langevin, ILL, Grenoble, FR; Constellium CRV, Voreppe, FR
Heftnummer 2
Dunqiang, Tan; Xiaoxia, Yang; Yijie, Zhan; Dongfei, Xiao
On ignition point of Mg-Ca alloy under nitrogen atmosphere
Über den Zündpunkt von Mg-Ca-Legierungen unter Stickstoffatmosphäre
The production cost will be greatly reduced if nitrogen can be used instead of inert gas in the spray forming process of
magnesium alloys, but the heat from the reaction between magnesium alloys and nitrogen makes magnesium alloy burn
easily. To solve the problem above, the ignition point of Mg-Ca alloy under nitrogen atmosphere was studied using a
home-made experimental device and DSC-DTA. Results show that under nitrogen atmosphere, Ca addition has a great
effect on the ignition point of Mg alloy. The ignition point of the Mg-5Ca bulk even exceeds, 1,030° C, and the alloy can
be held for 30 min at 900° C without burning; while the average ignition point of Mg-5Ca powders is lower than 700° C,
and it increases with the increasing particle size. Moreover, the purity of nitrogen must be in a certain scope; Mg-Ca
alloy shows a higher ignition point under nitrogen with a purity of 99.5 %. Based on the experimental results, the best
adding content of Ca and the purity of nitrogen were determined, and the security and economic performance or
preparing magnesium alloy by spray deposition were improved with nitrogen as atomizing gas.
Nanchang University, Nanchang, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Feikus, Franz Josef
Jahresübersicht Leichtmetall-Sand- und Kokillenguss (46. Folge) Teil 3: Schmelzen, Gießen und
Erstarren
Giesserei
Heftnummer 5
Firouzdor, V.; Rajabi, M.; Nejati, E.; Khomamizadeh, F.
Effect of microstructural constituents on the thermal fatigue life of A319 aluminum alloy
Einfluss von Mikrogefügebestandteilen auf die thermische Ermüdungslebensdauer der Aluminiumlegierung A319
In this investigation, the effect of microstructural constituents on thermal fatigue resistance of A319 aluminum casting
alloy was studied. For this purpose, both thermo-mechanical fatigue and thermal-shock fatigue experiments were
performed in thermal cycling range between 40 and 250° C. Following the results, samples with finer SDAS, lower
porosity volume fraction and lower brittle intermetallic contents, as well as higher Si modification showed better
thermal fatigue resistance. Moreover, T6 and T7 heat treatments appeared to be highly beneficial for thermal fatigue
performance. According to the fractography analysis, porosities and coarse intermetallic phases were determined as
the most prime locations for crack propagation.
Sharif University of Technology, Tehran, IR
Material, Science & Engineering A
Heftnummer 454-455
Garat, M.;
Optimization of an aluminium cylinder head alloy of the AlSi7Cu3MnMg Type reinforced by
additions of peritetic elements
Optimierung einer Legierung für Zylinderköpfe des Typs AlSi7Cu3MnMg, verstärkt durch Zugaben von Peritektikum
bildenden Elementen
In a previeous paper (AFS Transactions 2007, pp.89-96), an AlSi7Cu3Mn alloy reinforced by a combination of the
peritectic forming elements V, Zr and Ti was described. This Mg-free alloy, heat treated to a T7 temper, offered an
interesting combination of elevated temperature and creep strength but suffered from a relatively low room
temperature yield strenghth and poor low cycle fatigue strength. The present paper describes the final optimized alloy
that has evolved out of this work. Adding a small amount of Mg has strongly improved the room temperature properties
as well as the ceep strength, while allowing the amount of V needed to be reduced without undo loss in creep
properties of the new alloy are vastly superior to those of the existing Al-Si alloys currently used for cylinder heads.
Rio Tinto Alcan, Voreppe, FR
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Garza, Emma D. Morales; Dieringa, Hajo; Hort, Norbert; Kainer, Karl U.
Microstructure and Creep Properties of MEZ Magnesium Alloy Processed by Thixocasting
Mikrogefüge und Kriecheigenschaften der MEZ-Magnesiumlegierung, hergestellt durch Thixogießen
Whereas in most magnesium applications die casting is the dominant manufacturing process, thixocasting recently
came into focus of producers. This is mainly due to the improved microstructure, reduced porosity and better mechanical properties. An important issue for the introduction and use of
magnesium alloys in automotive industry is their creep resistance. Aluminum free magnesium alloys are known to show
improved creep strength compared to conventional aluminum containing alloys due to the absence of beta phase
(Mg(Index17)Al(Index12)). MEZ alloy (Mg-RE-Zn-Zr) shows better creep resistance even compared to AE42 in die
casting. In this paper, the mechanical and creep properties from thixocast MEZ alloy are evaluated from creep tensile
tests at temperatures of 135° C, 150° C and 175° C and at stresses between 60 and 100 MPa. The creep activation
energy and the stress exponent are calculated and discussed. Optical, scanning and transmission electron microscopy
of the microstructural features developed after the mechanical tests helps to understand the deformation mechanisms
occuring during creep and to explain the creep properties after thixocasting.
Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Geesthacht, DE
Guan, R. G.; Zhao, Z. Y.; Cao, F. R.; Lian, C.; Lee, C. S.; Liu, C. M.
Effects of process parameters on microstructure and properties of AZ91 alloy prepared by
cooling/stirring and rolling process
Einfluss der Prozessparameter auf das Mikrogefüge und die Eigenschaften der Legierung AZ91, hergestellt mit/Rühren
und Walzen
A sloping semisolid rheorolling process of AZ91 alloy was developed, and the effects of process parameters on
microstructure and properties of AZ91 alloy strip prepared by the proposed process were investigated. The grain size
and roundness of the strip increase with the increment of casting temperature, and the ultimate tensile strength and
elongation of the strip decrease. The primary grain size increases with the increment of roll speed.The grain size of the
strip decreases first and then increases with the increment of vibration frequency, and mechanical properties increase
first and then decrease. When the casting temperature was between 670 and 690° C, the roll speed was 0.052 m
s(exp-1), the vibration frequency was 80 Hz, the amplitude was 0.55 mm and the sloping angle was 45°, the AZ91 alloy
strip was produced. The ultimate tensile strength of the strip is 215 MPa, and the elongation is 3.02 %.
Northeastern University, Shenyang, CN; Pohang University of Science and Technology, Pohang, KR
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Gunde, Petra; Hänzi, Anja C.; Uggowitzer, Peter J.
Strategien bei der Entwicklung hochfester und hochduktiler Magnesiumlegierungen
Sowohl die Festigkeit als auch die Duktilität von Magnesiumlegierungen kann durch eine Reduktion der Korngröße auf
Werte unter 10 µm signifikant verbessert werden. Eine Kornfeinung erfordert gezielte Legierungsmaßnahmen, bei denen
der Kornwachstumshemmer Q der Legierungselemente als Selektionskriterium zielführend ist. Gleichzeitig ist darauf zu
achten, dass die Legierungselemente zur Ausscheidung feiner Intermetallischer Phasen beitragen, welche das
Kornwachstum während der Warmumformung bzw. der Wärmebehandlung hemmen. Auf der Basis dieses
Legierungsdesigns entwickelte feinkörnige Legierungen der Legierungsklasse Mg-Zn-Zr-Ca-(Yb) weisen hervorragende
mechanische Eigenschaften auf; bei Streckgrenzwerten von > 300 MPa liegen die Bruchdehnungswerte bei etwa 20 %.
ETH Zürich, Zürich, CH
Tagungsbeitrag
He, Lizi; Li, Xiehua; Zhang, Haitao; Cui, Jianzhong
Effect of high magnetic field on phase transformation of 7085 alloy during homogenization
Einfluss eines starken Magnetfelds auf die Phasenumwandlung bei der Legierung 7085 während der Homogenisierung
The microstructural evolutions of 7085 alloy during high magnetic field homogenization were investigated. The as-cast
microstructures of 7085 alloy consist of eutectlcs alpha + AlZnMgCu, AlCu2Fe, and AlTiCuFe. During homogenization,
alpha + AlZnMgCu eutectics become discontinuous and spheroidized, some transform into Al2CuMg(S). High magnetic
field significantly accelerates the melting of AlZnMgCu and S phase. The optimum homogenization result is obtained at
460 deg C/10h +480 deg C/8 h under 12 T magnetic field.
Northeastern University, Shenyang, CN; Chalco Ruimin, Fuzhou, CN
Heusler, Leonhard
Leichtmetall-Sand- und Kokillenguss (48. Folge) Teil 1: Aluminium - metallkundliche Grundlagen,
Werkstoffe und Werkstoffeigenschaften
Giesserei
Heftnummer 5
Hines Forsmark, J.; Boileau, J.; Houston, D.; Cooper, R.
A microstructural and mechanical property study of an AM50 HPDC magnesium alloy
Betrachtung der Mikrogefüge und der mechanischen Eigenschaften der Magnesiumdruckgusslegierung AM50
The results from this study found a high degree of variabiliy in the resulting tensile properties, especially in the
elongation-to-failure data. To understand the role of microstructure on properties, an extensive analysis of the
microstructures was performed. No difference in cell size through the sample cross-section was observed. Externally
solidified cells (ESCs) were present in large numbers; however, no correlation could be determined between the location
of the samples and the size and number of the ESCs. Porosity distribution was random across the sample cross-section.
Examination of the fractures surfaces indicated that the fracture did not preferentially occur along the Mg17Al12
eutetic in the AM50 alloy.
Ford Research and Innovation Center, Dearborn, MI, US
Interrnational Journal of Metalcasting
Heftnummer 1
Hui, Chen; Yanqing, Su; Liangshun, Luo; Xinzhong, Li; Zhantao, Wang; Jingjie, Guo; Hengzhi, Fu
Influence of silicide on fracture behaviour of a fully lamellar Ti-46Al-0.5W-0.5Si alloy
Einfluss von Siliciden auf das Bruchverhalten der volllamellaren Legierung TiAl46W0,5Si0,5
The fracture behaviour of fully lamellar binary Gamma-TiAl alloys is extremely anisotropic with respect to the lamellar
orientation. For the fully lamellar Ti-46Al-0.5W-0.5Si alloy, the existence of silicide clusters plays a critical role on the
fracture behaviour. In the present study, tensile test and three point bending test were performed at room temperature
with the loading axis parallel and perpendicular to the lamellar orientation, respectively. To investigate the influence of
silicide clusters on the initiation and propagation of cracks, the fracture surface and the cracks adjacent to the fracture
zone of the specimens have been analyzed. Results show that the fracture process is related to the morphology and
distribution of the silicide clusters. Crack preferentially initiates at and propagates along the interface of silicide and
Alpha2/Gamma lamellar with the loading axis perpendicular to the length direction of silicide. While the silicide can
prevent the propagation of cracks from running across with the crack growth direction perpendicular to the length
direction of silicide.
Harbin Institute of Technology, Harbin, CN; Northeast Forestry University, Harbin, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Ibrahim, M. F.; Samuel, E.; Mohamed, A. M. A.; Samuel, A. M.; Samuel, F. H.; Al-Ahmari, A. M.
Mechanical properties of Al-Si-Cu-Mg cast alloys: effects of tramp elements
Mechanische Eigenschaften von Al-Si-Cu-Mg-Gusslegierungen: Einfluss von Begleitelementen
Critical automotive applications using heat-treatable alloys are designed for high values of mechanical properties, which
can be improved using a specified heat treatment. Castings were prepared from both experimental and industrial 319
alloy melts containing 0 to 0.6wt% Mg. Impact test bars were cast in two different cooling rate molds, namely a star-like
permanent mold and an L-shaped permanent mold, with DASs of 24 micro m and 50 micro m, respectively. Tensile test
bars were cast in an ASTM B108 permanent mold with a DAS of 25 micro m. The bars were tempered at 180 deg C
(356 deg F) and 220 deg C (428 deg F) for 2-48 h. The results showed that Mg content, aging conditions and cooling
rate have a significant effect on the microstructure of both experimental and industrial alloys and, consequently, on the
mechanical properties. The addition of Mg resulted in the precipitation of the beta -Mg2Si, Q-Al5Mg8Cu2Si6, pi -Al8Mg
3Si6 and of the block-like theta -Al2Cu phases. The presence of Mg and Cu, as well as the higher cooling rates
improved the alloy strength, ductility and hardness values, especially in the T6 heat-treated condition. As a result of this
treatment, the alloys show hardening after up to 24 h of aging time because of the influence of several hardening
phases. The activity of Cu significantly lowers the impact properties, which are determined mainly by the Al2Cu phase
and not by the eutectic Si particles. The addition of Mg was also seen to diminish the effects of impact toughness. The
crack initiation energy in these alloys is greater than the crack propagation energy, reflecting the high ductility of
Al-Si-Cu-Mg base alloys. Applying aging at 220 deg C, (428 deg F) causes overaging and alloy softening after 2 h of
aging time. The experimental alloys demonstrate higher values of mechanical properties than the industrial alloys.
Universite du Quebec, Chicoutimi, QC, CA; Suez Canal University, EG; King Saud University, Riyadh, SA
Jianhua, Wang; Xiande, Wang; Hao, Tu; Xuping, Su
Efffects of titanium on microstructure and mechanical properties of ZnAl4Y alloy
Wirkung von Titan auf das Mikrogefüge und die mechanischen Eigenschaften der Legierung ZnAl4Y
The effect of Ti on the microstructure and mechanical properties of zinc-aluminium ZnAl4Y alloy has been investigated
in this work. Small amount of Ti was added into ZnAl4Y alloy in the form of Al-10wt.%Ti alloy. The results show that Ti
addition into ZnAl4Y alloy refines the primary n-Zn phase and increases the amount of n-Zn + alpha-Al eutectic
structure. There exists a ternary T phase in Zn-Al-Ti alloy. Fine TiAl3 particles and Ti-Zn compounds can serve as the
nucleation sites of the alpha-Al an n-Zn phase, respectively, resulting in the refining of the microstructure of ZnAl4Y
alloy. Ti addition changes the fracture characteristics of ZnAl4Y alloy. With 0.05wt%Ti, the fracture surface of the alloy
shows a lot of dimples and tearing ridges connecting the microscopic dimples, which is mainly ductile fracture
morphology. Ti addition into ZnAl4Y alloy also increases the mechanical properties of the alloy. When the content of Ti
is 0.05wt%, the ZnAl4Y alloy possesses the best comprehensive mechanical properties.
School of Materials Science and Enginieering, Changzhou University, Changzhou, CN; Key Laboratory of Advanced
Metal Materials, Changzhou University, Changzhou, CN; Zhuzhou Nanfang Gas Turbine Packaging and Installation,
Zhuzhou, CN
China Foundry
Heftnummer 4
Jinshan, Zhang; Xing, Wang; Zhaoguang, Zhang; Guoqiang, Ji
Effect of Mg-Zn-Nd spherical quasi-crystals on microstructure and mechanical properties of ZK60
alloy
Einfluss von kugelförmigen Mg-Zn-Nd-Quasikristallen auf das Mikrogefüge und die mechanischen Eigenschaften der
Legierung ZK60 (MgZn5Zr)
To improve the strength, toughness, heat-resistance and deformability of magnesium alloy, the microstructure and
mechanical properties of ZK60 alloy strengthened by Mg-Zn-Nd spherical quasi-crystal phase (I-phase) particles were
investigated. Mg(Index40)Zn(Index55)Nd(Index5) (I-phase) particles in addition to Alpha-Mg, MgZn phase and
MgZn(Index2) phases can be obtained in ZK60-based composites under normal casting condition by the addition of
quasi-crystal containing Mg-Zn-Nd master alloy. The experimental results show that the introduction of Mg-Zn-Nd
spherical quasi-crystal phase into ZK60 alloy makes a great contribution to the refinement of the matrix microstructures
and the improvement of mechanical properties. While adding Mg-Zn-Nd spherical quasi-crystal master alloy of 4.0wt.%,
the ultimate tensile strength and yield strength of ZK60-based composite at ambient temperature reach their peak
values of 256.7 MPa and 150.4 MPa, which were about 17.8 % and 24.1 % higher respectively than those of the ZK60
alloy. The improved mechanical properties are mainly attributed to the pinning effect of the quasi-crystal particles
(I-phase) at the grain boundaries. This research results provide a new way for strengthening and toughening of
magnesium alloys as well as a new application of Mg-based spherical quasi-crystals.
Taiyuan University of Technology, Taiyuan, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Kamga, H. K.; Larouche, D.; Bournane, M.; Rahem, A.
Mechanical properties of aluminium-copper B206 alloys with iron and silicon additions
Mechanische Eigenschaften der mit Eisen und Silicium legierten Aluminium-Kupfer-Legierung B206
Mechanical properties of B206 aluminium alloys with additions of iron and silicon were studied to investigate the
combined effect of these additions on tensile strengths and ductility. Properties are highly influenced by the iron to
silicon ration and the nominal concentration of the single elements. The best properties were obtained with both a ratio
close to one and low concentrations of iron and silicon. Present experimental results show that it is possible to multiply
by two or three the present limit of 0.1 wt-%Fe in these alloys at natural aging (T4) and still obtain the minimum of 7 %
elongation required by the automotive industry. At artificial aging (T7), it will be very difficult however to reach the 7 %
elongation with ~0.2 wt-%Fe and 0.2 wt-%Si, while this seems impossible with ~0.3 wt-%Fe and 0.3 wt-%Si. It was
foundt that macrosegregation of Cu in the gage section of the ASTM; B108 test bars is responsible for an enrichment of
0.8-0.9 wt-% of this element in the test zone. This has produced microstructures saturated in Cu with little Al2Cu phase
remaining after the solution heat treatment. Owing to the low amount of this phase and the round shape of the
particles, the remaining Al2Cu phase did not have a significant impact on the ductility. One benefit of working with a Cu
saturated microstructure is that one can estimate the true temperature of the solution heat treatment by conducting a
post-analysis of Cu content in the dendrites. This should be helpful of reduce the variability in properties and to improve
the temperature distribution in heat treating furnaces.
University of Quebec, CA; Laval University, Quebec, CA; National Research Council Canada, Quebec, CA
Heftnummer 1
Kapel, Denise
The Antimicrobial Metal
Das antimikrobielle Metall
While copper has long been known to have antimicrobial properties, it was not officially registered with the U.S.
Environmental Protection Agency (EPA) until 2008. The agency now recognizes copper and many of its alloys for their
antimicrobial properties. Presently, 355 copper alloys are registered with the EPA as antimicrobial materials, including
62 cast alloys.
Consequently, metalcasters, manufacturers and retailers are able to market cast and wrought copper products's
beneficial properties for certain applications. The metal is considered particularly advantageous in settings where it is
touched, such as in hospitals and mass transit.
Modern Casting
Heftnummer 10
Kleine, Andreas; Koch, Hubert; Garthoff, Christian; Pries, Helge; Dellemann, Jean-Philippe; Hoffmann, Frank
Eigenschaftscharakterisierung der Legierung EN AC-AlSi9Cu3(Fe)
Mit den durchgeführten Untersuchungen wird der Zusammenhang zwischen der chemischen Zusammensetzung der
Gusslegierung EN-AC-AlSi9Cu3(Fe) und den statischen mechanischen Eigenschaften systematisch aufgezeigt. Durch die
Bandbreite der über die chemische Zusammensetzung einstellbaren Eigenschaften wird weiterhin deutlich, dass es sich
bei der Gusslegierung EN-AC-AlSi9Cu3(Fe) streng genommen nicht um einen homogenen Werkstoff, sondern vielmehr
um eine Werkstoffgruppe handelt. Hinsichtlich der Übertragbarkeit der Ergebnisse kommen insbesondere dünnwandige
Druckgussbauteile in Betracht, da als Untersuchungsobjekt Druckgussplatten mit 3 mm Wanddicke angefertigt wurden.
Neben den statischen mechanischen Eigenschaften stellt die Ermittlung der dynamischen Viskosität zur Beschreibung
des Fließverhaltens von Schmelzen einen weiteren Untersuchungsschwerpunkt dar. Für die Messung des Drehmoments
und der daraus abgeleiteten dynamischen Viskosität wurde ein Rheometer mit einem Platte-Platte-Messsystem
verwendet. Bezüglich der Gusslegierung EN-AC-AlSi9Cu3(Fe) erfolgten die Untersuchungen an Proben mit einer
chemischen Zusammensetzung, die dem unteren und oberen Konzentrationsbereich der Normzusammensetzung
entsprechen. Diesen wurde die dynamische Viskosität von Reinaluminium gegenübergestellt. Der eigentlichen
Ergebnisdiskussion geht zunächst eine detaillierte Erläuterung des Erstarrungsverhaltens der drei o.g. Analysen voraus.
Diese Vorgehensweise erweist sich als durchaus zweckmäßig, da die ermittelten Viskositätsverläufe starke Parallelen zu
dem jeweiligen Erstarrungsverhalten zeigen.
Trimet Aluminium, Hargerode, DE; Trimet Aluminium Essen, DE; TU Braunschweig, DE; Bühler, Uzwil, CH; Bühler,
Viernheim, DE
Giesserei
Heftnummer 6
Kneissl, Christian; Pabel, Thomas; Dambauer, Georg; Schumacher, Peter
Bestimmung technologischer Eigenschaften von Al-Legierungen
Gemeinsam mit den Industriepartnern VMG - Vöcklabrucker Metallgießerei Alois Dambauer & Co. GesmbH,
Vöcklabruck, Österreich, amTec Trading GmbH Division GIMA & bac electronic, Göppingen, der Salzburger Aluminium
AG (SAG), Lend, Österreich, und zwei wissenschaftlichen Partnern, dem Lehrstuhl für Gießereikunde an der
Montanuniversität Leoben, Österreich, und dem Fachbereich Maschinenbau der FH Mittweida, wurden Prüfkokillen (eine
Doppelstufenplattenkokille und eine Multifunktionskokille) für das Niederdruckkokillengießen entwickelt, mit welchen es
möglich ist, sowohl technologische als auch statische und dynamische mechanische Eigenschaften der eingesetzten
Legierungen zu bestimmen. Die Kokillen sind für die mit einer neuen Steuerung ausgerüstete
Niederdruckkokillen-Gießanlage des Gießereitechnikums des Österreichischen Gießerei-Instituts ÖGI, Leoben, konzipiert
und erlauben direkte Rückschlüsse auf die Fließfähigkeit der Legierung sowie die Warmrissempfindlichkeit und die
Lunkerneigung des Gussteils. Festigkeit, Dehnungen, Schwingfestigkeit und Erstarrungsmorphologie werden über
weiterführende Untersuchungen indirekt bestimmt.
Die Ergebnisse können sowohl zur Charakterisierung von handelsüblichen und neuentwickelten
Aluminiumgusslegierungen als auch zum Vergleich von Legierungen untereinander oder mit der Standardlegierung EN
AC-AlSi7Mg0,3 herangezogen werden. Die Temperierfähigkeit der Kokillen ermöglicht das Einstellen von
reproduzierbaren Gießbedingungen und sichert so die Vergleichbarkeit der Ergebnisse.
Österreichisches Gießerei-Institut, Leoben, AT; Hochschule Mittweida, Mittweida, AT; Uniwheels Production (Germany),
Werdohl, DE; Montanuniversität Leoben, AT
Giesserei
Heftnummer 3
Kobayashi, M.; Hara, H.; Toda, H.; Sugiyama, D.; Kuroda, N.
Fatigue behaviour of hot worked cast aluminium alloys with different Si contents
Ermüdungsverhalten von wärmebehandelten Aluminiumgusslegierungen mit verschiedenen Siliciumgehalten
Cast aluminium alloy has sometimes been utilised for various products after applying plastic working combining with
heat treatment. The thermomechanical treatment will bring not only positive effects (workhardening and grain
refinement) but also negative effects (damage on particles and increase or porosity) on the mechanical properties in the
cast aluminium alloy. In this study, the relation between microstructures and fatigue properties has been investigated in
hot forged and heat treated Al-Si-Mg casting alloys with different Si contents. An ex situ observation of fatigue crack
propagation showed different crack behaviours depending on the microstructures arising from the different Si contents.
The crack in the Alpha phase propagated quickly in comparison with the crack located in the eutectic and grain
boundaries in the Al-3.1Si-0.4Mg alloy. The crack propagation rate was not constant in the Al-7.7Si-0.4Mg alloy due to
the agglomerated Si particles in the eutectic region.
Toyohashi University of Technology, Toyohashi, JP; Topy Industries, Toyokawa, JP
Heftnummer 1
Lang, L.; Felicelli, S.; Berry, J.; Jordon, J.; Penrod, D.
Microstructure and performance of four casting processes for magnesium alloy AZ91
Mikrogefüge und Gestaltung von vier Gießverfahren für die Magnesiumlegierung AZ91
The performance of four different casting prozesses for magnesium alloy AZ91 were evaluated through microstructure
characterization, mechanical testing, and SEM analysis of fracture surfaces. Pasenger car control arms were cast by
indirect squeeze cast, low pressure permanent mold, T-Mag, and ablation processes. The four casting processes were
evaluated in terms of reliability using two-parameter Weibull statistics of the ultimate bending strength determined
from the four point bending (FPB) test samples. Metallographic analyses were performed on these samples, revealing
noticeable microstructural differences between them, with some showing possible evidence of oxide films.
Missisippi State University, Missisippi State, MS, US; University of Alabama, Tuscaloosa, AL, US; Manufacturing
Services and Development, Cape Haze, FL, US
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Langbein, Falko; Mergen, Robert
Ein neuer Aluminiumlagerwerkstoff - Wettbewerb der höherfesten Gleitlagersysteme
Die neu entwickelte Lagerbauart Miba Y9 führt mit einem alternativen Werkstoffkonzept in Verbindung mit modernen
Laufschichten zu einem viel versprechenden neuen Gleitlagerkonzept. Bei dem Werkstoffkonzept wurde auf die
Verwendung einer Weichphasenkomponente verzichtet und des Weiteren ein Mikrolegierungssystem auf Basis des
Elements Scandium ausgewählt. Beide Ansätze resultieren in einem höher festen Lagerwerkstoff, der im Vergleich zu
anderen Aluminium-Lagerwerkstoffen eine signifikant höhere Rekristallisationsschwelle aufweist.
Erstmals ist es gelungen, mit einer auf Aluminium basierenden Bauart, das Leistungsniveau von höher bleihaltigen
Bronze 3-Stoff Bauarten zu erreichen. Damit wird es möglich sein, das Anwendungsspektrum von
Aluminiumlagerwerkstoffen erheblich zu erweitern und die aus umwelttechnischer Sicht als bedenklich eingestuften
bleihaltigen Werkstoffe teilweise zu ersetzen. Des Weiteren können die zu erwartenden Leistungssteigerungen der
neuen Motorengeneration mit der neuen höherfesten Aluminium-Bauart einbegleitet werden.
Miba Gleitlager, Laakirchen, AT
Tagungsbeitrag
Leis, Walter
Alterung bei Zinkdruckgusslegierungen
(Folienvortrag) Bei Zinklegierungen laufen Alterungsvorgänge bereits bei Raumtemperatur ab. Der Festigkeitsverlust
nach 1 Jahr beträgt nur ca. 15 %, die Bruchdehnung steigt merklich an. Für optimale Kriecheigenschaften sollten die
Bauteile keinen erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden und möglichst dickwandig sein.
Hochschule Aachen, DE
Erscheinungsjahr 2012 (15 Seiten
Leis, Walter; Kallien, Lothar H.
Alterungsvorgänge bei Zinkdruckgusslegierungen
Die mechanischen Werkstoffkennwerte von Zinkdruckgusslegierungen nehmen unter den Druckgusslegierungen eine
Spitzenposition ein. Durch die niedrige Schmelztemperatur von ca. 385° C kann bei der Druckgussfertigung höchste
Produktivität erzielt werden, und die Standzeiten der Druckgießwerkzeuge überschreiten die Millionengrenze. Zink
entfaltet besonders in dünnwandigen Konstruktionen bis zu 0,5 mm beste mechanische Eigenschaften.
Die niedrige Liquidustemperatur von 385° C führt zu den drei bekannten Phänomenen: Alterung, Maßänderungen und
Kriechverformungen. Alle drei Phänomene sind thermisch aktivierte Prozesse.
Die Alterung ist ein Diffusionsvorgang, tritt bereits bei Raumtemperatur auf und führt zu Entmischungen von Aluminium
und Zink vorwiegend im Eutektoid, der sich in ein kubisch flächenzentriertes Gitter umkristallisiert, das zu
Maßänderungen führt. Kupfer verbessert durch Mischkristallbildung die mechanischen Eigenschaften, verhindert die
Alterung aber nicht.
Die natürliche Alterung ist nach einem Jahr weitgehend abgeschlossen und kann durch eine künstliche Alterung über 24
h bei 105° C vorweggenommen werden. Die Zugfestigkeit und die Dehngrenze fallen dabei um ca. 15 % ab, die
Bruchdehnung nimmt jedoch um über 50 % zu.
Die Kriechvorgänge sind ebenfalls thermisch aktiviert und führen zur Selbstdiffusion von Zink und damit zu einer
plastischen Verformung. Eine Überalterung des Werkstoffs durch eine Wärmebehandlung über 120° C oder über 24 h
erhöht die Kriechgeschwindigkeit merklich.
Hochschule Aalen, Aalen, DE
Giesserei
Heftnummer 7
Tagungsbeitrag
Li, Junwen; Jia, Zheng; Wu, Xiaofeng; Song, Shenghai; Tadashi, Momono
Effect of ultrasound on solute dispersion of immiscible Al-Pb alloy
Einfluss von Ultraschall auf die Mischkristalldispersion einer nicht mischbaren Al-Pb-Legierung
The effects of ultrasonic power, duration and the content of Pb on solute dispersion of Al-Pb alloy were studied. Lead
dispersion was observed by BSE (Back Scattered Electron) and hardness and wear-resisting properties were measured.
The results indicate that ultrasonic power and duration equally have a direct effect on Pb solute dispersion. The higher
or smaller power and longer or shorter ultrasonic duration will not reach satisfied dispersion effect. When power is
1125W or ultrasonb duration is 120s, the optimum dispersion effect will be reached. When solute content is very high,
the better dispersion effect will not be reached. When Pb solute is distributed finely and homogeneously in the matrix,
the hardness and wear-resisting property of Al-Pb alloy will increase. When ultrasonic field disperses Pb particles, the
particles will have the tendency of spontaneous aggregation, which can reduce surface energy. With the change of
ultrasonic power, duration and solute content, the effect of dispersion does not increase or reduce monotonously. The
whole ultrasonic treatment is an integrated process of aggregation and dispersion. When the condition is proper, there
will have an optimum dispersion effect.
Jiangnan University, Wuxi, CN; Liaoning University of Technology, Jinzhou, CN; Northeastern University, Shenyang, CN
Li, S.; Sadayappan, K.; Apelian, D.
Characterisation of hot tearing in Al cast alloys: methodology and procedures
Charakterisierung von Heißrissen in Aluminiumgusslegierungen: Methoden und Verfahren
Hot tearing is perhaps the pivotal issue defining castability. It is affected by alloy composition as well as processing
conditions and variables. Hot tearing is a complex phenomenon in that it lies at the intersection of heat flow, fluid flow
and mass flow. Over the years, many theories and models have been proposed, and accordingly, many tests have been
developed. Unfortunately, many of the tests that have been proposed are qualitative in nature. The need exists for a
simple, reliable and repeatable quantitative test to evaluate hot tearing. The Metal Processing Institute and the
CANMET-Materials Technology Laboratory, both members of the Light Metal Alliance, joined forces to address this
need. A quantitative hot tearing test was developed, and the methodology is presented and discussed. The test has
been applied to study hot tearing of A356 and M206 alloys. The results are presented and discussed. Protocol and
standardised procedures that can be adapted by the metal casting industry is presented.
Metal Processing Institute, (WPI), US; CANMET, Hamilton, CA
Heftnummer 2
Li, S.; Apelian, D.; Sadayappan, K.
Hot tearing in cast Al-alloys: Mechanisms and process controls
Heißrisse in Aluminiumgusslegierungen: Mechanismen und Prozessregelungen
Hot tearing has been an issue for many casting alloys, and much work has been devoted over the years to
understanding the underlying mechanism, and to be able to mitigate it during casting. Unfortunately, the literature and
therefore our understanding to date has been a bit muddled, as conflicting data and theories exist. In addition, many of
the tests that have been developed to evaluate hot tearing have been qualitative in nature. Through the Light Metals
Alliance, WPI's Metal Processing Institute and CANMET joined forces in 2006 to clarify our understanding of hot tearing
and to enable us to control it during casting. This paper contains an overview of the author's work; describes the
quantitative test that was developed and discusses the processing variables that are needed to control and to mitigate
hot tearing.
Metal Processing Institute, WPI, Worcester, MA, US; CanmetMATERIALS, Hamilton, ON, CA
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Lin, Xiaooping; Dong, Yun; Li, Haipeng; Qi, Zhenhua; Ye, Jie
The effects of compound alloying elements Cr, Sb and Ce on the precipitation process of casting
Mg-10Zn-2Al-1Cu alloy
Einfluss der Legierungselemente Cr-, Sb- und Ce auf den Ausscheidungsprozess der Magnesiumlegierung
Mg-10Zn-2Al-1Cu
The effects of compound added alloying elements including Sb, Ce and Cr on the precipitation process ol casting
Mg-10Zn-2Al1-Cu alloy were studied by field-emission transmission electron microscopy (JEOL -2100 deg F, 200kV),
Xray diffraction and other experimental means. The results showed that, during 360 deg C x 10h solution treatment and
160 deg C aging treatment, the early stage of aging structure of experimental alloy had significant features of GP zones
in the peak aging, the evenly distributed precipitated phase was clavate, platelike or granular and some rod-like
precipitates parallel with (0001) Mg, others intersects with (000l) Mg, after over-aging treatment, although the
precipitates coarsening occurred which made them become banding or spherical,the coarsening rate decreased
significantly. The precipitates may include beta - Mg17Al12, (Mg32 (Al, Zn) 49), AlMg4Zn11, CeCuAl, Al4Cu9, CrSb2,
Mg2Zn3, etc. The hardening curve of experimental alloy showed the typical character of temperature and aging, and its
hardening incubation period is short, the age-ardening rate is high and the rate of hardness decline after over-aging is
relatively slow. Thus compound added alloying elements Cr, Sb and Ce could accelerate atom segregation and
nucleation at the early stage of aging and increase the stability of the precipitates, inhibit the growth of precipitates
during late aging.
Northeastern University, Qinhuangdao, CN
Tagungsbeitrag
Liu, Bo; Yuan, Xiaoguang; Zhang, Shaohua; Huang, Hongjun
Microstructures and mechanical properties of Al-Fe alloys prepared by semi-solid formation
Mikrogefüge und mechanische Eigenschaften von Al-Fe-Legierungen vorbereitet durch Semi-Solid-Formation
The effect of alloying element, electromagnetic stirring, reheating and semi-solid formation on the microstructures of
Al-Fe alloys was determined, and the mechanical properties of the alloys prepared by semi-solid formation at room
temperature and high temperature were investigated. The results show that the shape and growth mode of iron-rich
phase in Al-Fe alloys has been changed by adding alloying elements and electromagnetic stirring, which can effectively
refine primary Al3Fe phase. The Al3Fe phases becomes a thin short rod-like from a thick needle-like, and the dendritic
grains almost disappear. The Al3Fe phase can be refined through dissolving or fusing during reheating. At the higher
reheating temperatures, the phenomenon of dissolving and fusing is more remarkable. The Al3Fe phase will get further
refined due to the mechanical crushing of semi-solid formation. The larger the extrusion ratio of semi-solid formation,
the more remarkable the crushing effect and the more uniform the distribution of Al3Fe phase. The Al-Fe alloys
prepared by semi-solid formation exhibit high mechanical properties, and have the potential engineering application at
the operating temperature of about 500K.
Shenyang University of Technology, CN; Zhejiang Ocean University, Zhoushan, CN
Ludwig, T.; Di Sabatino, M.; Arnberg, L.; Dispinar, D.
Influence of oxide additions on the porosity development and mechanical properties of A356
aluminium alloys castings
Einfluss der Zugabe von Oxiden auf die Porositätsbildung und die mechanischen Eigenschaften von Gussteilen aus der
Aluminiumlegierung A356
Three A356 aluminium alloy melts with different oxide contents were produced by mixing alloy turnings with ingot
material. The melts had a constant hydrogen level and were cast in a step mould steel die. The resulting casting porosity
was characterized using the Archimedes' method and image analysis. Melt quality was accessed using a Porous Disc
Filtration Apparatus (PoDFA) and the Reduced Pressure Test (RPT). It was shown that oxide additions lead to higher
amounts of fine structured oxide films resulting in an increase of the fraction of small pores. Shrinkage porosity with its
inherent partially elongated and interdendritic pore morphology was predominant. Ultimate tensile strength (UTS) and
elongation from thin and thick sections in the step castings deteriorated with increased oxide content; UTS decreased
from 3-18 % and elongation from 18-38 % with oxide additions as the section thickness increased. The melt cleanless
analyses from PoDFA were consistent with the oxide additions.
Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, NO; SINTEF, Trondheim, NO
Heftnummer 2
S. 41
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: 50
Lumley, R.; Deeva, N.
An evaluation of quality parameters for high pressure diecastings part II: heat treatment
Eine Berechnung von Qualitätsparametern für Druckgussteile, Teil 2: Wärmebehandlung
In part 1 (volume 3, 2011), comparative quality of as-cast high pressure diecastings was evaluated using Weibull
statistics combined with flow curve and defect equivalence derivations based on the Ludwig-Holloman equation. Here ,
the work mis extended to examine the effect of heat treatment on one A380 composition. Samples were examinedin
as-solution treated (solution treated, quenched, then immediately tested), T4 (solution treated, quenched, then naturally
aged) and T6 (solution treaed, quenched and artificially aged) tempers, with comparisons made against the as-cast
condition. Solution treatment appeared to remediate, or otherwise render innocuous, a portion of the complex defect
arrangement present in the die-casting through microstructural changes, resulting in an improvement in casting quality.
Similar to the as-cast condition, the lower limits of quality for solution treated and T4 treated alloy were related to oxide
films or flakes present on the fracture surfaces. The T6 treated material did not noticeably exhibit these films or flakes,
and the equivalent fraction of defects present on the fracture surface was reduced.
CSIRO Future Manufacturing Flagship, Victoria, AU
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Luo, A. A.; Mishra, R. K.; Powell, B. R.; Sachdev, A. K.
Magnesium Alloy Development using Phase Equilibria Computation and Microstructure Validation
Entwicklung von Magnesiumlegierungen mit Hilfe der Berechnung von Phasengleichgewichten und
Mikrogefüge-Validierung
This paper summarizes the development of new cast and wrought magnesium alloys using computational
thermodynamics and experimental methods. The work illustrates the role of calculated phase diagrams, solidification
paths and phases in predicting and interpreting the final microstructure of Mg-Al-Ca and Mg-Al-Sn cast alloy systems
and Mg-Al-Mn and Mg-Zn-Ce wrought alloy systems.
General Motors Global Research and Development, Warren, MI, US
S. 3 (1 Seiten, 0 Bilder, 0 Tabellen, 0 Quellen)
Tagungsbeitrag
Luo, Zongqiang; Zhang, Weiwen; Xin, Baoliang; Li, Yuanyuan
Macrostructure control of a complicated copper-nickel based alloy during centrifugal casting
Mikrogefügekontrolle bei einer komplizierten Kupfer-Nickel-Legierung während des Schleudergießens
A complicated copper-nickel based alloy was developed to fabricate wear-resisting bush tor high temperature
application. The concern focuses on the macrostructure control of the developed alloy ingot during centrifugal casting.
The results show that the macrostructures of the ingot were determined by the pouring temperature of the melt, the
control of the mold, such as the cooling rate and the rotation speed. In particularly, the control of the equiaxed grain in
the Ingot Is strongly depended on the pouring temperature. With the decrease in pouring temperature, the fraction of
the equiaxed grain in the transverse section of the ingot increases and the average length of columnar grain decreases.
When the pouring temperature is confined below 1250 deg C, complete equiaxed grain will be obtained. Based on the
optimal centrifugal casting processing, the tensile strength of the developed alloy ingot with the complete equiaxed
grain reaches to 810MPa and 435 MPa at room temperature and 500 deg C, respectively, which is 14 % and 110%
higher than that of common commercial QAl10-4-4 alloy.The wear rate of the developed alloy is 7.0 x 10(exp -8) and
3.8 x 10(exp -7)mm(exp 3) .N(exp 1-) . mm(exp -1) at room temperature and 500 deg C , respectively, which is 5 times
and 39 times lower than that of QAl10-4-4 alloy.
Manickaraj, J.; Liu, G; Shankar, S.
Effect of incubation coupled with artificial aging in T6 heat treatment of A356.2 aluminium casting
alloy
Effekt einer Ausscheidung verbunden mit einer künstlichen Alterung bei einer T6-Wärmebehandlung der
Aluminiumgusslegierung A356.2
A356.2 is one of the most popular Al casting alloys for structural applications in automotive and aerospace sectors.
Typically, the cast components from these alloys undergo a T& heatment to significantly improve the mechanical
properties. Solution heat treatments, incubation at room temperature , followed by aruificial aging at an elevated
temperature are the typical steps in a T6 haeat treatment process. The incubationprocess (IP) is typically carried out
between 4 to 12 hours on commercial foundry products and typically longer on aerospace castings. There has been a
few studies on the mechanisms of precipitation reactions occuring during the incubation and natural aging processes,
however all these are for the Al-Si -Mg wrought alloys which are markedly different incompositionfromAl-Si-Mg castings
alloys such as the A356.2. A hypothesis for the sequence of participation reaction in the primary Al phase during
incubation and artificial aging processes, and the quantified effect of these aging treatments on the resultant tensile
properties of the cast components with A356.2 alloy is presented. The results show that depending on incubation time,
the formation of individual clusters of Si and Mg, breakdown of the individual-clusters of Mg and formation of the
co-clusters of Si and Mg (Mg5Si6) would take place. The formation of Mg1,8 Si and the final stable Mg2Si phases
occurs during artificial aging.
Light Metal Casting Research Centre(LMCRC), Mc Caster University, Hamilton, ON, CA
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Maruyama, T.; Abe, H.; Shimizu, K.; Matsubayashi, R.; Kobayashi, T.
Alloy designing and properties of sulfide dispersed lead free bronze castings
Legierungsentwurf und Eigenschaften von bleifreien Bronzegussteilen mit dispersen Sulfiden
Sulfide was focused on for the substitute substance of lead due to lubricant property of sulfide. The way of dispersion of
the sulfide in a matrix had been attempted although sulfide density is too small not to separate from a melt during
melting. Some elements are added into copper alloy to decrease sulfur activity for formation of sulfide in copper alloy.
Cu-Sn-Zn-S system alloy is cast into sand mold to prepare specimens for investigations of microstructure, casting
property, mechanical property and machinability. Sulfide dispersion has been achieved through addition of alloying
elements to control sulfur activity in copper melt during solidification. Sulfide formed during solidification after
developing primary alpha copper dendrite. The sulfide dispersion was observed in the matrix. The microstructure of the
sulfide dispersion was confirmed by optical microscope and SEM. Elemental distribution was also investigated by EDX
and WDX. The sulfide is mainly copper sulfide. Few shrinkage cavities were observed as the result of dye penetrant test.
Mechanical properties of sand castings were above 195 MPa and 15 % elongation, which are the required value for
conventional bronze castings. Machinability showed almost same as the lead containing castings.
Kansai University, Suita, JP; North Eastern Industrial Research Center of Shiga Prefecture, Hikone, JP; Shiga Valve,
Hikone, JP
Matthies, Marco
Messing im Druckguss - traditionsreicher Werkstoff unter Hochdruck
Wird von Druckguss gesprochen, so steht dies meistens als Synonym für Druckgussbauteile aus den Legierungen
Aluminium und Zink. Unterschlagen werden dabei weitere Legierungen aus den Basiselementen Magnesium, Zinn, Blei
und Messing. Gerade bei Messing herrscht meist Verwunderung über die Eignung für das Druckgießen, ausgelöst durch
die besonders hohe Schmelz- bzw. Gießtemperatur. Dabei darf nicht in Vergessenheit geraten, dass Kupfer bzw.
Messing einer der ältesten verwendeten Werkstoffe in der Geschichte des Menschen sind.
Giesserei Praxis
Heftnummer 6
Tagungsbeitrag
Mert, Farug; Özdemir, Ahmet; Kainer, Karl Ulrich; Hort, Norbert
Microstructure and Mechanical Properties of High Pressure Die Cast AM50 Magnesium Alloy
Containing Ce
Over the past decades, the necessity to decrease the weight of automobile parts has created a considerable interest in
magnesium alloys. The need to develop magnesium die casting alloys for car components motivates R&D in high
temperature magnesium alloy development. In order to improve magnesium alloys with low cost, high strength and with
notable elevated temperature properties, the effect of Ce addition (0.5/1.0 wt.-%) on microstructure and mechanical
properties of AM50 was studied. Results show that addition of Ce to AM50 resulted in grain refinement and the
formation of the secondary phase Al(Index11)Ce(Index3). Mechanical properties of investigated alloys at both room and
elevated temperature were remarkably increased. AM50 containing 1%wt. Ce showed relatively better refinement and
mechanical properties compared to AM50 with 0.5%wt. Ce.
Gazi University, Ankara, TR; Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Geesthacht, DE
Ming, Li; Hai, Hao; Aimin, Zhang; Yingde, Song; Zhao, Liu; Xingguo, Zhang
Modeling of mechanical properties of as-cast Mg-Li-Al alloys based on PSO-BP algorithm
Auf Basis von PSOBP-Algorithmen erstellte Modellbildung der mechanischen Eigenschaften von Mg-Li-Al-Legierungen
im Gusszustand
Artificial neural networks have been widely used to predict the mechanical properties of alloys in material research. This
study aims to investigate the implicit relationship between the compositions and mechanical properties of as-cast
Mg-Li-Al alloys. Based on the experimental collection of the tensile strength and the elongation of representative
Mg-Li-Al alloys, a momentum back-propagation (BP) neural network with a single hidden layer was established. Particle
swarm optimization (PSO) was applied to optimize the BP model. In the neural network, the input variables were the
contents of Mg, Li and Al, and the output variables were the tensile strength and the elongation. The results show that
the proposed PSO-BP model can describe the quantitative relationship between the Mg-Li-Al alloy's composition and its
mechanical properties. It is possible that the mechanical properties to be predicted without experiment by inputting the
alloy composition into the trained network model. The prediction of the influence of Al addition on the mechanical
properties of as-cast Mg-Li-Al alloys ist consistent with the related research results.
Dalian University of Technology, Dalian, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Mirak, A. R.; Divandari, M.; Boutorabi, S. M. A.; Taylor, J. A.
Effect of oxide film defects generated during mould filling on mechanical strength and reliability of
magnesium alloy castings (AZ91)
Einfluss von Oxidfilfehlern, die während des Formfüllens entstehen, auf die mechanische Festigkeit und
Betriessicherheit von Magnesiumgusslegierungen (AZ91)
The influence of new oxide film defects generated during mould filling on the mechanical strength and reliability of
magnesium alloy castings (AZ91) has been investigated. The filling behaviour was evaluated using an optical video
camera. Three point bend tests were conducted on specimens cut from the cast plates. The Weibull statistical method
was employed to quantify the scatter of mechanical properties. Scanning electron microscopy and energy dispersive
X-ray techniques were used to observe features of the oxide films on the fracture surfaces. Results indicated that there
is a critical in-gate velocity that lies between 0.25 and 0.35 m s (exp-1). Thin and folded surface oxide films were
observed at the fracture surfaces. These films are likely to be distributed throughout the casting due to the random
nature of the entrainment process. It was found that the presence of new oxide films strongly affects the scatter of the
mechanical properties of the castings.
Iran University of Science and Technology (IUST), Tehran, IR; The University of Queensland, Brisbane, AU
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Nabawy, M.; Samuel, A.M.; Samuel, F.H.
investigation of chemical additives on the microstructure and tensile properties of Al-2wt%Cu based
alloys
Untersuchung chemischer Zusätze auf das Mikrogefüge und die Zugeigenschaften von Al-2Masse%Cu-Legierungen
This study investigates the effects of transition element additions of Zr, Sc, Ti and other alloying additions of Sr and Si
on the microstructure and tensile properties of the recently developed Al-2wt%Cu alloy in the as-cast and solutionized
conditions. It was observed that combined additions of Zr-Ti, Zr-Sr or Zr-Sc refined the grain size of the base alloy
considerably, from 219 micro m to 104-46 micro m, since these elements form primary trialuminide intermetallics
including Al3Sc(ind 1-x)Zr(ind x)), Al3(Sc(ind 1-x-y)Zr(ind x)Ti(ind y)) and Al3Zr which act as nucleation sites for alpha-Al
grains, thereby producing fine nondendritic structures. The refined non-dendritic morphology produced by the combined
additions of Zr- Ti, Zr-Sr, or Zr-Sc caused a reduction of about 65 % in the amount of the Al2Cu phase in the base alloy
and a reduction in porosity of about 50%. The addition of 2 wt% Si also produced the same results, brought about by the
increase in the Al-Si eutectic content. The poisoning effect of Sr on the grain refining capacity of Ti-B additions was not
observed in the current study. It was reported that the addition of Sr had a modification effect on the Fe-intermetallic
compounds. A combined addition of Zr and Sc increases the yield strength of the as-cast base alloy by about 35 MPa,
which subsequently decreases after solution heat treatment. The increase and decrease in yield strength are attributed
respectively to the formation of transition-elements dispersoids, followed by their rapid coarsening during solution heat
treatment.
Universite du Quebec, Chicoutimi, QC, CA; King Saud University, Riyadh, SA
Nami, B.; Shabestari, S. G.; Miresmaeili, S. M.; Razavi, H.; Mirdamadi, Sh.
Effects of calcium and rare earth elements on microstructure and creep properties of AZ91 alloy in
as cast and semisolid processed conditions
Wirkungen von Calcium und Seltenen Erden-Elemente auf das Mikrogefüge und die Kriecheigenschaften der Legierung
AZ91 im Gusszustand und unter den Bedingungen des Halbfest (Semisolid)-Gießverfahrens
The effect of Ca and rare earth (RE) elements on the microstructure and creep properties of AZ91 magnesium alloy was
studied in as cast and semisolid processed conditions. The results showed that in as cast condition of AZ91 alloy grain
refinement takes place and the amount of Beta-Mg(Index17)Al(Index12) intermetallic phase decreases due to addition
of Ca and RE elements. Also, two new Al(Index11)RE(Index3) and Al(Index2)Ca intermetallic compounds are formed in
the Ca and RE containing alloy. In the semisolid microstructure, the size and shape factor of the primary globular
Alpha-Mg phase and the size of the Alpha-Mg grains formed during secondary solidification decrease by adding Ca and
RE elements into AZ91 alloy. It was also shown that the creep properties of AZ91 alloy is greatly improved by adding Ca
and RE elements in the as cast and semisolid processed specimens.
Iran University of Science and Technology, Tehran, IR; Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, IR
Heftnummer 1
Tagungsbeitrag
Nie, Jinfeng; Liu, Xiangfa
The effects of boron on the microstructure and grain refining efficiency of Al-Ti-C master alloy
Der Einfluss von Bor auf das Mikrogefüge und die Kornfeinungseffizienz der Al-Ti-C-Vorlegierung
The effects of boron (B) on the microstructure and grain refining efficiency of Al-Ti-C master alloy have been
investigated by preparing a series of AKTi-C-B master alloys using a melt reaction method in this paper. It is found that
with the increasing B addition, the microstructure of Al-Ti-C-B is Improved and the nucleating particles are
homogeneously dispersed in the matrix. Besides, TiC and TIB, particle size also increases correspondingly. Furthermore,
the addition of B has greatly improved the grain refining efficiency of Al-Tl-C master alloy, especially the fading
resistance ability with prolonged time. It is supposed that the increased nucleating particle dispersion and particle size
have increased the volume fraction of active particles, which is supposed to account for the excellent grain refining
performance.
S. S.257-260
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: 4S,4B,23Q
Okayasu, M.; Sakai, K.; Takasu, S
Material properties of long term naturally aged die cast Al-Si-Cu alloys
Materialeigenschaften von langzeit-naturgealterten AlSiCu-Kokillengusslegierungen
Die cast aluminium alloys, including automotive parts, are generally understood to suffer some degradation of their
mechanical properties over time due to corrosion, specifically when exposed to water and sea breeze (salt air).
However, in this study, it is shown that in the absence of a corrosive environment, the mechanical properties of die cast
aluminium alloys actually increase over a 10 year period due to natural aging. The increment in the mechanical
properties is mainly attributed to precipitation hardening brought about by Theta-phase particles. It also appears that
any significant change in microstructure affects the mechanical properties, e.g. the change of the needle-like eutectic
Si to a spherical form and the joining of discrete Alpha-Al phases to make larger grains. The driving force for the
microstructural changes upon natural aging is related to the residual stress in the die cast sample accumulated by high
casting pressure and rapid cooling rate during injection process.
Akita Prefectural University, Yurihonjo City, JP
Heftnummer 5
Peng, J. M.; Yang, M.B.
As cast microstructure and mechanical properties of Mg-6Al-1Zn-0.7Si magnesium alloys modified
by Sn and Sr additions
Mikrogefüge und mechanische Eigenschaften im Gusszustand der mit Zinn und Strontium veredelten
Magnesiumlegierung MgAl6Zn1Si0,7
The as cast microstructure and mechanical properties of Mg-6Al-1Zn-0.7Si (wt-%) alloys modified by Sn and Sr additions
are investigated and compared. The results indicate that adding 0.56 wt-%Sn to Mg-6Al-1Zn-0.7Si can refine the
Chinese script shaped Mg2Si phase in the alloy, but the modification of the Mg2Si phase is not obvious. Oppositely,
adding 0.027-0.086 wt-%Sr can effectively refine and modify the Chinese script shaped Mg2Si phase in the
Mg-6Al-1Zn-0.7Si alloy. After adding 0.027-0.086 wt-%Sr, the morphology of the Mg2Si phase in the Mg-6Al-1Zn-0.7Si
alloy changes from coarse Chinese script shape to fine granule and/or irregular polygonal shapes. Accordingly, the Sr
containing alloys obtain the relatively higher tensile and creep properties than the Sn containing alloy. The difference of
Sn and Sr additions in the modification and refinement of the Chinese script shaped Mg2Si phase in the
Mg-6Al-1Zn-0.7Si alloy is possibly related to the different effects of the two elements on the undercooling degree.
Fujian University of Technology, Fuzhou, CN; Chongqing University of Technology, Chongqing, CN
Heftnummer 2
Peng, J. M.; Yang, M. B.
Effects of holding temperature and time on semisolid isothermal heat treated microstructure of
AZ61-0.7Si magnesium alloy
In this paper, the effects of holding temperature and time on the semisolid isothermal heat treated microstructure of
AZ61-0.7Si magnesium alloy were investigated. The results indicate that it is possible to produce the non-dendritic
microstructure of AZ61-0.7Si alloy by the semisolid isothermal treatment. After being treated at 570-585° C for 120
min, the alloy can abtain a non-dendritic microstructure with an 10-21 % liquid content and an equivalent diameter
range of 25-60µm of the unmelted primary solid particles, and with increasing holding time from 60 to 120 min at 580°
C or holding temperature from 570 to 585° C for 120 min, the average size decreases while the globular tendency of
unmelted primary solid particles becomes more obvious. In addition, the Chinse script shaped Mg2Si phase in the
AZ61-0.7Si alloy may be effectively modified by the semisolid isothermal treatment, and the mechanism may be simply
explained using the Gibbs-Thomson effect.
Heftnummer 2
Peng, J. M.; Yang, M. B.; Zhu, Y.; Pan, F. S.
Effects of Zr addition on as cast microstructure, tensile and creep properties of Mg-3.8Zn-2.2Ca
magnesium alloy
Auswirkungen einer Zirkonzugabe auf das Gusszustandsmikrogefüge sowie die Zug- und Kriecheigenschaften der
Magnesiumlegierung MgZn3,8Ca2,2
The effects of Zr addition on the as cast microstructure, tensile and creep properties of Mg-3.8Zn-2.2Ca (wt-%)
magnesium alloy were investigated. The results indicate that adding 0.19-0.81 wt-%Zr to the Mg-3.8Zn-2.2Ca does not
cause the formation of any new phases but causes the morphology of the Ca(Index2)Mg(Index6)Zn(Index3) phase to
change from the initial continuous and/or quasi-continuous net to the quasi-continuous and/or disconnected shapes.
Furthermore, adding 0.19-0.81 wt-%Zr can effectively refine the grains of the Mg-3.8Zn-2.2Ca alloy, and an increase in
Zr amount from 0.19 to 0.81 wt-% causes the grain size to gradually decrease. In addition, adding 0.19-0.81 wt-%Zr to
the Mg-3.8Zn-2.2Ca alloy can improve the tensile properties but decreases the creep properties. Among these
Mg-3.8Zn-2.2Ca alloys with the additions of 0.19, 0.52 and 0.81 wt-%Zr, the alloy with the addition of 0.81 wt-%Zr
exhibits the relatively optimal tensile and creep properties.
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Pöschmann, Daniel; Henkel, Christoph, Uggowitzer, Peter J.; Pippan, Reinhard
Einfluss von Warmumformung auf die Gefügeausbildung und das Bruchverhalten einer 7xxx
Aluminiumlegierung
In dieser Zusammenfassung wurde eine Versuchsmethodik entwickelt, welche eine systematische Untersuchung des
Warmwalzprozesses von 7xxx Aluminiumlegierungen ermöglicht. Der Einfluss der Umformparameter (Umformgrad,
Umformgeschwindigkeit, Umformtemperatur und Anzahl der Umformschritte) auf die Gefügeausbildung wird
üblicherweise mittels Warmstauchversuchen bestimmt und charakterisiert. Diese Proben sind aber in der Regel zu klein
für LEBM Bruchzähigkeitsmessungen. Deshalb wurde in dieser Arbeit die Geometrie und die Dimension der
Warmstauchproben an eine miniaturisierte bruchmechanische Kerbschlagbiegeprobe angepasst, welche einfacher für
die Charakterisierung des Bruchverhaltens verwendet werden kann.
In den ersten Untersuchungen wurde die Korrelation zwischen der Bruchzähigkeit K(IndexIC) und der Kerbschlagarbeit
A(IndexV) an 7050 Aluminiumplatten in verschiedenen überalterten Zuständen über den gesamten zu erwartenden
Zähigkeitsbereich gemessen und nachgewiesen. Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem hier verwendeten
Kerbschlagbiegeversuch das Bruchverhalten bewertet werden kann.
In nachfolgenden Untersuchungen wurden die Warmstauchversuche mit unterschiedlichen Umformparametern, welche
die Bandbreite der realen Bedingungen bei der industriellen Fertigung abdecken, durchgeführt.
Zusammen mit detaillierten mikrostrukturellen Untersuchungen und den Ergebnissen aus den
Kerbschlagbiegeversuchen kann die Auswirkung der Warmumformungsparameter auf das Bruchverhalten der 7050
Aluminiumlegierung quantifiziert werden.
LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen, AIT Austrain Institute of Technology, AT; AMAG rolling, Ranshofen, AT;
ETH Zürich, Zürich, CH; Österreichische Akademie der Wissenschaften, AT
Pola, Annalise; Roberti, Roberto; Rollez, Didier
Evaluation of anisotropic mechanical properties of die-cast zamak 5
Bewertung der anisotropen mechanischen Eigenschaften der Druckgusslegierung Zamak 5
Metals with an hexagonal close packing (hcp) lattice are usually characterized by anisotropic mechanical properties, as
a consequence of the texture, the deformation mechanism and the critical shear stress.
The aim of this paper was to investigate the directional dependency of tensile properties of an hcp alloy, as zamak 5,
processed by die-casting.
A set of 1.7 mm thick plates was produced with the same process parameters (alloy, die temperature and plunger
speed). Tensile tests specimens were water cut from the plates in three different directions, that are parallel, at an
angle of 45° and orthogonal to the gate, in order to evaluate the influence of the flow filling direction on the casting
performance.
The tensile experiments showed an appreciable variation only in the Young modulus.
Università degli Studi di Brescia, Brescia, IT; Grillo Werke, Duisburg, De
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Poole, Gregory; Rimkus, Nathan; Murphy, Aeriel; Boehmcke, Paige; El-Kaddah, Nagy
Effect of the Solidification Rate on Microstructure of Cast Mg Alloys at Low Superheat
Einfluss der Erstarrungsgeschwindigkeit auf das MIkrogefüge von Magnesiumgusslegierungen bei geringer Überhitzung
This paper investigates the effect of cooling rate on the grain size and microstructure of Mg AZ31B alloy cast at a
superheat of 8° C using the Magnetic Suspension Melting (MSM) process, which is capable of melting and casting at
superheats less than 5° C. In this study, the Mg alloy was unidirectionally solidified in a bottom-chill mold with stainless
steel and copper chill blocks. The solidification parameters, namely growth velocity (V) and temperature gradient (G),
were determined from numerical simulation of the cooling curves, which was found to be in good agreement with
measurements. For the investigated solidification rates, metallographic examination showed globular solidification
morphology, and the grain size was inversely proportional to the sqare root of the cooling rate. Microprobe analysis of the cast ingots also showed that Al segregation
occurs primarily at the grain boundaries, and the solidification rate affects the size and distribution of both the
secondary Alpha phase and the intermetallic Mg(Index17)Al(Index12) phase.
University of Alabama, Tuscaloosa, AL, US; Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, US
Pucher, P.; Antrekowitsch, H.; Böttcher, H.; Kaufmann, H.; Uggowitzer, P. J.
Influence of compositonal variations on microstructural evolution, mechanical properties and
fluidity of secondary foundry alloy AlSi9Cu3
Einfluss von verschiedenen Zusammensetzungen der Sekundärgusslegierung AlSi9Cu3 auf die Gefügebildung;
mechanischen Eigenschaften und das Fließvermögen
The combined effect of the main alloying elements on the mechanical properties and fluidity of the secondary foundry
alloy AlSi9Cu3 has been investigated. Systematic compositional variations within the alloy's tolerance limit illustrate the
broad spectrum of attainable properties. The yield strength in the as cast condition can be adjusted from 100 to 200
MPa, while the elongation to fracture can be simultaneously varied between 0.35 % and almost 4 %. Additionally,
variation in fluidity by more than 100 % can be achieved. The microstructure-property relationship is interpreted in the
light of thermodynamic calculations that reveal a significant mutual interaction of the alloying elements.
University of Leoben, Leoben, AT; AMAG Casting GmbH, Ranshofen, AT; Austria Metall AG, Ranshofen, AT; Laboratory of
Metal Physics and Technology, Zürich, CH
Heftnummer 6
Pucher, Philip; Böttcher, Holm; Hübler, Jürgen; Kaufmann, Helmut; Antrekowitsch, Helmut; Uggowitzer, Peter J.
Einfluss der Legierungszusammensetzung auf das Speisungsverhalten der Recyclinglegierung A226
(AlSi9Cu3) im Sand- und Kokillenguss
Legierungsschwankungen innerhalb der Normtoleranz haben bekanntlich eine erhebliche Fluktuation der mechanischen
Eigenschaften von Gussbauteilen zur Folge. Dieser Beitrag behandelt den Einfluss der Legierungszusammensetzung auf
die Lunkerausbildung und das Speisungsverhalten der wichtigsten Recyclinglegierung A226 (AlSi9Cu3).
Der Formgießer beklagt oft unterschiedliche Lunkerung und Gussporosität bei gleichen Prozessparametern. Als Ursache
kommt in diesem Fall eine geänderte chemische Zusammensetzung innerhalb der zulässigen Legierungstoleranz in
Betracht.
Die untersuchten 20 Versuchschargen innerhalb der Normtoleranz der A226 ergaben sich durch eine systematische
Variation der Hauptlegierungselemente Si, Cu, Mn, Mg, Fe und Zn. Durch die Verwendung von zwei unterschiedlichen
technologischen Lunkerproben konnte unter Einhaltung konstanter Versuchsbedingungen der Einfluss der
Legierungszusammensetzung bei verschiedenen Gießbedingungen evaluiert werden. Analysiert und metallkundlich
bewertet wurde die Auswirkung der chemischen Analyse auf die Eigenschaften Gesamtvolumendefizit,
Makrolunkeranteil, Einfallstellenvolumen, Schwindungsporenanteil sowie das Speisungsvermögen. Es zeigte sich, dass
innerhalb der zulässigen Legierungstoleranz gravierende Unterschiede im Lunkerverhalten auftreten.
Universität Leoben, Leoben, AT; AMAG casting, Ranshofen, AT; Gießereiberatung, Freiberg, DE; ETH Zürich, Zürich, CH
Giesserei
Heftnummer 7
Ragab, Kh. A; Mohamed, A. M. A.; Samuel, A. M.; Samuel, F. H.; Al-Ahmari, A. M. a.
Effect of rapid heating on quality assessment of 356 and 319 aluminium cast alloys using fluidised
bed
Auswirkung eines schnellen Aufheizens in einem Fluidbett auf die Qualitätsbewertung der Aluminiumgusslegierungen
315 und 319
This article evaluates the influence of heat treatment parameters on the performance of A356.2 and B319.2 alloys using
the fluidised bed (FB) technique. The results obtained from the quality charts reveal that the A356.2 alloys displayed a
significant response to the FB treatment compared to the B319.2 alloys after aging times of up to 8 h over all the
solution treatment times. The results also show that the quality values of 319 alloys aged at 0.5 h using FB and for
solution treatment times of up to 5 h are higher than those similarly aged in a conventional furnace. Modified B319.2
and A356.2 alloy display better quality results after only 2 h of heat treatment in FB compared to 10 h using a
conventional furnace. The statistical analysis reveals the actual significance of the effects of interaction of heat
treatment techniques, modification and solution treatment time.
Université du Québec à Chicoutimi, Québec, CA; Suez Canal University, Suez, EG; King Saud University, Riyadh, SA
Heftnummer 3
Rienass, Günter
Jahresübersicht Leichtmetall-Sand- und -Kokillenguss (47. Folge), Teil 2: Magnesiumguss
Giesserei
Heftnummer 9
Tagungsbeitrag
Sahu, S.; Sahoo, M.
Lead-free copper alloys for bearing applications
Bleifreie Kupferlegierungen für Lager
This paper is a combination of two separate studies performed at different times both aimed at replacing lead with
bismuth from health and environment points of view. One was to replace lead in alloy type C93200 for general industrial
applications and the second was alloy C93700 type for aerospace applications. The former type was produced by
continuous casting and the latter by sand casting. The new alloys replacing lead in C93200 is C89320. Although they
two different studies, the results turned out to be similar. The following conclusions can be made on the friction and
wear properties of alloy C89320. 1. Bismuth-enhanced bearing bronzes have mechanical properties similar to their
leaded counterpart. 2. Phosphorus content has a large influence on ductility. For good ductility the residual P content of
the alloy should be over 0.05%. 3. Bismuth-enhanced bronzes have coefficient of friction (C.O.F.) slightly higher than
those of standardized leaded bronzes but still relatively low. 4. None of the bearing bronzes showed any galling even at
the highest PV to which the samples were subjected. 5. Wear rates of bismuth-enhanced and leaded bronzes are
similar. 6. The mechanical properties of the alloy containing 5% Bi were superior to those of the alloy containing 10% Bi
for the C93700 type of alloys. 7. The structure of the bismuth-containing alloys is similar to that of the lead-containing
alloy. However, the morphology of the lead is more favorable than that of the bismuth from bearing characteristics
perspective. A massive variation in grain size was observed in a given sample. 8. The friction forces for the
bismuth-containing alloys are slightly higher than those of the lead-containing bearing material. On the other hand, the
friction force of the bismuth-containing alloys showed less fluctuation during the tests. 9. Based on the amount of
material removed during the rub, the lead-free alloys seem to be softer than the leaded alloy. 10. Based on the
microstructural characteristics and evaluation of mechanical properties and tribological behavior, the lead-free alloy
with 5% Bi appears to be the alloy of choice for aerospace bearing applications.
Creative Technical Solutions, Milwaukee, WI, US; Suraja, Ottawa, ON, CA
Tagungsbeitrag
Samuel, E.; Garat, M.; Major, J.F.
Effect of iron content on 319 semi-solid alloys using the SEED method
Einfluss des Eisengehalts auf semi-solid 319-Legierungen unter Nutzung der SEED-Methode
Aluminum-silicon alloys represent a majority of cast alloys used in the automotive industry, as these alloys can be
molded into complex shapes with relative ease. Cast aluminum-silicon-copper alloys, or 319 aluminum alloys, for
example, are a popular choice in the fabrication of engine blocks. The addition of copper to Al-Si aids in maintaining the
casting integrity when in service (with temperatures exceeding 200 deg C (392F)). Although numerous publications
have explored the use of cast 319 alloys, there is still very little in terms of literature with respect to semi-solid cast 319
alloys. Semi-solid casting, where an alloy is prepared as a slurry, is fast becoming a popular casting method due to the
dual liquid-solid nature of the resulting billet. The billet remains still, as if solid, yet flows under the action of an applied
shear force. A semi-solid rheocast 319 aluminum alloy was prepared for this study using the Swirled Enthalpy
Equilibration Device (SEED) casting method, as developed by Rio Tinto Alcan in collaboration with the Aluminium
Technology Centre of NRC Canada. This process uses heat extraction of the liquid aluminum alloy via agitation (swirling)
in a confined cylinder to form the semi-solid billet. The resulting microstructure consists of alpha aluminum globules
surrounded by the eutectic phase. In this work, the iron content of the 319 semi-solid alloy was altered and the changes
in microstructure and mechanical properties were observed. The chief objective of this ongoing study is to use recycled
aluminum (with iron traces) for future casting, as opposed to higher purity aluminum. The SEED process itself has
proven successful in obtaining high integrity 356/357 castings, among others; therefore, it is also the authors' intent to
develop SEED as a fully industrial process.
Aluminium Technology Centre, Industrial Materials Institute, National Research Council of Canada (NRC-CNRC),
Chicoutimi, QC, CA; Rio Tinto Alcan, Centre de Recherches de Voreppe (CRV), FR; Rio Tinto Alcan, Jonquiere, QC, CA
Tagungsbeitrag
Schmid-Fetzer, Rainer
Komplexe Phasenbildung in neuen Magnesiumlegierungen mit Seltenen Erden - Thermodynamik als
Hiflsmittel zum Verständnis
Die Komplexität der Phasenbildung in Magnesiumlegierungen mit Seltenen Erden basiert zu einem wesentlichen Teil auf
signifikanten Konzentrationsvariationen der intermetallischen Phasen. Diese werden quantitativ im Phasendiagramm
beschrieben. Darüber hinaus erlaubt das Werkzeug "thermodynamische Modellierung" auch eine Vorhersage der
Phasenbildung bei der Erstarrung unter verschiedenen Extrembedingungen. So ist beispielsweise bei der Erstarrung
typischer Mg-reicher Mg-Zn-Ce Legierungen unter allen Bedingungen mit erheblichen Steigerungen auch in der
intermetallischen Phase CeMg(Index12) zu rechnen.Dies zieht einmal Schwierigkeiten bei der Phasenidentifikation im
Gefüge (Mikrosonde, Röntgendiffraktion) nach sich, lässt aber auch Variationen in den konzentrationsabhängigen
Eigenschaften (z.B. Korrosion) erwarten.
Ferner wird gezeigt, dass eine summarische Zusammenfassung der Seltenen-Erd-Gehalte (Kennzeichen E) die
Phasenbildung unzulässig vereinfachen muss. Beispielsweise zeigt eine Mg-Legierung mit konstantem Mg-Gehalt und
variablem Nd/Ce-Verhältnis keineswegs ein einheitliches oder auch nur kontinuierliches Phasenverhalten. Dies gilt nicht
nur bei konstanter Temperatur (Simulation einer Wärmebehandlung durch Gleichgewichtsrechnung), sondern noch
verstärkt beim Erstarrungsverhalten.
Technische Universität Clausthal, DE
Tagungsbeitrag
Schumacher, P.
Legierungsentwicklung für Leichtbau mit Guss
(Folienvortrag) Präsentiert werden die Legierungen AlSi7Mg und AlSiCu3 (Fe) sowie das Legierungssystem AlMgSi mit
Wärmebehandlung
Erscheinungsjahr 2009 (26 Seiten, 45 Bilder, 2 Tabellen, 0 Quellen)
Tagungsbeitrag
Schumacher, Peter
Heißrissanfälligkeit von Aluminium-Legierungen
(Folienvortrag) Die Standard-Aluminium-Silicium-Legierungen zeichnen sich durch gutmütige Gießeigenschaften aus –
diese sind jedoch in ihren mechanischen Kenwerten oft limitiert bei immer steigenden Anforderungen. Neue
Legierungsentwicklungen, die kein Si enthalten, das sich sonst während der Erstarrung ausdehnt, müssen die
Heißrissneigung überwinden. Am Beispiel der bekannten Al-7Si-(Mg, Cu)-Legierung und anderen Legierungen soll
aufgezeigt werden, inwieweit die Heißrissneigung theoretisch vorhergesagt und mit welchen Mitteln diese eingeschränkt
werden kann.
Österreichisches Gießerei-Institut Leoben, Montanuniversität Leoben, AT
Shamsuzzoha, M.; Nastac, L.; Berry, J.
Development of nano-fibrous eutectic and primary silicon phases in Al-Si cast alloys for high
strength structural applications
Entwicklung von nano-faserigen eutektischen und pimären Siliciumphasen in Al-Si-Gusslegierungen für hochfeste
Strukturbauteilanwendungen+
Among the high strength lightweight materials, hypereutectic Al-Si cast alloys with constituent phases that posses
nano-scale dimensions are highly desirable for automotive and aerospace applications. Recently, we have achieved
ultra-high strength Al-Si alloys via directional solidification technology. In these directionally solidified alloys, both the eutectic and primary silicon phases have nano-sized
fibrous morphologies. This paper describes the microstructure evolution and manufacturing of these advanced alloys
and introduces ways of implementing these findings of directionally solidified casting into near-net shaped castings.
The University of Alabama, Tuscaloosa, AL, US; Mississippi State University, Starkville, MS, US
Heftnummer 3
Shittu, M. D.; Ibitoye, S. A.; Olawale, J. O.; Popoola, A. P. I.
Superheat influence on mechanical properties of cast hypoeutectic aluminium-silicon alloy
Einfluss der Superwärmebehandlung auf die mechanischen Eigenschaften untereutektischer
Aluminium-Silicium-Legierungen
This study examined the influence of hexachloroethane coated mould on the mechanical properties of hypoeutectic
aluminium-silicon alloy. A hypoeutectic aluminium-silicon alloy was grain refined using 15 wt-% hexachloroethane and
cast at varied degrees of melt superheats (50-150° C). The mechanical properties of the cast ingots were measured
and their microstructures studied. The grain size of the ingots cast at various superheats were also determined. The
study revealed that the grain sizes decrease as the melt superheat decreases, thereby causing an increase in the
mechanical properties of the alloy. It was also noted that there exists an optimum value of superheat at which the
mechanical properties were optimum. Apart from improved mechanical properties, it was inferred that the application
of volatile mould coating (hexachloroethane) and temperature control facilitates the production of porosity free
hypoeutectic aluminium-silicon casting.
Obafemi Awolowo University, Ile-Ife, NG; Tshewane University of Technology, Pretoria, ZA
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Sladek, Augustin; Bolibruchova, Dana; Pastir Cak, Richard; Vasko, Igor
The influence of antimony on the properties of AlSi7Mg0.3 alloy
Der Einfluss von Antimon auf die Eigenschaften der AlSi7Mg0.3-Legierung
This article deals with influence of the antimony as modificator on the properties of AlSi7Mg0.3 alloy casted into the die.
Experimental works were target the determination of the influence of antimony on mechanical characteristics,
microstructure, chemical stability regarding alloy gassing, heat treatment and morphological transformations of eutectio
silicium. As experimental material was used primary alloy, already premodlficated by the producer. The interval of the
modification was from 0-10000 ppm. Achieved results show very advantageous Influence of antimony as modificator of
AlSi7Mg0.3 alloy, on the elongation mostly. Heat treatment of the AISi7Mg0.3 alloy modificated with antimony has
markedly positively influenced investigated mechanical characteristics. Chemical stability of antimony was confirmed by
the porosity evaluation, at the high amount of antimony is the porosity the lowest. To the morphological transformation
of the eutectic silicium is coming with the modification of the AlSi7Mg0.3 modificated with graded amount of the
modificator AlSb10 casted into the die. The conditions for creation of the lamellar eutecticum against the rod
eutecticum are created at the modification with f. ex. antimony. This morphological transformation has been positively
shown in the increase of elongation.
University of Zilina, SK
Tagungsbeitrag
Sobczak, Natalia; Sobczak, Jerzy; Asthana, Rajiv; Purgert, Robert
The mystery of molten metal
Die Besonderheit des flüssigen Metalls
Recent advances in scientific understanding of high-temperature materials processing using novel experimental
methodologies have shed light on the complex role of surface and interface phenomena. New in-situ studies on molten
metal/solid ceramic interactions using a unique experimental complex at the Foundry Research Institute, Krakow, have
revealed a number of unusual observations in materials processing at high temperatures We present some such
unusual observations and their explanation with reference to liquid metal processing of Al, Ni, and Ti, and their alloys in
contact with oxide ceramics. In particular, we focus on the following aspects: primary oxidation of Al from residual
water vapor or oxygen, capillary purification to remove surface oxide, substrate protection by CVD carbon, roughening
due to spinel whisker formation, Inclusions in castings due to mechanical detachment, floatation due to buoyancy
forces, and segregation due to directional solidification, modification of the solid surface morphology by metal vapor
ahead of the liquid, and the complications due to multi-component alloys melted in crucibles made from complex
oxide-based ceramics. In the case of Ti, rapid reactions with oxides result in undesirable volumetric changes that create
difficulty in casting high-quality TI parts, particularly by Investment casting. Nanoscale (e. g . , colloidal) coatings based
on Y20, protect crucibles and holding ladles against such attack. Practical insights and recommendations for materials
processing emerging from the fundamental studies on high-temperature interfacial phenomena have been described.
Foundry Research Institute, Krakow, PL; University of Wisconsin-Stout, Menomonie, WI, US; Energy Industries of Ohio,
Independence, OH, US
Tagungsbeitrag
Somekawa, Hidetoshi; Singh, Alok; Inoue, Tadanobu; Mukai, Toshiji
Development of High Strength and Toughness Magnesium Alloy by Grain Boundary Control
Entwicklung einer Magnesiumlegierung mit hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit durch Steuerung der Korngrenzen
The mechanical properties, such as strength and fracture toughness, were investigated using caliber rolled
Mg-6wt.%Al-1wt.%Zn (AZ61) ally, which is the material consists of a constrained plane other than the rolling direction
plane and is compressed non-simultaneously from two directions. The initial microstructural observations showed that
the caliber rolled AZ61 alloy had a high fraction of low-angle grain boundaries and an average grain size of 2.2 µm. In
addition, particles with an average size of 100 nm existed in the matrix. This alloy showed a yield strength of 423 MPa
and a fracture toughness of 34.1 MPam(exp1/2). A combination of grain refinement, formation of low-angle grain
boundaries and dispersion of fine particles is one of the effective microstructural controls to produce the magnesium
alloys with fracture toughness similar to the conventional high strength aluminium alloys.
National Institute for Materials Science, Ibaraki, JP; Kobe University, Kobe, JP
Song, J.-Y.; Park, J.-C.; Jeong, B.-H.; Ahn, Y.-S.
Fatique behaviour of A356 aluminium alloy for automotive wheels
Ermüdungsverhalten der Aluminiumlegierung A356 für Automobilfelgen
The low cycle fatigue (LCF), high cycle fatigue (HCF), microstructure and tensile properties of a low pressure cast A356
aluminium alloy wheel were investigated with T6 heat treatment. The cast microstructure of the alloy significantly
influenced the low and high cycle fatigue behaviours. The rim region of the cast aluminium alloy wheel showed higher
low and high cycle fatigue strength compared with the spoke region; this difference is thought to be caused by the
higher cooling rate of the rim region during casting. The microstructure of the spoke region of the alloy wheel consisted
of a dendrite structure with primary Alpha-phase and frequently dispersed large eutectic phases, which led to partial
fracture and lower fatigue life with less fatigue plastic strain.
Department of Materials Science and Engineering, Pukyong National University, Busan, KR; Research Institute of
Science and Technology, Pohang, KR
Heftnummer 1
Stadler, F.; Antrekowitsch, H.; Fragner, W.; Kaufmann, H.; Uggowitzer, P. J.
Effect of main alloying elements on strength of Al-Si foundry alloys at elevated temperatures
Auswirkung der Hauptlegierungselemente auf die Festigkeit von Al-Si-Gusslegierungen bei erhöhten Temperaturen
In this study, the authors describe the effect of the main alloying elements Ni, Cu and Mg on the mechanical properties
of near eutectic and hypoeutectic Al-Si foundry alloys at 250° C after a long term exposure to test temperature.
Systematic compositional variations illustrate the significant hardening effect of secondary precipitates such as
Al(Index2)Cu and Mg(Index2)Si. It is also shown that the strength is increased by the addition of Ni, albeit only to a
certain level, depending on the fraction of eutectic phase in the alloy. The alloys are considered as coarse two-phase
systems, where a hardening effect is caused by load transfer to the harder phase, which requires a certain contiguity of
the latter. This paper discusses the individual influences of Ni, Cu and Mg on the high temperature strength and
describes a potentially adverse effect of the combinations Cu/Ni and Cu/Mg.
Montanuniversität Leoben, Leoben, AT; AMAG Casting, Ranshofen, AT; ETH Zürich, Zürich, CH
Heftnummer 4
Stadler, Florian; Antrekowitsch, Helmut; Fragner, Werner; Kaufmann, Helmut; Uggowitzer, Peter J.
Der Einfluss von Nickel auf die Warmfestigkeit von AlSi-Gusslegierungen
Im Mittelpunkt der diesem Beitrag zugrunde liegenden Arbeit stand die Evaluierung des Einflusses von Nickel auf die
Warmfestigkeit unter- und naheutektischer AlSi-Gusswerkstoffe. Testlegierungen mit systematisch veränderter
Zusammensetzung wurden bei 250° C für 100 h gealtert und mit Hilfe von Warmzugversuchen bei 250° C bewertet. Die
Warmfestigkeit konnte durch die Zugabe von Ni (bis zu einer gewissen Konzentration) signifikant gesteigert werden.
Gefügeuntersuchungen mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskop ermöglichten den Nachweis von
Al(Index3)Ni-Phasen in engem Kontakt zum eutektischen Silicium.
Die Legierungen können als grobe Zweiphasensysteme betrachtet werden, bei denen ein deutlicher
festigkeitssteigender Beitrag durch die härtere Phase nur dann möglich ist, wenn diese einen gewissen Grad an
Konnektivität bzw. Kontiguität erreicht. In diesem Beitrag wird das Ausmaß der Kontiguität der eutektischen Phase
innerhalb der Matrix bzw. die Konnektivität der Si- und Al(Index3)-Phasen im Eutektikum selbst bewertet und deren
Beitrag zu einer Verbesserung der Warmfestigkeit von AlSi-Gusslegierungen näher erläutert.
Universität Leoben, Leoben, AT; AMAG casting, Ranshofen, AT; Austria Metall (AMAG), Ranshofen, AT; ETH Zürich,
Zürich, CH
Giesserei
Heftnummer 8
Stadler, Florian; Antrekowitsch, Helmut; Fragner, Werner; Kaufmann, Helmut; Uggowitzer, Peter J.
Mechanische Eigenschaften von AlSi9Cu3(Fe) und AlSi12CuNiMgmod bei erhöhten Temperaturen
Im Mittelpunkt der diesem Beitrag zugrunde liegenden Arbeit stand die Evaluierung des Einflusses erhöhter
Temperaturen auf die Festigkeit zweier AlSi-Gusslegierungen, wobei der Effekt erhöhter Zieh- bzw.
Auslagerungstemperaturen sowohl getrennt voneinander als auch in Kombination analysiert wurde. Bei den
untersuchten Werkstoffen handelte es sich um die vergleichsweise günstige Recyclinglegierung A226 (EN AC-46000
bzw. EN AC-AlSi9Cu3(FE)) und die A260 (EN AC-48000 bzw. EN AC-AlSi12CuNiMg) in leicht modifizierter Form.
Aufbauend auf den Ergebnissen früherer Arbeiten konnte gezeigt werden, dass AlSi9Cu3(Fe) durch gezielte Anpassung
der Legierungselementgehalte im Rahmen des Legierungsfensters auch hinsichtlich ihrer Performance bei erhöhten
Temperaturen so optimiert werden kann, dass sie konventionellen, warmfesten Legierungen zumindest bis zu einer
bestimmten Temperaturobergrenze (ca. 220° C) ebenbürtig ist. Als wesentliches Unterscheidungsmerkmal der
untersuchten Varianten ist das Legierungselement Ni zu nennen, das seinen Beitrag vor allem bei Temperaturen über
220° C durch die Möglichkeit einer Lastüberführung auf ein zusammenhängendes Netzwerk harter Primärphasen
(Si-Ni(Fe)-Cu) leistet, weshalb der Einsatz von A260 ab diesen Temperaturen sinnvoll ist.
Universität Leoben, AT; AMAG casting, Ranshofen, AT; Austria Metall, Ranshofen, AT; ETH Zürich, CH
Giesserei
Heftnummer 4
Staggl, Simon; Bozorgi, Salar; Pabel, Thomas; Faerber, Katharina; Kneißl, Christian; Schumacher, Peter
Untersuchungsmethoden zur Charakterisierung der Heißrissempfindlichkeit von
Aluminium-Gusslegierungen
Heißrisse in Al-Gusslegierungen stellen in der Gießereipraxis ein großes Problem dar. Dieser Artikel soll einen Überblick
über die Einflussgrößen auf die Heißrissempfindlichkeit von Legierungen geben und Methoden zur Bestimmung der
Heißrissempfindlichkeit aufzeigen. Es werden zwei unterschiedliche Methoden vorgestellt:
Zum einen die Bestimmung der Heißrissempfindlichkeit durch die theoretische Berechnung der Terminal Freezing Range
TFR (letzter Bereich der Erstarrung) mittels der Software Thermo-Calc. Zum Anderen die Ermittlung des
Heißrissneigungskoeffizienten CSC nach Davies und Clyne, eine semi-empirische Bestimmung mittels des
Simulationsprogrammes Thermo-Calc und thermischer Analysen.
Untersucht wurden die zwei Al-Legierungstypen AlSiMgCu und AlZnMgCu, da aus der Praxis bekannt ist, dass diese
stark unterschiedliche Heißrissempfindlichkeiten aufweisen. Die Versuche wurden unter zwei Abkühlungsbedingungen,
Sand und Kokille, durchgeführt. Zuletzt wurden die Ergebnisse der beiden Untersuchungsmethoden für die beiden
Legierungstypen miteinander verglichen.
Es zeigte sich, dass eine ausgezeichnete Korrelation zwischen den Ergebnissen der beiden Methoden, theoretische
Bestimmung der TFR und semi-empirische Bestimmung des CSC, besteht. Weiter konnte festgestellt werden, dass
chemische Zusammensetzung und Abkühlbedinungen die Haupteinflussfaktoren auf die Heißrissempfindlichkeit
darstellen. AlSiMgCu-Legierungen waren deutlich weniger anfällig auf Heißrisse als die gegenübergestellten
AlZnMgCu-Legierungen.
Lehrstuhl für Gießereikunde an der Montanuniversität Leoben, Leoben, AT
Giesserei Rundschau
Heftnummer 1/2
Staggs, S.; Pabel, T.; Bozorgi, S.; Faerber, K.; Kneißl, C.; Schumacher, P.
Heißrisse in Auminiumgusslegierungen stellen in der Gießereipraxis ein großes Problem dar. Dieser Artikel soll einen
Überblick über die Einflussgrößen auf die Heißrissempfindlichkeit von Legierungen geben und zeigt Strategien auf, um
die Heißrissempfindlichkeit zu bestimmen. Es werden zwei unterschiedliche Methoden vorgestellt: Zum einen die
Bestimmung der Heißrissempfindlichkeit durch die theoretische Berechnung der Terminal Freezing Range TFR (letzter
Bereich der Erstarrung) mittels der Software Thermo-Calc. Zum Anderen die Ermittlung des
Heißrissneigungskoeffizienten CSC nach Davies und Clyne, einer semi-empirischen Bestimmung mittels des
Simulationsprogrammes Thermo-Calc und thermischen Analysen. Es wurden die zwei Aluminiumlegierungstypen
AlSiMgCu und AlZnMgCu untersucht, da aus der Praxis bekannt ist, dass diese stark unterschiedliche
Heißrissempfindlichkeiten aufweisen. Die Versuche wurden unter zwei Abkühlungsbedingungen, Sand und Kokille,
durchgeführt. Zuletzt wurden die Ergebnisse der beiden Untersuchungsmethoden für die beiden Legierungstypen
miteinander verglichen. Es zeigte sich, dass eine ausgezeichnete Korrelation zwischen den Ergebnissen der beiden
Methoden, theoretischen Bestimmung der TFR und semi-empirischen Bestimmung des CSC besteht. Weiterhin konnte
festgestellt werden, dass chemische Zusammensetzung und Abkühlbedingung die Haupteinflussfaktoren auf die
Heißrissempfindlichkeit darstellen. AlSiMgCu-Legierungen waren deutlich weniger anfällig auf Heißrisse als die
gegenübergestellten AlZnMgCu-Legierungen.
Montanuniversität Leoben, Leoben, AT; Österreichisches Gießerei-Institut, Leoben, AT; Nemak, Linz, AT
Giesserei Praxis
Heftnummer 5
Stroppe, Heribert; Sonsino, Cetin Morris; Bähr, Rüdiger
Einfluss von Poren und Kerben auf die Ermüdungsfestigkeit von Aluminiumgussteilen
Es werden mathematische Beziehungen angegeben, nach denen für ein gekerbtes Gussteil aus einer vorgegebenen
Aluminiumlegierung deren Kerbwirkungszahl K(Indexf) und deren Kerbempfindlichkeitszahl Eta(Index k) aus den im
einachsigen Zugversuch ermittelten Festigkeitskenngrößen näherungsweise berechnet werden können. Auf der
Grundlage eines konstitutiven Schädigungsansatzes kann damit der Einfluss von Poren und Kerben auf das
Schwingfestigkeitsverhalten der Legierung abgeschätzt werden.
Die Berechnungsgleichungen werden anhand von experimentell ermittelten Wöhler-Linien von ungekerbten und
gekerbten Proben aus drei unterschiedlichen Al-Gusslegierungen mit 0 % und 8 % kugelförmigen Poren verifiziert. Dabei
zeigt sich, dass die experimentellen Untersuchungsergebnisse durch die theoretischen Ansätze zutreffend beschrieben
werden.
Magdeburger Forschungsinstitut für Fertigungsfragen (MFF), Magdeburg, DE; Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit
und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt, DE; Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg, DE
Giesserei
Heftnummer 8
Stroppe, Heribert; Sonsino, Cetin Morris
Fatigue life calculation for cast aluminium alloys based on static tensile test values and secondary
dendrite arm spacing
Berechnung der Ermüdungslebensdauer für Aluminiumgusslegierungen auf Basis von statischen Zugfestigkeitswerten
und des sekundären Dendritenarmabstandes
A fatigue life model based on fracture mechanics was developed with which the SN-line (Woehler Line) for cast
aluminium alloys in non-porous and unnotched material states was calculated from the conventional mechanical
properties (0.2 % yield strength, tensile strength and elastic modulus) as well as from the secondary dendrite arm
spacing of the cast structure.
Magdeburg Research Institute of Production Engineering MFF, Magdeburg, DE; Fraunhofer Institute for Structural
Durability and System Reliability LBF, Darmstadt, DE
Heftnummer 4
Tijun, Chen; Ruiquan, Wang; Ying, Ma; Yuan, Hao
Grain refining technique of AM60B alloy by Al-Ti-B master alloy
Korneinungstechnik mit Hilfe einer Al-Ti-B-Masterlegierung für die Legierung AM60B
The effects of grain refining parameters on grain size of AM60B magnesium alloy have been investigated using an
Al-5Ti-1B master alloy as refiner; and an appropriate refining technique has been developed. The results indicate that
the Al-Ti-B master alloy is an effective grain refiner for AM60B alloy and the grain size can be decreased from 348 µm to
76 µm. Raising the additon temperature or the pouring temperature is beneficial for grain refinement; while for the
addition amount and holding time, there is an optimal value. The appropriate grain refining technique is that 0.3 %
Al-Ti-B master alloy is added at 780° C and then the melt is held for 30 min before pouring. The above phenomena can
be explained by the refining mechanism that have been proposed from the related studies on Al and Mg alloys and
theoretical analysis.
Lanzhou University of Technology, Lanzhou, CN
China Foundry
Heftnummer 4
Tikana, Ladji; Kessler, Andreas
Jahresübersicht: Buntmetallguss (45. Folge)
Institut für Gießereitechnik, Düsseldorf, DE
Giesserei
Heftnummer 4
Timmermanns, G.; Froyen, L.
Fretting wear behaviour of hypereutectic P/M Al-Si in oil environment
Reibverschleißverhalten einer übereutektischen P/M Al-Si-Legierung in einer ölhaltigen Umgebung
The fretting wear behaviour of forged hypereutectic P/M Al-Si in contact with hardened steel and Cu-Sn-Pb bearing
material is investigated. Fretting tests are performed with a view to the movement in the contact between the small end of the connecting rod and the piston pin in a car engine. Therefore, the tests
are carried out under engine oil lubrication at temperatures up to 150° C. The behaviour of the Al alloy is compared to
that of steel, the current connecting rod material. Some tests under non-lubricated conditions are also performed. The
correlation between the friction coefficient, the wear volume and the microscopic wear mechanisms is discussed. After
the running-in wear, a stable wear condition is reached for the Al-Si/steel contact.
Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, BE
Wear
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Toda, Hiroyuki; Kobayashi, Masakazu; Uesugi, Kentaro; Suzuki, Yoshio
Hydrogen micro pores in cast aluminum alloys
Wasserstoffmikroporen in Aluminiumgussteilen
According to our extensive 3-D non-destructive observations for various kinds of cast aluminum alloys, high-density
micro pores have been identified to exist in all of the aluminum alloys except pure aluminum. The observation has been
performed with the largest synchrotron radiation facility in the world, SPring-8. Growth/shrink and formation/
annihilation behaviors of each micro pore are tracked during heat treatments and a plastic forming process. It has been
clarified from the quantitative analysis of 3-D images that the micro pores exhibit the Ostwald ripening during the heal
treatments. It has been found that considerable amount of hydrogen contained in the cast aluminum alloy is trapped In
micro pores, while it is quite limited in a pure aluminum. Various efforts have been reported to eliminate such micro
pores. Annihilation behaviors of micro pores under shot peening are demonstrated in 3-D. Since usually the porosity
acts as fatigue crack initiation sites and fatal defects under tension, this information would be beneficial also from an
industrial point of view. We also reports how mechanical properties of the cast aluminum are degraded due to the
existence of micro pores in this review paper. Especially it is noteworthy that the ductile fracture of aluminum alloys is
dominated by micro pore growth in addition to particle damage that is conventional text-book knowledge.
Toyohashi University of Technology, JP; Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI), Mikazuki, JP
Tsai, Y.-C.; Chou, C.-Y.; Jeng, R.-R.; Lee, S.-L.; Lin, C.-K.
Effect of rare earth elements addition on microstructures and mechanical properties of A356 alloy
Wirkung einer Zugabe von Seltenerdelementen auf das Mikrogeffüge und die mechanischen Eigenschaften der
Legierung A356 (AlSi7MgFe)
A356 is a heat treatable Al-Si-Mg hypoeutectic alloy with a normal composition of 7 wt-%Si and ~0.3 wt-% Mg which has
widespread applications in the aerospace and automotive industries. The influence of the rare earth metals La and Ce
on the microstructures and mechanical properties of A356 alloy has been investigated. The findings indicate that the
modification efficiency of 1 wt-%La is similar to that achieved by commercial modification with 0.02 wt-%Sr, but the
modification efficiency of Ce is lower than those of La and Sr. Two kinds of La or Ce rich intermetallics are found in this
study: AlTiLa(Ce)Mg and AlSiLa(Ce) phases. Although the ductility of the rare earth modified alloys are both greatly
enhanced, no positive effect on ultimate tensile stress that can be attributed to the formation of AlTiLa(Ce)Mg phase
was observed.
Department of Mechanical Engineering, National Central University, Jhongli, TW; Institute of Materials Science and
Engineering, National Central University, Jhongli, TW
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Wang, Baishu; Xiong, Shoumei
Effect of solution treatment on blistering and microstructure of high-pressure die cast A380 alloy
Einfluss des Lösungsglühens auf die Blasenbildung und das Mikrogefüge der Al-Druckgusslegierung A380
Conventional high-pressure die cast (HPDC) components are usually not heat-treatable to obtain a comprehensively
optimized property of strength, ductility and toughness since blistering occurs at the surface of the components during
normal solution treatment cycle. In current paper, a low-temperature and short-time solution treatment technique for
HPDC A380 alloy was investigated, and the effects of the solution treatment time on blistering and microstructures
were studied. A finger shape die was used to produce standard plate shape specimens with 5 different wall thicknesses
ranging from 1.27 mm to 6. 35 mm. The specimens were solution treated at 490"C for different cycles. The
microstructural changes of the solution treated specimens were metallographically observed and the results indicate
that the eutectic silicon phase was spheroidized and the morphologies of Al2Cu and the Fa-containing phase changed
as increasing the solution treatment time.
Tsinghua University, Beijing, CN; Changchun University of Technology, CN
Wang, J.; Dong, X. G.; Yang, Y. S.
Influence of melt purification on mechanical properties of AZ31 magnesium alloy
Einfluss der Schmelzereinigung auf die mechanischen Eigenschaften der Magnesiumlegierung AZ31
This experimental study was conducted to investigate the effect of melt cleanless with respect to the presence of
inclusions on the mechanical properties of AZ31 alloy. The type, morphology and size distribution of inclusions in the
alloy were analysed. The tensile properties of the AZ31 alloy with and without melt purification were tested at room
temperature. The fracture surface of the AZ31 alloy was observed by SEM to reveal the mechanism of fracture
nucleation. By melt purification treatment, most of the inclusions are removed from the AZ31 alloy, and the average size
of inclusions in the alloy is decreased from 16.5 to 2.0 µm. In addition, the tensile strength and especially the elongation
of the alloy are increased. Tensile fracture analysis showed that the inclusions act as crack initiation sites during
fracture. The MgO film, which is the main inclusion in the alloy, contributed to poorer mechanical properties.
Chinese Academy of Sciences, Shenyang, CN
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Wang, Y.; Neff, D.; Schwam, D.; Chen, C.
Optimization of as cast mechanical properties in A356 via simulation and permanent mold test-bars
Optimierung der mechanischen Eigenschaften im Gusszustand bei der Aluminiumlegierung A356 durch Simulation und
Kokillengussbarren
Using as cast test-bars is a quick and convenient method of determining as cast metal quality in the foundry, although
such results are only representative of the section of a casting solidifying at the same rate as the test-bar.
Unfortunately, the current standard test-bar mold suffers from shrinkage porosity, which detracts from best properties.
In this work, computer simulation has been utilized to predict and design an improved permanent mold test-bar mold.
A356 alloy has been melted and treated with best metal cleaning practices (degassing, filtration) in order to assess the
effect of clean metal as a baseline (Phase 1) of this research prior to microstructural enhancements (modification, grain
refinement, SDAS)(Phase 2). The results show that with a knife-ingate in the redesigned test-bar mold, better as cast
properties can be obtained on a more consistent basis throughout a varying mold temperature range. With best
in-furnace clean metal practice and virgin ingot, applying filters in the test-bar mold have minimal effect, but show that
filtration is beneficial if melting recycled metal. Even without the additional micro-structural enhancements, preliminary
results in the standard heat treated T6 condition show that the new test-bar mold delivers a high quality result as
measured by the Quality Index method.
Case Western Reserve University, Cleveland, OH, US
Tagungsbeitrag
Wang, Zhifeng; Zhao, Weimin; Wang, Yuemei; Li, Haipeng; Hur, Bo-Young
Fabrication of the quaternary Mg-Zn-Y-X/X=C, Ti, Cu) Spherical icosahedral quasicrystal phase under
normal casting conditions
Herstellung einer quarternären Mg-Zn-Y-X(X=C, Ti, Cu) spherolithischen ikosaedrischen quasikristallinen Phase bei
normalen Gießbedingungen
For the first time, quartemary Mg-based spherical icosahedral quasicrystal (IQC) phases were fabricated by introducing
C, Ti and Cu into ternary Mg-Zn-Y system under normal casting conditions. The formation mechanism and stability
criterion of spherical IQC were discussed. The results show that: The final morphology of IQC depended on the stability
of spherical l-phase particles during their growth process and be influenced by the size of critical stable radius Rr and
degree of undercooling. A kind of spherical l-phase with high content of Cu but amazing minisize can be produced by
forming bigger thermodynamics undercooling and increasing cooling rate in a proper range. Quartemary spherical IQC
is hopeful of being strengthening phase to novel metal composites.
Hebei University of Technology, Tianjin, CN; Gyeongsang National University, Jinju, KR
Tagungsbeitrag
Weiss, D. J.; Gegel, G. A.; Sudayappan, K. S.
Development of cast Al alloys for elevated temperature (250 C) service
Entwicklung von Aluminiumgusslegierungen für den Einsatz bei höherer Temperatur (250 Grad C)
The aluminum casting alloys have maximum effective operating temperatures of about 200 deg C (392 F), which is
equal to their aging temperatures. While this temperature capability is adequate for most traditional applications,
demands from important industrial sectors as well as the military require lightweight alloys that can be used in the
250-300 deg C (482-572 F) temperature range. For example, the need to reduce the exhaust emissions of medium and
heavy-duty diesel engines has led to the use of two-stage series turbocharger designs for the air systems. Single stage
compressors run at an outlet temperature of about 175 deg C (347 deg F) at sea level. This is the approximate
temperature limit for the currently used cast 354-T61 aluminum alloy impellers. Second-stage outlet air temperatures
are predicted to reach 260 deg C (500 deg F) or higher at sea level conditions and this temperature will increase with
operational altitude.
Eck Industries, Manitowoc, WI, US; Material Process Consultancy, Morton, IL, US; CANMET Materials Technology
Laboratory, Ottawa, ON, CA
Tagungsbeitrag
Wu, Shusen; Sha, Men; Zhong, Gu; Fukuda, Y.; Nakae, H.
Microstructure of casting high-silicon aluminum alloy with additions of Co and RE
Mikrogefüge einer gegossenen siliciumreichen Al-Si-Legierung mit Zusätzen von Cobalt und Seltenerdmetallen
It has significance to further enhance the high-temperature properties of hypereutectic Al-SI alloys for its utilization in
manufacture of engine parts. In this paper, high silicon Al-20Si-2Cu-1Ni-xCo casting alloys have been prepared out with
complex modification of RE-P, and the change of microstructure of the easting alloys under additions of Co and RE at
the same time has been studied. The results show that, the content of Co varying from 0-1.5% has little influence on the
refining effect of P on primary Si and the modification effect of RE on euteoiic Si, but the amount of acioular HE-bearing
compounds gradually increases with the increase of Co content. In addition, the addition of Co has the effect of
neutralizing the harmful effect of Fe, and the Fe-cantaining intermetalhc compound presents as particles instead of long
needles.
Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, CN; Kimura Foundry, Shizuoka, JP; Waseda University, Tokyo,
JP
Tagungsbeitrag
Xiang, Qingchun; Zhao, Jing; Hou, Lina; Wang, Ruichun; Li, Rongde
Effects of scandium and zirconium combination alloying on the microstructure and mechanical
properties of Al-4Cu-1.5Mg alloy
Einfluss eines kombinierten Legierens mit Scandium und Zirkonium auf das Mikrogefüge und die mechanischen
Eigenschaften einer Al-4Cu-1.5Mg-Legierung
The influences of minor scandium and zirconium combination alloying on the as - cast microstructure and mechanical
properties of AWCu-1. 5Mg alloy have been experimentally investigated. The experimental results show that when the
minor elements of scandium and zirconium are simultaneously added into the AI-4Cu-l. 5Mg alloy, the as-cast
microstructure of the alloy is effectively modified and the grains of the alloy are greatly refined. The coarse dendrites in
the microstructure of the alloy without Sc and Zr additions are refined to the uniform and fine equiaxed grains. As the
addttions of Sc and Zr are 0.4% and 0.2%, respectively, the tensile strength, yield strength and elongation of the alloy
are relatively better, which are 275.0 MPa, 176.0 MPa and 8.0% respectively. The tensile strength is increased by 55.
3%, and the elongation Is nearly raised three times, compared with those of the alloy without Sc and Zr additions.
Shenyang University of Technology, CN
Tagungsbeitrag
Xie, Jingpei; Yan, Shuqing; Wang, Alqin; Li, Jiwen; Wang, Wenyan
Microstructure and the wear mechanism of grain-refined Zn-Al alloy during dry sliding against steel
disc
Mikrogefüge und Verschleißmechanismus einer korngefeinten Zn-Al-Legierung bei Trockengleitreibung gegen eine
Stahlscheibe
The low-titanium aluminum alloys produced by electrolysis were prepared and the effects of titanium elements on
microstructure and wear resistance of Zn-Al alloy were investigated. The tested results showed that addition of titanium
by electrolysis is an effective way to refine the grain size of Zn-Al alloy. As the titanium content is 0.04 wt%, the grain
size becomes to be a minimum value. The wear resistance is also improved with the decrease in the grain size. This can
be attributed to the grain boundary strengthening of ZA48 alloy. SEM photomicrographs of the worn surfaces shows
that wear mechanism of ZA48 alloy with and without grain refinement is similar. The grain-refined samples of the alloy
exhibited a more stable friction coefficient than the untreated ones under the same test conditions.
Henan University of Science and Technology, Luoyang, CN
Xing, B.; Li, Y. D.; Ma. Y.; Chen, T. J.; Hao, Y.
Preparation of non-dendritic microstructure of AM60 alloy for rheoforming using self-inoculation
method
Herstellung der Legierung AM60 mit nichtdendritischem Mikrogefüge für das Theogießen nach der Selbstimpfmethode
A rheocasting process, i.e. self-inoculation method (SIM), has been developed for preparing sound semisolid slurry of
AM60 alloy. This process involves mixing between alloy melt and particles of solid alloy (self-inoculants in SIM) and
subsequent pouring of the mixed melt with a multistream fluid director. Results show that the combined action of
self-inoculants and fluid director can create high nucleation and survive rate of the primary Alpha-Mg phase even with
high superheat (85° C) in the AM60 alloy. The melt treatment temperature and addition amounts of self-inoculants are
the main factors influencing the slurry microstructure. In order to prepare high quality semisolid slurries, proper melt
treatment temperature range of 680 - 700° C and self-inoculants addition range of 5-7 % are suggested. The grain
multiplication derives from the heterogeneous nucleation induced by self-inoculants and free crystals and dendrite
fragments enhanced by the fluid director; globular grain growth and coarsening of particles should be contributed to the
microstructure formation.
Heftnummer 4
Xugang, Dong; Jie, Zhou; Yaojun, Jia; Bin, Liu; Zhenzhen, Lei; Wenhao, Wang; Huan, Bi
Influence of Sr on microstructure and mechanical properties of ZL114 cast aloy
Einfluss von Strontium auf das Mikrogefüge und die mechanischen Eigenschaften der Gusslegierung ZL114 (AlSi7)
In the present work, the effects of trace element Sr on the microstructure, tensile properties, fractography and
morphology of the eutectic Si of ZL114A (Al-7Si) cast alloy was investigated. The cast Zl114A aluminium alloy was
prepared using a metal mold, and then heat treated with the T6 technique. The test results of mechanical properties
show that modification element Sr can improve significantly the ultimate tensile strength, elongation and hardness of
the Zl114A-T6 aluminium alloy. By adding 0.04%Sr, the values of the tensile strength Rm, elongation A and hardness HB
increase from 230 MPa, 1 % and 65 to the maximum of 305 MPa, 8 %, and 100, respectively. SEM analysis indicates
that the near tensile fracture surface on longitudinal section of the ZL114A-T6 alloy reveals a transgranular fracture
mode without Sr modification, while the tensile fracture is an intergranular fracture mode after Sr modification. The
morphology of the eutectic Si phase is changed from acicular to fine fibrous.
College of Materials Science and Engineering, Chongqing, CN; Baoji Petroleum Steel Pipe, Baoji, CN; College of
Mechanical and Power Engineering, Chongqing University of Science & Technology, Chongqing, CN
China Foundry
Heftnummer 4
Yanfei, Chen; Shulong, Xiao; Jing, Tian; Yuyong, Chen
Microstructure and mechanical properties of TiAl castings produced by zirconia ceramic mould
Mikrogefüge und mechanische Eigenschaften von Gussteilen aus TiAl-Legierungen, hergestellt in Zirkoniakeramikformen
Owing to their low density and attractive high-temperature properties, gamma titanium aluminide alloys (TiAl alloys,
hereafter) have significant potential application in the aerospace and automobile industries, in which these materials
may replace the heavier nickel-based superalloys at service temperatures of 600 - 900° C. Investment casting of TiAl
alloys has become the most promising cost-effective technique for the manufacturing of TiAl components. Ceramic
moulds are fundamental to fabricating the TiAl casting components. In the present work, ceramic mould with a zirconia
primary coat was designed and fabricated successfully. Investment casting of TiAl blades and tensile test of specimens
was carried out to verify the correctness and feasibility of the proposed method. The tensile test results indicate that, at
room temperature, the tensile strength and the elongation are about 450 MPa and 0.8 %, respectively. At 700° C, the
tensile strength decreases to about 410 MPa and the elongation increases to 2.7 %. Microstructure and mechanical
properties of investment cast TiAl alloy are discussed.
Harbin Institute of Technology, Harbin, CN
China Foundry
Heftnummer 4
Yang, M. B.; Qin, C. Y.; Pan, F.S.; Zhu, Y. ; Liang, X. F.
Comparison of as cast microstructure and mechanical properties of Mg-3Ce-1.2Mn-1Zn and
Mg-4Y-1.2 Mn -1 Zn Magnesium alloys
Vergleich des Mikrogefüges und der mechanischen Eigenschaften im Gusszustand der Magnesiumlegierungen
MgC3MN1,2Zn1 und MgY4Mn1,2 Zn1
The as cast microstructure and mechanical properties of the Mg-3Ce-1.2Mn-1Zn and Mg-4Y-1,2Mn-1ZN (wt-%)
magnesium alloys were investigated and compaered. The microstructural results indicate that the Ce containing alloy is
mainly composed of alpha-Mg and Mg12Ce phases, while the containing alloy mainly consists of a-Mg and Mg12YZn
phases. Furthermore, the Mg12Ce and Mg12YZn phases respectively exhibit quasi-continuous and continuous nets.
The tensile and creep tests indicate that the tensile and yield strengths of the Y containing alloy are relatively higher
than those of the Ce containing alloy, but the elongationof former is a little lower than that of the latter. In addition,
the creep properties of the Y containing alloy are much higher than those of the Ce containing alloy.
Chongqing University of Technology, Chongqing; CN
Int. J. of Cast Metals Res.
Heftnummer 6
Yong, Hu; Li, Rao
Effects of silicon on mechanical properties of AM60 magnesium alloy
Einfluss von Silicium auf die mechanischen Eigenschaften der Magnesiumlegierung AM60
Silicon was added to improve the tensile, wear and creep behaviors of AM60 magnesium alloy in this study. The
investigation has been undertaken by means of universal testing machine, HBE-3000A Brinell hardness tester, M-2000
friction-wear machine, DMA-Q800 creep machine, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM).
The results indicate that the Chinese script type Mg(Index2)Si particles are formed by adding Si into the AM60
magnesium alloy. The ultimate tensile strength and hardness of the AM60 magnesium alloy increases with the Si
addition, and the ultimate tensile strength and hardness of the AM60+1.0wt.%Si alloy are increased by 12 % and 19.8 %,
respectively in comparison with that of the AM60 magnesium alloy. The wear property and the high temperature creep
property of the AM60 magnesium alloy are also improved with Si addition. The wear mechanisms of the AM60 and
AM60+1.0wt.%Si alloys are adhesive wear and abrasion wear, respectively. While, the elongation of the AM60
magnesium alloy decreases with the addition of Si. The optimum Si addition content is 1.0wt.%.
East China Jiaotong University, Nanchang, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Dokumenten-Nummer: W57211
Yong, Hu; Li, Rao
Effects of silicon on mechanical properties of AM60 magnesium alloy
Einfluss von Silicium auf die mechanischischen Eigenschaften der Magnesiumlegierung AM60
Silicon was added to improve the tensile, wear and creep behaviors of AM60 magnesium alloy in this study. The
investigation has been undertaken by means of universal testing machine, HBE-3000A Brinell hardness tester, M-2000
friction-wear machine, DMA-Q800 creep machine, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM).
The results indicate that the Chinese script type Mg(Index2)Si particles are formed by adding Si into the AM60
magnesium alloy. The ultimate tensile strength and hardness of the AM60 magnesium alloy increases with the Si
addition, and the ultimate tensile strength and hardness of the AM60+1.0wt.%Si alloy were increased by 12% and 19.8%,
respectively in comparison with that of the AM60 magnesium alloy. The wear property and the high temperature creep
property of the AM60 magnesium alloy are also improved with Si addition. The wear mechanisms of the AM60 and
AM60+1.0wt.%Si alloys are adhesive wear and abrasion wear, respectively. While, the elongation of the AM60
magnesium alloy decreases with the addition of Si. The optimum Si addition content is 1.0wt.%.
East China Jiaotong University, Nanchang, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Zak, Hennadiy; Kazakewitsch, Alla; Tonn, Babete; Riehemann, Werner
Dispersionsverstärkung naheutektischer Al-Si-Gusslegierungen durch ultrafeine TiC-Partikel
Dispersion strengthening of near eutectic Al-Si cast alloys with nanoscaled TiC particles
Vor dem Hintergrund immer weiter steigender thermischer und mechanischer Belastungen von Motorenkomponenten
wie Kolben und Zylinderköpfen wurden die heute verwendeten warmfesten Al-Si-Gusslegierungen bereits bis in den
Grenzbereich der mechanischen und thermischen Belastung optimiert. Eine weitere Verbesserung der Warm- und
Kriechfestigkeit dieser für die Automobilindustrie wichtigen Werkstoffe kann durch die Zugabe titankarbidhaltiger
Vorlegierungen erreicht werden.
TU Clausthal, Clausthal-Zellerfeld, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 10
Tagungsbeitrag
Zedan, Y.; Samuel, A.M.; Samuel, F.H.; Doty, H.W.
Effects of Sn, Bi, and Pb additions on the mechanical properties and machinability of
Al1%Si-2.25%Cu-0.3%Mg casting alloys
Einfluss von Sn-, Bi- und Pb-Zusätzen auf die mechanischen Eigenschaften und die Zerspanbarkeit von
Al-1%Si-2,25%Cu-0.3%Mg-Gusslegierungen
The addition of small but effective amounts of free-machining elements to Al-Si casting alloys significantly improves the
machinability of these alloys. These added elements, which are softer and have a lower melting point than the matrix
alloy, form as small globules dispersed in the microstructure of the aluminum casting. In this form, the dispersed phase
of low-melting elements promotes chip-breaking and helps to lubricate the cutting tool. The Al-11%Si-2.25%Cu-0.3%Mg
alloys studied, namely 396 alloys, were mechanically tested in order to acquire an understanding of the effects of
additives on the tensile properties under the same alloy conditions used for preparing the machinability test blocks.
Drilling operations were carried out using a high speed machining center under fixed cutting conditions. The
machinability characteristics of these alloys were evaluated by examining the drilling forces and moments, tool life and
chip shape in each case. Results show that the addition of 0.15 wt% Sn has a beneficial effect on the tool life of carbide
drills, which may be ascribed to the precipitation of small and uniformly distributed beta -Sn particles having a low
melting point. Lead is not a suitable choice as an additive because of environmental concerns. Bismuth also has several
detrimental effects associated with its presence in the Al-Si alloys, including the formation of the high melting point
Bi(ind 2)Mg(ind 3) phase and the interaction of Bi with Sr which is mainly added and/or required for Si modification.
Thus, of the free-machining elements tested, Sn is the most promising in the context of improving the alloy
machinability and mechanical properties.
Universite du Quebec, Chicoutimi, QC, CA; King Saud University, Riyadh, SA; General Motors Powertrain Group, Milford,
NH, US
Tagungsbeitrag
Zhang, Jing; Pan, Fusheng; Bai, Chenguang
Microstructure and Deformation Behavior of Mg-Zn-Al-Re Magnesium Alloy
MIkrogefüge und Verformungsverhalten einer Mg-Zn-Al-Re- Magnesiumlegierung
The microstructure and hot deformation behavior of an Er-modified Mg-Zn-Al alloy were evaluated. The results showed
that the addition of rare-earth Er changed the morphology of the quasi-continuous grain boundary networked eutectic
compound to globular particles. Moreover, a selft-strengthening effect was identified for the alloy, which determined its
deformation behavior. After hot extrusion, the yield strength and elongation to failure of the Mg-Zn-Al-Re alloy at 200° C
were increased by 105% and 120%, respectively, due to an emerged dynamic precipitation strengthening mechanism.
Chongqing University, Chongqing, CN
Tagungsbeitrag
Zhang, Jing; Zhang, Baoxiang
Microstructures and Tensile Mechanical Properties of Mg-9Zn-0.6Zr-2Er Magnesium Alloy
As extruded Mg-9Zn-0.6Zr-2Er magnesium alloys were hot-rolled at 400° C, followed by solution treatment at 400° C
for 1.5 h and artificial aging at 200° C for 10 h. Microstructures and tensile mechanical properties of the alloys after
hot rolling, solution and aging treatment were examined respectively. Optical micrographs of the as-rolled and
as-solution alloys showed fine grain structures, due to the formation of Er- and Zn-bearing compounds at grain
boundaries which obviously improved the thermal stability of the alloy. Yield strength as high as about 335 MPa was
obtained for the as-rolled alloy, showing that the mechanical properties of the alloy was greatly benefit from the grain
refinement and dynamic precipitation of fine MgZn(Index2) during hot rolling. Due to solution heat treatment, vast
majority of the Mg-Zn phases dissolved into the matrix, and precipitated out again as fine dispersoid during the
subsequent aging, resulting in an enhanced aging-hardening effect.
Chongqing University, Chongqing, CN
Tagungsbeitrag
Zhang, Xuezhi; Wang, Meng; Sun, Zhizhong; Hu, Henry
Influence of Section Thickness on Microstructure and Mechanical Properties of Squeeze Cast
Magnesium Alloy AM60
Einfluss der Wanddicke auf das Mikrogefüge und die mechanischen Eigenschaften einer nach dem
Squeeze-Casting-Verfahren hergestellten Magnesiumlegierung AM 60
Squeeze cast light alloys has been approved for advanced engineering design of light integrity automotive applications.
An understanding of the effect of section thickness on mechanical properties of squeeze cast magnesium alloys is
essential for proper design of different applications. The present work studied the microstructure and tensile properties
of magnesium alloy AM60 with different section thickness of 6, 10 and 20 mm squeeze cast under an applied pressure
of 30 MPa. The results of tensile testing indicate that the yield strength (YS), ultimate tensile strength (UTS) and
elongation (E(Indexf)) increase with a decreasing in section thickness of squeeze cast AM60. The microstructure
analysis shows that the improvement in the tensile properties of squeeze cast AM60 is mainly attributed to the low level
of gas porosity and the high content of eutectic phases and fine grain structure which resulted from high solidification
rates taking place in the thin section.
Zhiyong, You; Zhaoguang, Zhang; Jinshan, Zhang; Yinghui, Wei
Effect of Ce-rich rare earth on microstructure and mechanical properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb
magnesium alloy
Wirkung von Cer-reicher Seltenen Erde auf das Mikrogefüge und die mechanischenEigenschaften der
Magnesiumlegierung MgZn10Al5Sb0,1
To improve the comprehensive mechanical properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb magnesium alloy, different amount of
Ce-rich rare earth (RE) was added to the alloy, and the effect of RE addition on the microstructure and mechanical
properties of Mg-10Zn-5Al-0.1Sb alloy was investigated by means of Brinell hardness measurement, scanning electron
microscopy (SEM), energy dispersive spectroscope (EDS) and X-ray diffraction (XRD). The results show that an
appropriate amount of Ce-rich rare earth addition can make the Al4Ce phase particles and CeSb phase disperse more
evenly in the alloy. These phases refine the alloy's matrix and make the secondary phases (Tau-Mg32(Al,Zn)49phase
and Phi-Al2Mg5Zn2 phase) finer and more dispersive, therefore significantly improve the mechanical properties of the
Mg-10Zn-5Al-01.Sb alloy. When the RE addition is 1.0 wt.%, the tensile strengths of the alloy both at room temperature
and 150° C reach the maximum values while the impact toughness is slightly lower than that of the matrix alloy. The
hardness increases with the increase of RE addition.
Taiyuan University of Technology, Taiyuan, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Dokumenten-Nummer: 12.11.201257189
Zuo, Y. B.; Jiang, B.; Zhang, Y.; Fan, Z.
Melt Conditioned DC(MC-DC) Casting of Magnesium Alloys
A new melt conditioned direct chill (MC-DC) casting process has been developed for producing high quality magnesium
alloy billets and slabs. In the MC-DC casting process, intensive melt shearing provided by a high shear device is applied
directly to the alloy melt in the sump during DC casting. The high shear device provides intensive melt shearing to
disperse potential nucleating particles, creates a macroscopic melt flow to distribute uniformly the dispersed particles,
and maintains a uniform temperature and chemical composition throughout the melt in the sump. Experimental results
have demonstrated that the MC-DC casting process can produce magnesium alloy billets with significantly refined
microstructure and reduced cast defects. In this paper, we introduce the new MC-DC casting process, report the grain
refining effect of intensive melt shearing during the MC-DC casting process and discuss the grain refining mechanism.
BCAST, Brunel University, Uxbridge, GB
Tagungsbeitrag
Ajit Kumar Jaiswal; Mridul Kumar Sardar
Advancements in electric arc furnaces peratining to energy conservation
Fortschritte bei Elektrolichtbogenöfen bezüglich Energieeinsparung
Electric Arc Furnace (EAF) being a power-intensive equipment, EAF based industries are highly dependent on scarce
electric energy. This is the reason Government of India is highly concerned about this and laid emphasis on the
conservation of electric energy. This paper highlights factors contributing to reduction in specific electric energy
consumption in EAF and highlights advancements In EAF in last few years and how they Improved Important parameters
including specific power consumption. To name a few, these are introduction of oxy-fuel burners, foamy slag practice,
increased usage of hot metal/DRI, postcombustion of CO gas for preheating of scrap, improved selection & design
criteria of electrics, power demand management, process automation, etc. This Paper has cited some data of
improvements on account of measures taken individually and jointly paper mentions recently commercialized new
processes like Consteel, Conarc and their advantages over the conventional EAFs.
Steel Authority of India Ltd. (SAIL), Ranchi, IN
Andorf, Stefan; Dötsch, Erwin; Konjer, Johann; Rische, Marco
Technologie für das Schwerkraft- und Niederdruckgießen von Eisenwerkstoffen
Die Produktion von Serienteilen aus Eisenwerkstoffen, die im Sandgießverfahren hergestellt werden, erfolgt auf voll
automatisierten Formanlagen, die in Taktzeiten von 5 bis etwa 60 s Sandformen herstellen. An die zugehörigen
Gießeinrichtungen zum dosierten Füllen der Formen mit der Eisenschmelze werden hohe Anforderungen gestellt, die
sich besonders bei den kurzen Taktzeiten nur mit automatisierten Gießsystemen erfüllen lassen. Voraussetzung für
deren Einsatz ist die Messung und Regelung des Füllstandes der Schmelze im Eingusssystem der Form. In diesem
Fachartikel wird nach Vorstellung geeigneter Gießeinrichtungen das Gießsystem OptiPour beschrieben, das auf Basis
der Füllstandsmessung im Einguss mittels Punktlaser, Kamera oder Linelaser das automatische Gießen der gängigen
Gusseisenschmelzen in kurzen und längeren Gießzeiten ermöglicht. Anschließend wird der Einsatz des Regelsystems
beim Niederdruckgießen von Stahlschmelzen aus einem modifizierten Gießofen vorgesteltl.
Giesserei
Heftnummer 11
Tagungsbeitrag
Andree, Wolfgang
Energieeffizienz beim Induktionsschmelzen in Eisen- und Stahlgießereien
Energiebilanz eines Induktionsofenschmelzbetriebes. Entwicklungsplan zur Verbesserung der Energieffizienz.
Verbesserte Integration des Schmelzbetriebes in die Gießereiproduktion. Energiebenchmark für Gießereien.
(Folienvortrag)
ABP Induction Systems, Dortmund, DE
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: CD-ROM-Beitrag
Tagungsbeitrag
Bettinger, Frank; Kenzler, Markus
Abwärmenutzung an einem Kupolofen
Schematische Darstellung des Abgassystems und der Abwärmenutzung in einem Kupolofenbetrieb (Folienvortrag)
Georg Fischer Automobilguss, Singen, DE
Tagungsbeitrag
Chind, Nick
The increasing importance of ladle lining technology in the modern ferrous foundry
Zur wachsenden Bedeutung der Pfannenauskleidungstechnologie in der modernen Eisengießerei
Ein hoher Anteil der Energiekosten einer Eisengießerei oder Stahlgießerei entfällt auf Kosten zum Schmelzen und
Warmhalten des flüssigen Metalls auf dem Weg vom Schmelzofen zur Gießform. Daher kommt der wärmeisolierenden
Wirkung der feuerfesten Auskleidung von Transportpfannen große Bedeutung für die Reduzierung der Energiekosten
und Verbesserung der Kohlendioxid-Bilanz zu. Die kontrollierte Begrenzung des Wärmeverlustes erlaubt zudem eine
bessere Kontrolle der Gießtemperatur, die Begrenzung der Überhitzung und die Vermeidung metallurgischer Probleme
durch zu niedrige Gießtemperaturen. Im Forschungslabor von Castings Technology International (CTI) in Sheffield, GB,
wurde die Effizienz der Wärmeverlustbegrenzung einer mit 900 kg niedriglegierter Stahlschmelze gefüllten
Transportpfanne mit einem isolierenden, 40 mm dicken Pfannendeckel (Kaltek L200, Foseco Europe, Tamworth,
Staffordshire, GB) untersucht, wobei unterschiedliche Pfannenauskleidungen (Kaltek 500 auf Siliciumdioxid-Basis, 25
mm Wanddicke; Kaltek 800 auf Aluminiumsilikat-Basis, 25 mm Wanddicke; Kaltek ISO 18S Cold Start beziehungsweise
Hot Start, 70 mm Wanddicke der Seiten, 115 mm Auskleidungsdicke des Bodens; konventionelle 85 %
Aluminiumoxid-Gießmasse mit Vorwärmung auf 800 deg C beziehungsweise 1100 deg C) erprobt wurden. Die
Untersuchungen zeigten einen deutlichen Einfluss von Auskleidungstyp und Auskleidungstemperatur zum Zeitpunkt der
Befüllung auf den Wärmeverlust, außerdem sorgte eine isolierende Pfannenabdeckung in jedem Fall für einen
reduzierten Wärmeverlust. Eine effektiv isolierende Pfannenauskleidung erlaubt die Reduzierung der Überhitzung und
damit des Abbrandverlustes und der Gasaufnahmeneigung der Schmelze, beträchtliche Energieeinsparungen und
höhere Flexibilität der Flüssigmetall-Transportdauer. Eine niedrigere Abstichtemperatur erhöht durch Reduzierung der
Schmelzdauer auch die Produktivität der Gießerei.
Foseco Europe, Tamworth, GB
Tagungsbeitrag
Cobos, Luis; Rodriguez, Patxi; Carmicer, Pedro; Simonnin, Patrick; Montegu, Franck
High power thermal plasma heating (HPTP) in automatic casting units: tomorrow's technology
applied to today's casting
Erwärmen mit Hochleistungsplasmabrennern in automatischen Gießeinrichtungen: die Technik von morgen für das
Gießen von heute
Unbeheizte und mit Rinneninduktoren beheizte Gießautomaten weisen etliche Nachteile hinsichtlich des optimalen
Temperaturregimes und der Schlackebildung auf. Hochleistungsplasmabrenner als Hitzequelle in Gießautomaten
dagegen erlauben die gezielte Erwärmung der für den Guss gerade benötigten Schmelzemenge auf die jeweils benötigte
Gießtemperatur und kombinieren die Vorteile beheizter und unbeheizter Gießeinrichtungen: einfache Bauform im
Vergleich mit Rinneninduktoren, vollständige Entleerbarkeit für flexiblere Werkstoffeinsätze (unterschiedliche Gusseisen
oder Stahlqualitäten), geringere Schlackemengen und Einschlussrisiken. Die Plasmabrennertechnologie ermöglicht die
Einstellung der Gießtemperatur mit einer Genauigkeit von +/- 5 deg C und eine verbesserte Temperraturkorrektur,
erfordert dafür aber die automatische Regelung der Verfahrensparameter (Expertensystem, optische und
Tauchpyrometer zur Temperaturkontrolle). Durch Senkung des Schmelzenergieverbrauchs dank Einschmelzen nur der
jeweils benötigten Metallmenge und geringerer Überhitzung werden die Produktivität erhöht und die Energieeffizienz des
Gießautomaten um 20 % verbessert; außerdem entfällt der Strombedarf für das Warmhalten der Pfannen mittels
Rinneninduktoren. Die Flexibilität von Hochleistungsplasmabrennern erlaubt eine rasche Reaktion auf
Temperaturveränderungen durch entsprechende Leistungsanpassungen, zum Beispiel beim Anstieg der
Schmelzetemperatur in der Pfanne beim Nachfüllen aus dem Schmelzofen, kürzere Aufheizzeiten nach
Abschaltperioden beim Anfahren und reduzierte Instandhaltungszeiten. Niedrigere Abstichtemperaturen reduzieren bei
Gusseisen mit Kugelgraphit den Ferrolegierungsverbrauch (bei FeSiMg um 5 bis 10 %), genauere Temperaturregelungen
ermöglichen stärker optimierte Gießsysteme mit verbesserter Metallausbringung. Hochleistungsplasmabrenner sind
flexibel an die jeweilige Ofengeometrie anpassbar, lassen sich mit Rinneninduktoren kombinieren (Halten der Schmelze
bei Temperaturen unterhalb der Gießtemperatur mittels Rinneninduktoren, Erwärmung auf Gießtemperatur mit
Plasmabrennern) und haben sich entgegen erster Befürchtungen nicht als schädlich für die metallurgische Qualität von
Gusseisen mit Kugelgraphit erwiesen (keine Verschlechterung von Härte, Zugfestigkeit oder Schlagfestigkeit). Der
Magnesiumabbrand erwies sich sogar als niedriger als bei induktiver Erwärmung. Differentialthermoanalytische
Untersuchungen von Gusseisen mit Kugelgraphit und Gusseisen mit Lamellengraphit im Vergleich zwischen induktiver
und Plasmaerwärmung belegen eine Verbesserung der metallurgischen Qualität durch verbesserte Keimbildung, was in
Verbindung mit einer Vorimpfung zu einer Einsparung (bis zu 100 %) der Gießstrahlimpfmittel führen kann.
INASMET-Tecnalia, San Sebastian, ES; SERT Metal, Lyon, FR
Buch
Dötsch, Erwin
Inductive Melting and Holding - Fundamentals; Plants and Furnaces; Process Engineering
Introduction; Fundamentals; Components of a Crucible Furnace Plant; Components of Channel Furnaces;
Electromagnetic Stirrers and Pumps; Furnace Design and Energy Requirements; Melting Metallurgy of Iron and Non-Iron
Materials; Operation of Induction Plants in Iron Foundries; Melting Cast Steel in Induction Crucible Furnaces; Induction
Crucible Furnaces in Mini Steel Works; Induction Systems in the Aluminium Industry; Induction Plants for Copper
Materials; Induction Plant for Melting Zinc
Erscheinungsjahr 2009 (259 Seiten, 202 Bilder, 22 Tabellen, 136 Quellen)
Dötsch, Erwin
Induktionsofentechnologie und Energieeffizienz
Beschrieben werden zunächst die anwendungstechnischen Merkmale des Induktionsverfahrens, der Elektrowärme
sowie die Energieffizienz moderner Induktionsofenanlagen. Zur Enegieffizeinz gehören ein gut geführter Schmelablauf
und das richtige Anlagenkonzept; beide werden beschrieben.
ABP Induction Systems, Dortmund, DE
Giesserei
Heftnummer 6
S. 158-160; 162; 164-166; 168; 170 (9 Seiten, 16 Bilder, 0 Tabellen, 0 Quellen)
Buch
Dötsch, Erwin
Induktives Schmelzen und Warmhalten - Grundlagen, Anlagenaufbau, Verfahrenstechnik
Einleitung; Grundlagen, Aufbau der Tiegelofenanlage; Aufbau des Induktionsrinnenofens; Elektromagnetische Rührer und
Pumpen; Ofenauslegung und Energieaufwand; Schmelzmetallurgie von Eisen- und Nichteisen-Werkstoffen; Betrieb von
Induktionsanlagen in Eisengießereien; Schmelzen von Stahlguss im Induktionstiegelofen; Induktionstiegelöfen im
Ministahlwerk; Induktionsanlagen in der Aluminium-Industrie; Induktionsanlagen für Kupferwerkstoffe; Induktionsanlagen für Zink
Erscheinungsjahr 2009 (264 S. Seiten, 136 Quellen)
Dötsch, Erwin
Jahresübersicht: Elektroöfen zum Schmelzen, Warmhalten und Gießen (45. Folge)
Giesserei
Heftnummer 6
Dötsch, Erwin
Jahresübersicht Elektroöfen zum Schmelzen, Warmhalten und Gießen (46. Folge)
Literaturschau zu Neuentwicklungen bei Elekroöfen zum Schmelzen, Warmhalten und Gießen, zur Energieeffizienz im
Schmelzbetrieb und zur Lebensdauer von Feuerfestauskleidungen von Induktionsöfen
Giesserei
Heftnummer 6
Dötsch, Erwin
Refractory Demands on Inductive Melting of Cast Iron
Anforderungen an die Feuerfestauskleidung beim induktiven Schmelzen von Gusseisen
The medium frequency crucible furnace has become a standard melting unit in iron foundries, particularly since it have
reached the state-of-the art with frequency converter power supplies (1). The refractory lining is a major component of
such induction crucible furnaces. It influences proper functioning, operational reliability and safety, metallurgy and
profitability. After defining the particular demands on the refractory crucible by the principle of the inductive energy
transmission, this contribution first looks at the characteristics of the acid silica lining as the best refractory material for
induction crucible furnaces; then the different kinds of lining wear in dependence on the operation conditions are
discussed and finally the crucible monitoring procedures described.
ABP Induction Systems GmbH, Dortmund, DE
Refractories Worldforum
Heftnummer 3
S. 99-105
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen:
Drevin, Jerome
TRIAD - Eine neue Gruppe anwenderfreundlicher hochleistungsfähiger Gießmassen
Im zementfreien TRIAD-System entfällt der Kalkanteil (CaO), der bei zementhaltigen Gießmassen zur Schlackebildung
bei höheren Temperaturen führt. BeimAbbindenentwickeln sic Entlüftungskanäle, dei dn schnellen Austritt vonDampf
aus dem System errmöglichen, ohne die Feuerfesteigenschaften zu beeinträchtigen.Die mittlere Porengröße ist so
klein,dass dei Penetration von Gasen, Schlacken und Schmelze bei betriebstemperatur verhindert wird. Im Beitrag
werden weitere Eigenschaften und Verhaltenweisen beschrieben.
Foseco; Borken, DE
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3/4
Tagungsbeitrag
Duca, W. J.
How treated ductile iron returns contribute to channel furnace inductor lining wear - Part II
Wie ist Schrott von Gusseisen mit Kugelgraphit zu behandeln, um den Verschleiß der feuerfesten Auskleidung von
Induktionsrinnenöfen zu mindern, Teil II
The mechanism of lining wear in an inductor lined with a spinel bonded magnesia lining and melting ductilebased iron is
discussed. The magnesium in the ductile iron returns reduces the alumina in the spinel bond. The magnesia, which is
formed, is washed away by the metal movement in the inductor resulting in increased metal saturation. The inductor life
for a spinel bonded magnesia lining is limited to about 30,000 tons throughput before metal saturation reaches the
bushing.
Duca Manufacturing, Boardman, OH, US
Enzenbach, Thomas
Jahresübersicht Kupolofen (48. Folge)
Giesserei
Heftnummer 10
Finck, Didier; Heumannskaemper, Dieter
Matching the Crucible to the Application
Anpassen des Tiegelofens an die Anwendungsanforderungen
Use this how-to guide to select an optimal crucible given your metalcasting facility operations, applications and desired
crucible characteristics.
Morgan Molten Metal System
Modern Casting
Heftnummer 5
Jain, R. K.
Experimental Investigations and Modelling of Specific Fuel Consumption of Rotary Furnace
Experimentelle Untersuchungen und Modellierung des spezifischen Brennstoffverbrauchs von Drehöfen
The average percentage error of model 1 is -0.524% and of model 2 is 1.28%. The variations of both of these models are
much lower than acceptable limits of +/- 10%. Hence models are acceptable and further can be used for simulation.
B.S.A. College of Engg. & Techn., Mathura, IN
Heftnummer 6
Jain, R. K.; Sing, Ranjit
Modelling, Optimisation and Simulation of Rotational Speed, Fuel Consumption and Melting Rate in
Rotary Furnace
Modellierung, Optimierung und Simulation von Drehgeschwindigkeit, Brennstoffverbrauch und Schmelzleistung in einem
Drehtrommmelofen
On basis of modelling, optimisation and simulation, it is concluded that for maximum melting rate, minimum melting
time and specific fuel consumption, the rotary furnace should be rotated at 1 rpm. This is verified by the modelled,
optimised and simulated values by regression modelling, numerical technique and artificial neural networks. The results
obtained resembles very closely to the values obtained by the experiments conducted on the rotary furnace.
B.S.A. College of Engineering and Technology, Mathura, IN; Dayalbagh Educational Institute, Dayalbagh, IN
Heftnummer 3
Jain, R. K.; Chaturvedi, D. K.
Modelling and Optimisation of Variables Affecting Specific Fuel and Energy Consumption in
LDO-Fired Rotary Furnace
Modellbetrachtung und Optimierung der Variablen in Bezug auf den spezifischen Brennstoff- und Energieverbrauch in
mit LDO befeuerten Drehtrommelöfen
The experimental, modelled optimised and simulated, all values of oxygen consumption/heat lies within the permissible
limits of +/- 10 %, hence are valid and acceptable. Back propagation algorithm method suggests that oxygen
consumption is 34.0 m(exp3) for same specific fuel consumption of 0.260 litres/kg. These values are based on
experimental investigations on 200 kg furnace but can further be used for any size of furnace. The MATLAB is capable
of modelling and optimisation an ANN (Artificial Neural Networks) is capable of simulation of rotary furnace parameters
with sufficient accuracy.
B.S.A. College of Engg. and Techn., Mathura, IN; D.E.I., Dayalbagh, Agra, IN
Heftnummer 2
Kleisa, Kurt; Lehmann, Joachim; Verfuß, Franz; Simon, Gert
Entwicklung umweltfreundlicher Briketts für industrielle Feuerungsanlagen
In den zurückliegenden Jahren wurde bei der Bergbau-Forschung GmbH mit finanzieller Unterstützung des Ministers für Wirtschaft, Mittelstand und Technologie des Landes NRW sowie des Bundesministers für
Forschung und Technologie ein umweltfreundliches Industriebrikett entwickelt. Unter Verwendung von Melasse und
Hydratkalk als Bindemittel weist dieses Brikett beim Einsatz in Wanderrostfeuerungen ab etwa 5 MW thermischer
Leistung ein hervorragendes Brennverhalten und eine beachtliche Verminderung des Schwefeldioxid- und des
Stickoxidgehaltes in den Rauchgasen auf, die den Anforderungen der TA-Luft gerecht wird.
Die Ruhrkohle AG, Projektleitung Wärmemarkt, hat sich schon während der Entwicklungsphase der Übertragung in ein
technisches Produktionsverfahren angenommen und in enger Zusammenarbeit mit der Bergbau-Forschung seit 1985
mehrere Großversuche erfolgreich durchgeführt, in denen Brikettchargen bis zu 1.000 t produziert und in
Wanderrostfeuerungen mit thermischen Leistungen bis zu 46,5 MW verbrannt wurden.
Weitere Untersuchungen zielten einerseits auf eine technische Optimierung der Brikettherstellung und -verbrennung ab und waren andererseits auf ein besseres Verstehen der bei der Verbrennung ablaufenden
physikalisch-chemischen Vorgänge bezüglich der Schwefeleinbindung in die Brikettasche und der Verminderung der
NO(Index x)-Emission ausgerichtet.
DMT-Institut für Rohstoffe und Aufbereitung, Essen, DE; Ruhrkohle AG, DE
Glückauf-Forschungshefte
Heftnummer 4/5
Lehmann, Sandra; Kollenberg, Wolfgang
Was steckt hinter dem Begriff "thermische Beständigkeit"?
Der Schmelzpunkt des Gesamtprodukts "Feuerfest" in einem Material ist durch die chemische Zusammensetzung der
enthaltenen feuerfesten Stoffe sowie durch die Mineralphasen, die den Schmelzpunkt der Gesamtmischung der
feuerfesten Produkte zu niedrigeren Temperaturen hin beeinflussen können, definiert. Weiterhin wird der Schmelzpunkt
durch Umwandlungs- und Zersetzungsreaktionen innrhalb der feuerfesten Stoffe sowie von der Ausbildung von
Systemen verschiedener Oxide unter Bildung von Eutektika wesentlich beeinflusst.
Werkstoffzentrum Rheinbach, Rheinbach, DE
Giesserei
Heftnummer 4
S. 56-58; 60-61 (5 Seiten, 5 Bilder, 2 Tabellen
Tagungsbeitrag
Malpohl, Klaus
Energieeffizienz im Schmelz- und Warmhaltebetrieb von Aluminiumgießereien
Beschreibung des Schmelzsystems Strikomelter. Tafel mit Entscheidungskriterien und Energieverbrauch von Ofentypen
(Folienvortrag)
StrikoWestofen, Wiehl, DE
Ming, Gao; Lina, Jia; Xiaoxia, Tang; Xiaojian, Li; Renjie, Cui; Hu, Zhang
Interaction mechanism between niobium-silicide-based alloy melt and Y(Index2)O(Index3) refractory
crucible in vacuum induction melting process
Interaktionsmechanismus zwischen einer Schmelze auf Basis Niob-Silicium und dem Yittriumoxid-Feuerfesttiegel beim
Vakuuminduktionschmelzverfahren
The Y(Index2)O(Index3) crucibles were introduced in the study as an alternative to the traditional ceramic ones in
vacuum induction melting of multi-component Nb-16Si-22Ti-2Al-2Hf-17Cr (at.%) alloys, to reveal the possible
interactions between the alloy melt and the refractory crucible. Multiple melting time lengths and two cooling schemes
were designed and used for the experiments. The chemical composition and microstructure of the tested alloy and the
melt-crucible interaction were investigated and evaluated. In the experiments, Y(Index2)O(Index3) crucible displays
good physical-chemical compatibility. The results indicate that the increment of O element in the as-cast ingot is
0.03at.%-0.04at.% (72-97 ppm) and the increment of Y element is very significant. The key feature of the alloy melt
interacting with Y(Index2)O(Index3) ceramics are analyzed and concluded in the paper. As a result of the dissolution
reaction xY(Index2)O(Index3) (in molten alloy) + (1-x)HfO(Index2) (impurity) Hf(Index1-x)Y(Index2x)O(Index2-x), a
continuous double-layer solid film consisted of HfO(Index2) solid solution (~ 5µm) is formed on the surface of the best
ingot after cooled down in the crucible. The experimental results show that the Y(Index2)O(Index3) crucible is applicable
to the vacuum induction melting of Nb-Si based alloys.
Beihang University, Beijing, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Muralidhar, M.
Development of intelligent induction furnace and estimation of furnace intelligence quotient: a
study
Entwicklung eines intelligenten Induktionsofens und Abschätzung des Ofenintelligenzquotienten: eine Studie
It is the dream of human beings to create machines, which possess human lite intelligent attributes for taking decisions
in shop floor. Intelligent induction furnace is a furnace that teams and can solve problems by reasoning and inference.
Intelligent furnace Is one that can perform a task in the presence of variables. Intelligent controller is any control
system that can deliver a degree of human-like response to stimuli. The various tools and techniques used for imparting
intelligence to machines are neural networks, genetic algorithms, expert systems, evolutionary computing, case-based
reasoning, fuzzy logic, vision systems, CCD cameras, sensors and actuators, cybernetics and holonic systems. In the
present work an induction furnace of gray iron foundry has been considered for development of procedure and
measurement (estimation) of FIQ. Two more alternative induction-melting systems (modified and intelligent) are also
considered for measurement (estimation) and comparison of FIQ. From the existing literature It is found that no
research work seems to have been done in this area (induction melting systems). Hence an attempt has been made to
develop a procedure for estimation of FIQ for three different Induction-melting systems. This work is considered to be
useful for comparison of FIQ for different furnaces manufactured by several manufacturers in the real world scenario.
North Eastern Regional Institute of Science and Technology (NERIST), Itanagar, IN
Oehrlein, Randy; Hall, John;
Which Molten Aluminum Transfer System Is For You?
Welches Aluminiumschmelzetransportsystem ist das richtige für Sie?
Welche Methode des Transports von Metallschmelze vom Ofen zur Form die beste ist, ist von Gießerei zu Gießerei
unterschiedlich und hängt von einigen Faktoren ab. Vwrschiedene Systeme weden vorgestellt und in einer Tabelle
werden die Entscheidungskriterien genannt, bewertet und gewichtet.
Carley Foundry, Blaine, MN, US; CMH Manufacturing, Lubbock, TX, US
Modern Casting
Heftnummer 8
Oldin, Jonas
QD: Quick drying (hitro susenje) - nova generacija livnih ognjevzdrznih materialnov: Prednosti hitro
susecih se livnih ognjevzdrznih materialov za livarske lonce
QD: Schnelltrocknung - eine neue Generation von Gießmassen: Die Vorteile von CD-Gießmassen in Gießpfannen
In many foundry operations, transport, pouring and treatment ladles are commonly, lined with conventional castable,
LCC, ULCC or wet ramming/plastic refractory. This can bring several disadvantages, such as reduced life and cracking due to thermal cycling. Refractory linings in foundry ladles are constantly
exposed to thermal cycling. This high load of thermomechanical stress leads to cracks. The constant thermal cycling of
the refractory lining is one of the essential factors that determine the life of the lining. The structure of production lines
gives an unfavourable temperature fluctuation in the transport and pouring ladles. These problems are created due to
preheating availability, cold tapping and production tempo. The ladle handling is subordinate to the demands of
production.
Furthermore there is always a demand to save energy and the long drying cycles with today's lining this is a clearly
improvement field.
Availability of ladles is also very essential in today's foundry operation. The turn around time from scraped to new ladle
lining with conventional castable, LCC, ULCC is very time consuming, the installation steps and curing and drying of the
castable prior to operation locks the ladle from production. An improvement in a shorter turn around time gives a more
flexible ladle park and less manhours in the refractory shop.
Furthermore, a strictly controlled long drying programme is always required for conventional castable, LCC, ULCC or
wet ramming/plastic refractory. The safety aspects need to be considered at every stage of the operation. Drying of
these lining is an energy and cost intensive operation.
Calderys Nordic AB, Göteborg, SE
Livarski Vestnik
Heftnummer 3
Ruirun, Chen; Feng, Huang; Jingjie, Guo; Hongsheng, Ding; Jieren, Yang; Hengzhi, Fu
Electromagnetic characteristics of square cold crucible designed for silicon preparation
Elektromagnetische Eigenschaften eines rechteckigen kalten Tiegels für das Gießen von Silicium
In the present work, the strength and distribution of electromagnetic field in the square cold crucible that designed for
casting multicrystalline silicon were measured and analyzed using a small coil method. The results show that in the
perpendicular direction the maximum of magnetic flux density (B) appears at the position slightly above the middle of
the coil, and then B attenuates toward both sides, and decreases more to the bottom of the crucible. In the horizontal
direction, from the edge (corner) to the center, B firstly decreases gradually, and then slightly increases in the center.
While along the inner sides of the crucible, the distribution is relatively uniform, especially in the effective acting range.
B increases with the increasing of the input power. Moving the coil to the top of the crucible, B increases and the
effective range of the electromagnetic field becomes bigger. For the coils with different turns, the five turns coil can
induce the highest magnetic flux density.
China Foundry
Heftnummer 2
Soudier, Jérome; Fowler, Andrew; Oldin, Jonas
QD NCC: Quick Dry No Cement Castables - A novel non-cementitious mineral bond permitting
flexible installation, rapid heating and reduced thermal shock possibility
QD NCC: Neue schnelltrocknende zementfreie Gießmassen: Ein neuer zementfreier mineralischer Binder, der eine
flexible Installation, ein schnelles Aufheizen und ein geringeres Thermoschockrisiko ermöglicht
A novel non-cementitious mineral refractory bond system called Quick Dry No Cement Castable (QD NCC) bond has
been developed. This bond is based on surface interaction/gel formation between ultra-fine pure mineral reactants
when in contact with water. The QD NCC ladle lining concept shows significant advantages over traditional castable
linings for foundry ladles installations. Refractory installation times can be reduced by several days resulting in higher
ladle availability and flexibility. Energy savings over traditional castable linings can be obtained during the installation
phase.
Saint Quentin Fallavier, Calderys Research Department, Saint Quentin Fallavier, FR; Calderys UK Ltd. Leeds, GB;
Calderys Nordic AB, Göteborg, SE
Heftnummer 4
Thion, Gilles
The cupola constributes to sustainable development
Der Kupolofen trägt zu einer nachhaltigen Entwicklung bei.
Cupolas produce good cast iron while recycling old scraps, briquetted turnings, galvanized sheet, urban wastes, old
tyres and various kinds of scrap. Content: The best available technologies, comparison of energy consumption, energy
savings, altrnative fuels, metallic charges and sustainable development.
Fonderies Fondatel Lecomte, BE
Fonderie
Heftnummer 9
Tomba M, A. G.; Camerucci, M. A.; Cavalieri, A. L.; Martorello, L.; Galliano, P. G.
Ladle Filler Sand Evaluation
Entwicklung eines Hinterfüllsandes für Pfannen
High free opening rates of ladles are required in steelmaking to improve steel quality. The use of an oxygen lance for the
artificial opening results in product downgrading by steel oxidation. Free opening rate is mainly determined by the
performance of the ladle filler sand. Different types of sands are incorporated into the inner nozzle and well block after
ladle preheating in order to act as a filler material. Chromite- based sands are one of the most widely used. Several
operative variables and materials characteristics affect their inservice performance. In this work a set of chromite ladle
filler sands of different compositions is analyzed by different laboratory characterisation techniques. The work is
focused on the understanding of the sintering behaviour of the sands under operative conditions. With this aim, samples
were shaped and sintered by different thermal treatments for further microstructural and mechanical evaluations.
Thermal evolution was also evaluated through dynamic thermal analysis tests. Results from laboratory tests showed two
sintering patterns of the sands at liquid steel temperatures. The predominance of each of them mainly depend on the
quartz content of the sand Quartz-containing sands show higher densification during sintering and high percentages of
liquid phase formation. On the contrary, quartz-free sands show lower volume changes on sintering, but sintered
samples present higher mechanical strengths. ladle casting channel where they are introduced. Temperatures around
1600 grd C are expected in the upper layer which is in contact with the liquid metal. In that zone a crust or bridge is
usually formed by sintering and/or interaction with steel, which must be broken by the ferrostatic pressure when the
ladle valve is opened. Thus, sand sintering degree and/or reactivity with steel and slag are critical parameters that
strongly affect the ladle opening mechanism. In this work a set of chromite ladle filler sands of different compositions is
analyzed by different laboratory characterisation techniques. The analysis includes X-ray diffraction, microstructural
analysis by scanning electron microscopy and granulometric analysis. The work is focused on the understanding of the
sintering behaviour of the sands under operative conditions. With this aim, samples were shaped and sintered by
different thermal treatments. at temperatures between 1000 and 1650 grd C. Then, microstructural evaluation and
mechanical compressive strength determination of the obtained samples was done. Thermal evolution of the sands was
also evaluated through dynamic thermal analysis tests. Results from laboratory tests showed two sintering patterns of
the sands at liquid steel temperatures. The predominance of each of them mainly depend on the quartz content of the
sand Quartz-containing sands show higher densification during sintering and high percentages of liquid phase
formation. On the contrary, quartz-free sands show lower volume changes on sintering, but sintered samples present
higher mechanical strengths. Thermal evolution of the sands was also evaluated through dynamic thermal analysis
tests.
INTEMA University of Mar del Plata, AR; Center for Industrial Research, Tenaris Siderca, AR
Schmelzeinrichtungen, Auskleidung;
Trauzeddel, Dietmar; Schmitz, Wilfried
Anlagen- und verfahrenstechnische Neuentwicklungen der Induktionsofentechnik
Vorgestellt werden aktuelle Entwicklungen in Bezug auf den Einsatz spezieller Schaltungstechniken zur gezielten
Beeinflussung der metallurgischen Möglichkeiten der induktiven Schmelztechnik und das Konzept eines induktiven
Pfannensystems, welches sowohl als Transport- und Warmhaltegefäß als auch als metallurgisches Zusatzaggregat
eingesetzt werden kann. Neben dem in der Praxis bewährten Tiegelüberwachungssystem OCP hat Otto Junker für die
periodische optische Kontrolle der Tiegelinnenkontur das Lasergerät Lining Periscope konstruiert und erfolgreich
erprobt, wie in dem Bericht ausgeführt wird. Welche Energieeffizienzverbesserung der Einsatz der Energiespule bietet,
wird an Hand von Beispielen der industriellen Anwendung aufgezeigt.
Otto Junker, Simmerath, DE
Gießerei
Heftnummer 6
Trauzeddel, Dietmar
Einsatzkriterien und Anwendungsbeispiele von Induktionsöfen zum Speichern und Warmhalten von
flüssigem Eisen
Der Einsatz von Induktionsöfen zum Warmhalten und Speichern von flüssigem Eisen wird insbesondere durch folgende
Anforderungen des Gießprozesses bestimmt:
- Einhaltung enger Analysen- und Temperaturtoleranzen
- zeit- und mengengerechte Bereitstellung des gießfertigen Metalls
- Ausgleich von zeitweiligen Schwankungen im Flüssigeisenbedarf
Dazu ist festzustellen, dass mehr als 10 % der Ausfälle an Formanlagen auf das Fehlen von gießfertigem Metall
zurückzuführen sind und ca. ein Drittel des Gießereiausschusses durch Fehler im Schmelz- und Gießprozess verursacht
werden.
Die Integration geeigneter Induktionsöfen zum Warmhalten und Speichern des flüssigen Eisens in den
Schmelz-Gießkreis kann in entsprechenden Fällen zur Qualitätssicherung beitragen und helfen, die Effizienz zu
verbessern.
Otto Junker, Simmerath, DE
Giesserei Rundschau
Heftnummer 1/2
Tagungsbeitrag
Volkert, Jochen
Vorwärmen von Pfannen und Werkzeugen mit Porenbrennern
Flammenlose Gasbrenner für das Vorheizen von Pfannen (Folienvortrag)
promeos, Erlangen, DE
Schmelztechnik
Anburaj, J.; Chandrasekar, A.; Anandavel, B.; Narayanan, R.; Nazirudeen, S. S. Mohamed
A Study on Melting Practice of High Nitrogen Superaustenitic Stainless Steels Using Conventional
Induction Melting Technique
Eine Untersuchung zur Schmelzpraxis nach der konventionellen Induktionsschmelztechnik von hoch stickstoffhaltigen
superaustenitischen rostfreien Stählen
The important conclusions are:
1. Nitrogen content can be increased by Mn and Mo contents and decreased by Ni and Cr in the molten of SASS. The
alloys containing high Mn and Mo showed higher nitrogen and considerable nitrogen yield.
2. After solution annealing of all the six alloys at 1250° C for 3 hours, the lower Sigma-Solvus temperature alloys
showed homogeneous austenitic microstructure when compared to alloys with higher Sigma-Solvus temperature. The
lower temperature is attributed to the presence of Ni and N.
3. The alloys containing high nitrogen content have higher yield strength without loss of ductility when compared to
alloys with low N content. This is attributed to the presence of fully austenitic structure and solid solution strengthening.
Heftnummer 5
Schmelztechnik
anonym
The use of thermal analysis in the production of ductile and grey iron castings
Die Anwendung der Thermischen Analyse bei der Herstellung von Gussteilen aus GJS bzw.GJL
With quality standards for ductile and grey iron castings continuing to rise, today's modern iron foundry has even
greater challenges to meet say Fiorenzo Santorini, Foseco Italy and Colin Powell, Foseco Japan. It is no longer possible
to just rely on chemical analysis to give the required quality because even melts with similar analysis and similar pouring
temperatures can give variable casting performance. To overcome these problems, Foseco in conjunction with
ProService of Italy, has developed an advanced form of thermal analysis that allows the foundry to continually track any
detrimental changes in the solidification process and with the help of remote monitoring seek advice from an
independent source.
Vesuvius UK - Foseco Foundry Division, Tamworth, Staffordshire, GB
Heftnummer 3695
Schmelztechnik
Ashtari, P.; Davis, B.; Sadayappan, K.
Removal of Si from recycled aluminium alloys
Entfernen von Silicium aus recycelten Aluminiumlegierungen
Recycling of aluminium alloys is beneficial to the environment since it uses less energy than primary metal production.
However, some instances, such as recycling of brazing sheets used for heat exchanger applications, lead to increased
silicon content in Al-Mn alloys (3xxx series) due to the presence of clad layer of eutectic Al-Si alloy. In the present
study, the removal of excess Si from recycled Al alloys has been investigated. The feasibility of removing silicon was
evaluated using thermodynamic calculations. This was followed by some simple experiments by adding calcium to alloys
with known silicon content to reduce it. It was found that the Si content can be reduced by 50 % by this process.
CANMET Materials, Natural Resources Canada, Hamilton, Ont., CA; Kingston Process Metallurgy Inc., Kingston, Ont., CA
Heftnummer 2
Schmelztechnik
Tagungsbeitrag
Berger, Rainer
AMS-Technologie
(Folienvortrag) Bei der AMS-Technologie werden Aluminiumlegierungsschmelzen in einem elektromagnetischen Feld
behandelt. Dadurch wird der Wärme- und Stofftransport in der Schmelze durch ein rotierendes Magnetfeld beeinflusst.
Daduch können Keimbildung, Kornwachstum und die Homogenität noch im flüssigen Zustand beeinflusst werden.
Berger Consult, Waldenbruch, DE
Schmelztechnik
Tagungsbeitrag
Campbell, J.
Modification of Al-Si alloys
Modifizieren von Al-Si-Legierungen
The modification of Al-Si alloys is achieved mainly with the addition of Sr. The mechanism described here closely follows
that proposed by Campbell and Tiryakioglu, but is updated and extended. Hypereutectic alloys have sufficient AlP nuclei
to create a mix of nucleation on free AlP particles and A1P already nucleated on oxide bifilms. For hypoeutectic alloys,
trace P contamination ensures the nucleating AlP particles exist, but only on oxide films in suspension in the liquid
phase. Growth of Si platelets now occurs exclusively on oxide bifilms, simultaneously causing them to straighten and
thus lowering properties. This creates the unmodified eutectic. After modification by Sr, AlP is deactivated. Nucleation
and growth now occurs at a lower temperature, developing as a regular, classical coupled eutectic that we call a
modified eutectic. The bifilms are now released, causing the dendrite and eutectic mesh to become impermeable. In
addition to preventing feeding, the bifilms now are driven to open, creating porosity. The unmodified and modified
eutectics are two quite different eutectics, having not only different structures, but also different compositions and
different freezing temperatures. The alternative approaches to modification, avoiding the use of chemical modifiers, are
described.
University of Birmingham, GB
Schmelztechnik
Tagungsbeitrag
Chen, Zhongwei; Lei, Yimin; Yang, Rui
Investigation of laser surface melting process for Al-25Si alloy
Untersuchung des Laserstrahlumschmelzens an der Legierung Al-25Si
In this paper, the effects of laser surface melting process on the microstructure and property of Al-25Si casting alloy
which had been modified by adding misch metal were investigated under different scanning rate. The results show that
the microstructure of Al-25Si alloy are mainly consisted of three zones with different characteristics of regional
components by laser surface melting treated. They are melted zone, transition zone and substrate zone from surface
respectively in the melted zone, the microstructure is refined and the morphology of the primary Si phase is changed
significantly. The grow direction of the dendrite is perpendicular to the interface between the substrate zone and the
melted zone. With increasing of scanning rate, the gas holes are smaller, white the hardness of melted zone increases.
Under the same scanning rate, the microhardness is maximum in the melted zone, smallest in substrate and range
between the above two in the transition zone of which microhardness distributes inhomogeneously.
Northwestern Polytechnical University, Xian, CN
Schmelztechnik
Dötsch, Erwin; Ibach, Robert; Rische, Marco
Energieeinsparung durch leistungsoptimierte Chargierung von Mittelfrequenz-Induktionstiegelöfen
Umrichtergespeiste Induktionstiegelöfen arbeiten im Chargenbetrieb, das heißt, sie werden im Regelfal nach
Fertigstellen einer Flüssigcharge total entleert und mit kaltem Schmelzgut wieder angefahren. Entscheidender
Parameter für das energieeffiziente Schmelzen in solchen Öfen ist bei gegebenem Wirkungsgrad die Schmelzzeit, die
sich über die installierte Leistungsdichte der Anlage und über die Ankopplung des elektromagnetischen Feldes definiert.
Die optimale Schmelzzeit wird dann erreicht, wenn die volle Nennleistung während der gesamten Schmelzperiode auf
das Schmelzgut übertragen wird. Das geschieht beim Anfahren des Ofens mit ferromagnetischem Schmelzgut aufgrund
der hohen magnetischen Leitfähigkeit dieses Materials bereits bei niedrigem Füllgard. Bei Überschreiten der
Curietemperatur fällt bekanntlich die magnetische Leitfähigkeit auf einen Wert von eins ab, so dass sich dann die
Ankopplung des magnetischen Feldes verschlechtert und der Leistungseintrag je nach Schüttdichte des Schmelzgutes
merklich abfällt. Erst nach 10 bis 20 min ändern sich die Verhältnisse im Spulenbereich aufgrund des steigenden
Schmelzeanteils so, dass die Nennleistung wieder erreicht wird. Im vorliegenden Beitrag wird gezeigt, dass die
Leistungsaufnahme mit einem Konstantleistungsumrichter mit Hilfe eines geeigneten Chargierverfahrens so gesteuert
werden kann, dass die Leistungseinbrüche weitestgehend vermieden werden und somit die kürzeste Schmelzzeit als
Voraussetzung für optimale Energieeffizienz erreicht wird.
ABP Induction Systems GmbH, Dortmund, DE
Giesserei
Heftnummer 6
Schmelztechnik
Faraji, M.; Eskin, D. G.; Katgerman, L.
Grain refinement in hyperutectic Al-Si alloys using ultrasonic vibrations
Kornfeinung in übereutektischen Al-Si-Legierungen durch mit Hilfe von Ultraschall erzeugter Vibration
Ultrasonic vibrations enhanced the level of grain refinement in specimens containing the grain refiners' chemical
agents. Even, those containing both grain refiner and eutectic modifier showed an improvement after the introduction of
ultrasonic vibrations.
Ultrasonic treatment lowered the melt undercooling at primary solidification and increased the eutectic onset
nucleation and arrest temperatures in almost every casting condition, with or without the presence of strontium.
Strontium-modified specimens showed a significant level of grain refinement after being treated by ultrasonic vibrations.
This was attributed to an increase in the number of inclusions resulting in an increase in the numer of nuclei for
cavitation.
Materials Innovation Institute (M2i), Delft, NL; TU Delft, NL
Heftnummer 3694
Schmelztechnik
Friedrich, Bernd; Morscheiser, Johannes; Lochbichler, Claus
Potential of Ceramic Crucibles for Melting of Titanium-Alloys and Gamma-Titaniumaluminide
Möglichkeiten von keramischen Schmelztiegeln für das Schmelzen von Titanlegierungen und Gamma-Titanaluminiden
RWTH Aachen, Aachen, DE; voestalpine Gießerei Traisen, Traisen, AT
Foundry
Schmelztechnik
Jain, R. K.
Experimental Investigations for Identification of Input Parameters for Optimal Flame Temperature,
Emission Level and Energy Consumption of LDO-Fired Rotary Furnace
Experimentelle Untersuchung der Identifikation von Input-Parametern zum Erreichen einer optimalen
Flammentemperatur, eines optimalen Emissionsgrades und Energieverbauchs beim LDO-gefeuerten Drehofen
The input parameters, identified on the basis of experimental investigations, for optimal flame temperature, emission
level, and energy consumption are given in Table- 11.
These input parameters result in optimal flame temperature of 1778° C, emission level significantly lower than CPCB
norms (SPM 42.0 %, SO2 72.5 %, CO 30.0 %, CO2 10.0 %) and energy consumption 2.82 % lower than TERI norms.
The most dangerous pollutants to all living beings are SPM, SO2, and CO which have considerably reduced. The long
lazy luminous flame is generated by oxygen enrichment of preheated air which not only improves the performance of
rotary furnace but also significantly reduces the emission level and energy consumption.
B.S.A. College of Engg. % Techl, Mathura, IN
Heftnummer 11
Schmelztechnik
Jeffs, Paul
ENERTEK - a new concept in energy efficient melting and holding crucibles for aluminium
ENERTEK -ein neues Konzept für ein energieeffizientes Schmelzen und Warmhalten von Aluminium in Tiegelöfen
With energy costs continuing to increase, thermal performance is rapidly becoming the most critical operating
parameter for crucibles. Computer modelling simulations have been used to demonstrate the large variation in thermal
performance that exists in the current range of commercially available crucible products.
The potential for energy and cost savings suggested by the modelling work has been confirmed in foundry trials and
show that the new crucibles offer significant savings and reductions in CO2 emissions compared to conventional
crucibles.
Fosece Foundry Division, Tamworth, GB
Foundry
Heftnummer 3693
Schmelztechnik
Kendrik, Roger
Schmelzebehandlung im Aluminium-Druckguss - Untersuchungen zum Einfluss unterschiedlicher Schmelzebehandlungsverfahren auf die Gussteilqualität
Der Aluminium-Druckguss ist bei Gusskunden ein beliebter Prozess mit hohen Produktionsraten bei optimierten Kosten.
In den letzten zehn Jahren ist der Anteil an Druckguss erheblich gestiegen, heute werden selbst hochbeanspruchte Teile in diesem Verfahren hergestellt. Die Gussstücke werden dabei immer komplexer, und mit zunehmender Wandstärke reduzieren sich die Vorteile der sehr hohen
Abkühlgeschwindigkeiten: Dadurch treten zunehmend Gussfehler auf, die sonst nur aus dem Kokillen- oder Sandguss
bekannt sind. Nachfolgende Wärmebehandlung oder Schweißen erfordern zusätzlich eine höhere Qualität des Gusses.
Viele Sicherheitsteile durchlaufen eine aufwändige Qualitätskontrolle mit Röntgenprüfung oder der Bestimmung von
mechanischen Eigenschaften. Daraus ergeben sich deutliche höhere Anforderungen an die Metall- und Schmelzequalität
vor dem Gießen, was zu einem neuen Verständnis der Schmelzebehandlung auch in Aluminium-Druckgießereien führt.
Foseco Europe
Giesserei Praxis - Druckguss
Heftnummer 10
Schmelztechnik
Mampey, F.; Habets, D.; ; Plessers, J.; Seutens, F.
On line oxygen activity measurements to determine optimal graphite form during compacted
graphite iron production
Online-Messung der Sauerstoffaktivität zum Bestimmen der optimalen Graphitform bei der Herstellung von Gusseisen
mit Vermiculargraphit
Lately, the present authors published a study where oxygen activities were measured using a commercial sensor, which
became recently available. In ductile cast iron melts with ferritic and pearlitic structure, optimal properties occur for a
well-defined oxygen activity. Castings poured in these circumstances present maximal nodularity, elongation and ferrite
content combined with lowest hardness. Additionally, the first results for compacted graphite cast iron were published.
The present contribution examines in much more detail the effect of sulfur and oxygen activity on several phenomena
important during production of compacted graphite cast iron. These phenomena are the limit of which mechanical
properties as defined in ISO16112 are met, the transition from compacted graphite to lamellar graphite and the point at
which 20 percent nodularity occurs. Taking into account that the oxygen activity measurements is obtained in about 12
seconds, the sensor seems to be very promising for compacted iron process control.
Sirris, Gent, BE; Heraeus Electro-Nite, Houthalen, BE
Heftnummer 2
Schmelztechnik
Tagungsbeitrag
Martinez, E.Y.; Peaslee, K.D.; Lekakh, S.N.
Calcium wire ladle treatment to improve cleanliness of centrifugally cast steel
Pfannenbehandlung mit Calciumdraht für die Erhöhung der Reinheit von nach dem Schleudergießverfahren
verarbeiteten Stahlguss
Centrifugal casting provides the unique opportunity of combining improved melt refining techniques with large
centrifugal forces and directional solidification during casting to reduce the non-metallic inclusions in the final product.
In this paper, the effects of calcium wire injection on the number, size, composition and morphology of non-metallic
inclusions in centrifugally cast products are evaluated. Calcium-bearing wire was fed into the liquid steel in the ladle
prior to centrifugal casting. Samples were collected throughout the steelmaking and casting processes starting at argon
oxygen decarburization (AOD) and continuing through the centrifugally cast product. Samples were analyzed on the
Aspex PICA 1020 for quantitative inclusion analysis. The effects of the Ca-wire ladle treatment prior to casting using
0.014% and 0.077% Ca were compared to the base heat with no calcium treatment. It was observed that the Ca
treatment modified to some extent the types of inclusions and influenced the inclusion population at different locations
of the centrifugally cast tube. In particular: The Al2O3 and Mn-Al-O inclusions were reduced and transformed into low
melting calcium aluminate inclusions in the final product of Heat C (0.077% Ca) whereas there was minor inclusion
modification in Heat B with a low calcium ladle addition (0.014% Ca). The majority of the percentage area covered by
inclusions in the final product of Heat C (0.077% Ca) corresponded to modified Ca-Al-O inclusions. Both Ca-treated
heats showed increased toughness while the impact energy for Heat B (0.014% Ca) was larger than heat C (0.077% Ca)
due to independent effect of refining practices in AOD. The Al2O3 and Mn-Al-O inclusions were increased in terms of
number and near the OD and ID locations for calcium treated heats. This indicates that the exogenous, prime and
re-oxidation non-metallic inclusions were forced through intensive flotation from the melt to the ID and OD, leaving
behind the secondary non-metallic inclusions in the mushy zone of the cast tube. These processes were also simulated.
Large calcium additions in the molten steel prior to casting (based on the aluminum containing oxides), less injection
time, better mold refractory, less fluid turbulence in the pouring basin, among other factors will increase the potential
for success in transforming alumina inclusions into lower melting calcium aluminates (CaOxAl2O3 and 12CaOx7Al2O3
to enhance the impact properties of the centrifugally cast tube.
S. S.513-520
Schmelztechnik
Nayebi, B.; Divandari, M.
Characteristics of dynamically formed oxide films on molten aluminium
Eigenschaften von dynamisch gebildeten Oxidfilmen auf Aluminiumschmelze
The characteristics of oxide films formed within a short time of pouring were investigated using samples prepared via
the oxide-metal-oxide sandwich (OMO) technique. Surfaces of the OMO sandwiches were studied using scanning
electron microscopy. The thickness of the folds of oxide films was examined and compared with previously obtained
values for Al-7Si-0.4Mg and Al-5Mg alloys. Results showed that the thicknesses of oxide films formed in pure aluminium
and Al-7Si-0.4Mg alloy are very close and in the range of 100-500 nm.
Iran University of Science and Technology (IUST), Narmak, Tehran, IR
Heftnummer 5
Schmelztechnik
Tagungsbeitrag
Niedermair, Franz; Pelech, Stefan
Trends beim Einschmelzen von Aluminium
Die präsentierten Verfahren zum Wiedereinschmelzen von Aluminium haben in den letzten Jahren eine stete
Weiterentwicklung gefunden. Die Grundprinzipien des Schrottvorwärmens und des Tauchschmelzens wurden
ausführlich dargelegt, und die Umsetzung in konkreten Anlagenbeispielen wurde gezeigt.
Die Wahl des richtigen Schmelzaggregats hängt immer vom vorhandenen Schrottmix ab. Alle Anlagen werden so
ausgelegt, dass sie sich perfekt in den Produktionsprozess des Anlagenbetreibers einfügen.
Für bestimmte Schrottsorten gibt es auch weiterhin Entwicklungsbedarf. Vor allem die Möglichkeiten beim
Wiedereinschmelzen von dünnwandigen, stark organisch verunreinigten Schrotten wie UBC (gebrauchte
Getränkedosen) und die Folien sind noch nicht zur Gänze ausgereizt. Die bisher unternommenen Anstrengungen sind
allerdings sehr erfolgversprechend.
Zur Vermeidung von Salzschlacken werden derzeit Verfahren entwickelt, die auf den Einsatz von Schmelzsalz auch zum
Umarbeiten von Krätzen und Schrotten mit hohem organischem Anteil komplett verzichten.
Der Ausstoß von CO2 je Tonne produziertem Aluminiums kann auch dadurch signifikant verringert werden, dass bei der
Festlegung von Legierungszusammensetzungen versucht wird, die Toleranzfenster der Elementbestandteile so groß wie
möglich zu gestalten. Dadurch wird die Notwendigkeit, reines primäres Aluminium zur Sekundärschmelze zu mischen,
verringert.
Hertwich Engineering
Schmelztechnik
Padan, D. S.
A Practical Approach of Inoculation Process - A Mandatory Step in Grey Iron Melting
Eine praktische Annäherung an den Impfvorgang: ein unbedingt notwendiger Schritt beim Schmelzen von Gusseisen
Inoculation is an important and mandatory process in grey iron melting. It helps in increasing the degree of nucleation
of the melt. The minor elements present in inoculant form their oxides, which acts as substrate for graphite to nucleate.
Inoculation directs cast iron melt to solidify with desirable graphite structure. It avoids chilling in thin section and at
casting edges. Trials should be carried out before establishing norms for type of inoculant, quantity and size of
inoculant, method of addition etc. Nucleation level of bath at melting stage should be considered before finalising the
inoculation process for better end result and it should be monitored regularly. Pure silicon or ferro-silicon is not an
effective inoculant. Metal stream inoculation is found to be much effective method to achieve consistency in product
and is most suitable for high production line. Some adverse effects e.g. incidence of shrinkage, hydrogen pinholing etc
are observed due to improper inoculation.
AGM, Foundry, Tata Motors, Jamshepdur, IN
Heftnummer 6
Schmelztechnik
Paknikar, S. K.
Sandwich Tundish Cover Magnesium Treatment Process and Practical Tips
Magnesiumbehandlung nach dem Sandwich-Tundish-Cover-Verfahren und praktische Tipps dafür
In this article more stress is given to the background of the Magnesium Treatment in case particularly most widely
adopted process i.e. Sandwich Process with Tundish Cover Treatment Ladle.
At the outset, the principle behind the entire Magnesium Treatment is considered.
Heftnummer 9
Schmelztechnik
Qiang, Li; Qitang, Hao; Wanqi, Jie
Pressurization control system for low pressure crucible casting
Drucksteuerungssystem für das Niederdruckgießen
A new compact pressurization control system of the low pressure casting machine for crucible pressure casting has
been developed. It is especially designed for the production of high-quality aluminium or magnesium alloy parts with low
input cost. This machine with such a system has the virtue of economical and compact, and combines the Fuzzy-PID
technology and achieves accuracies of +/- 2.5 mbar. At present, this machine has been adopted by several users in
China for the production of aluminium alloy castings with high property requirements. Furthermore, for magnesium alloy
castings, this machine can be used with the gas protect unit.
China Foundry
Heftnummer 4
Schmelztechnik
Tagungsbeitrag
Rachner, Hans-Jaan; Lemperle, Michael
Kostensenkung und Energieeffizienz durch optimale Prozessführung in Abhängigkeit verschiedener
Einsatzmaterialien beim Schmelzen im Kupolofen
Darstellung der Einflüsse von Kupolofenkonstruktion, metallischen Einsatzmaterialien, Koksbeschaffenheit,
Sauerstoffanreicherung im Kupolofenwind auf den Energiebedarf und die Energieeffizienz im Kupolofenbetrieb
(Folienvortrag)
Küttner Energy, Essen, DE
Schmelztechnik
Tagungsbeitrag
Riposan, Iulian; Chisamera, Mihai; Stelian, Stan; Costache, George; Barstow, Michael
A comparison of mould and ladle inoculation treatments of low sulphur hyper-and-hypoeutectic grey
cast irons
Vergleich der Form- und Pfannenimpfbehandlungen bei schwefelarmen unter- und übereutektischem Gusseisen mit
Lamellengraphit
Small less efficient cupolas were replaced by a new generation of high performance coreiess induction furnaces (200 ~
1000 Hz, >250 kW/ton), which led to increasing production of grey iron (GI) at less than a 0.05 % S level. For producers
of Gl and ductile iron (DI) , a single low-S base iron would be very attractive. The problem is that at low S and / or
Al-levels, GI usually displays high eutectic undercooling during solidification, favouring carbides and / or undercooled
graphite, especially for thin wall castings. A comparison of mould and ladle inoculation treatments was made in low-S
(0.025%S),low-Al(0.003%Al),hypoeutectic (CE=3.5% and 3.6%)and slightly hypereutectic (CE=4.4% -4.5%) GI, using
thermal analysis, chill and structure characteristics. Eutectic undercooling of the slightly hypereutectic base iron at low
S and Al contents is relatively high (31 ~ 33 deg C). However, it is lower compared to that of hypoeutectic iron (39 ~ 40
deg C). The difference between un-inoculated and inoculated irons is affected by the inoculant addition rate, but less for
hypereutectic irons and for mould inoculation. For hypoeutectic irons, lower levels of undercooling for the entire
eutectic range and at the end of solidification are characteristic for mould inoculation at lower addition rates, promoting
lower tendency for carbides and undercooled graphite.
University Politehnica of Bucharest, RO
Schmelztechnik
Santorini, Fiorenzo; Powell, Colin
Gründe für die Anwendung der Thermischen Analyse bei der Produktion von Grau- und Sphäroguss
Der Erstarrungsprozess ist ein Schlüselfaktor bei der Produktion von Gussteilen aus Gusseisen (GJL und GJS). Vorgestelt
wird die ITACA Thermische Analyse, mit deren Hilfe dieser metallurgische Prozess gesteuert werden kann. Die
benötigten Impfmittelmengen können genau berechnet werden, ebenso der Magnesiumbedarf.
Foseco
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 11/12
Schmelztechnik
Shasha, Yao; Peng, Zhang; Yunhui, Du; Jun, Zhang; Xiaopeng, Lu
Influence of stirring speed on SiC particles distribution in A356 liquid
Einfluss der Rührgeschwindigkeit auf die Verteilung von SIC-Partikeln in einer A356 (AlSi7Mg0,3) -Schmelze
A straight-blade mechanical stirrer was designed to stir A356-3.5vol%SiCp liquid in a cylindrical crucible with the
capability of systematically investigating the influence of rotating speed of stirrer on the distribution of SiC particles in
A356 liquid. The experimental results show that the vertical distribution of SiC particles in A356 liquid can be uniform
when the rotating speed of stirrer is 200 rpm, but the radial distribution of SiC particles in A356 liquid is always
nonhomogeneous regardless of the rotating speed of stirrer. The radial centrifugalization ratio of SiC particles in A356
liquid between the center and the periphery of crucible with the rotating speed of stirrer. The results were explained in
the light of SiC particles motion subject to a combination of stirring and centrifugal effect.
Beijing Jiaotong University, Beijing, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Schmelztechnik
Shusen, Wu; Longfei, Liu; Qianqian, Ma; Youwu, Mao; Ping, An
Degassing effect of ultrasonic vibration in molten melt and semi-solid slurry of Al-Si alloys
Entgasungswirkung einer Ultraschallschwingung in flüssigen Schmelzen und halbfestem Metallbrei von
Al-Si-Legierungen
In the process of semi-solid slurry preparation with direct ultrasonic vibration (UV) by dipping the horn into the melt, one
of the questions is whether the gas content in the melt would be increased or not by the cavitation effect of ultrasonic
vibration. By application of quantitative gas content measurement technique, this paper investigated the effect of the
ultrasonic vibration on the gas content of both the melt and the semi-solid slurry of Al-Si alloys, and the variations of the
gas contents in two kinds of aluminium alloys, i.e., A356 alloy and Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6RE alloy (Al-20Si for short). The
results show that ultrasonic vibration has an obvious degassing effect on the molten melt, especially on the semi-solid
slurry of Al-Si alloy which is below the liquidus temperature by less than 20° C. The ultrasonic degassing efficiency of
the A356 alloy decreases with the reduction of the initial gas content in the melt, and it is nearly unchanged for the
Al-20Si alloy. The gas content of both alloys decreases when the ultrasonic vibration time is increased. The best
vibration time for Al-20 Si alloy at the liquid temperature of 710° C and semi-solid temperature of 680° C is 60 s and 90
s, respectively; and the degassing efficiency is 48 % and 35 %, respectively. The mechanism of ultrasonic degassing
effect is discussed.
Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Schmelztechnik
Shusen, Wu; Longfei, Liu; Qianqian, Ma; Youwa, Mao; Ping, An
Degassing effect of ultrasonic vibration in molten melt and semi-solid slurry of Al-Si alloys
Entgasungswirkung einer ULtraschallschwingung in Schmelze und halbfesten Schlicker von Al-Si-Legierungen
In the process of semi-solid slurry preparation with direct ultrasonic vibration (UV) by dipping the horn into the melt, one
of the questions is whether the gas content in the melt would be increased or not by the cavitation effect of ultrasonic
vibration. By application of quantitative gas content measurement technique, this paper investigated the effect of the
ultrasonic vibration on the gas content of both the melt and the semi-solid slurry of Al-Si alloys, and the variations of the
gas contents in two kinds of aluminum alloys, i.e., A356 alloy and Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6RE alloy (Al-20Si for short). The
results show that ultrasonic vibration has an obvious degassing effect on the molten melt, especially on the semi-solid
slurry of Al-Si alloy which is below the liquidus temperature by less than 20° C. The ultrasonic degassing efficiency of
the A356 alloy decreases with the reduction of the initial gas content in the melt, and it is nearly unchanged for the
Al-20Si alloy. The gas content of both alloys at the liquid temperature of 710° C and semi-solid temperature of 680° C
is 60 s and 90 s, respectively; and the degassing efficiency is 48 % and 35 %, respectively. The mechanism of ultrasonic
degassing effect is discussed.
China Foundry
Heftnummer 3
Schmelztechnik
Simmons, Bill
Ein neuer metallurgischer Prozess für den Schmelzbetrieb von Sphärogießereien
Die Effizienz des neu entwickelten Initek-Prozesses drückt sich in einer Magnesiumausbeute von ca. 90 % aus, deshalb
werden geringere Zugabemengen benötigt und die Impfung reduziert. Die Wirtschaftlichkeit ist stark verbessert. Die
Probleme durch die Anwendung von Magnesium wie Carbidneigung, Lunkerrisiko, nichtmetallische Einschlüsse und
hohe Kosten sind wesentlich geringer, und das produzierte Metall hat außergewöhnliche mechanische Eigenschaften
mit stärkerer Ferritisierung und hohen Dehnungen. Die Gießereien können Einsatzmaterialien mit geringerer Reinheit
verwenden und erreichen immer noch die geforderten Eigenschaften. Sie können mit weniger Roheisen und billigeren
Stahlschrotten arbeiten, "Vorkonditionieren" mit SiC ist nicht mehr erforderlich. Fünf Gießereien weltweit, in Frankreich,
Italien, Indien und Australien, haben den Prozess bereits etabliert und produzieren 100 % ihres Kugelgraphits mit dieser
Methode. Neben deutlichen Kosteneinsparungen ist dieser Prozess stabil und gleichmäßig und ergibt geringere
Schwankungen und engere Prozessgrenzen.
Foseco Foundry International, Tamworth, GB
Giesserei
Heftnummer 12
Schmelztechnik
Simmons, Bill
INITEK – Ein neuer metallurgischer Prozess für die Magnesiumbehandlung von
Sphärogussschmelzen
Das neu entwickelte INITEK-Verfahren besteht – aus einem speziell konstruierten "Konverter" mit besonders gutem
Wärmehaushalt, der die Temperaturverluste verringert und die Magnesiumausbeute erhöht, – einer
"Initialisierungsbehandlung" der Eisenschmelze mit einer bariumhaltigen Legierung, die den Sauerstoff vor der
Magnesiumbehandlung neutralisiert, – einer Behandlung mit Magnesium, – einem gesteuerten zeitlichen Ablauf aller
Prozessschritte, um eine vollständige Reaktion sicherzustellen, – einer Spätimpfung zur Feineinstellung der Metallurgie
bei Bedarf, – einer Prozessüberwachung durch Thermische Analyse. Die Effizienz des gesamten Prozesses drückt sich in
einer Magnesiumausbeute von ca. 90 % aus, deshalb werden geringere Zugabemengen benötigt und die Impfmenge
verringert. So wird die Wirtschaftlichkeit erheblich verbessert.
Foseco UK
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 11/12
Schmelztechnik
Simon, R.; Fröscher, A.; Kendrick, R.; Evans, P.
Untersuchungen zur Entgasung von Aluminiumschmelzen
Die Rotorenentgasung von Aluminiumschmelzen ist eine weit verbreitete Technologie zur Beeinflussung des Gehaltes an
Wasserstoff, Alkalimetallen und Einschlüssen in der Schmelze vor dem Gießen. In den letzten zwanzig Jahren hat sich
ein umfassendes theoretisches Verständnis der Entgasungskinetik entwickelt. Dagegen wurde nur wenig über
experimentelle Untersuchungen berichtet, oder die Ergebnisse sind nicht vollständig wiedergegeben - die Bestätigung
der theoretischen Annahmen konnte nicht immer erbracht werden. Schlüsselfaktoren des Entgasungsprozesses sind
beispielsweise die Rührerleistung in der Schmelze, die durchschnittliche Inertgasblasengröße und der
Diffusionskoeffizient, doch die Ungenauigkeiten dieser Prozessgrößen erschweren oftmals die einfache Umsetzung des
theoretischen Wissens im praktischen Gießereialltag. Dieser Bericht befasst sich mit einer Auswahl unterschiedlicher
Rotoren der Foseco Foundry Division, Borken, zur Schmelzeentgasung, welche in einem umfassenden Testprogramm
charakterisiert wurden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind die Grundlage für eine webbasierte Simulation des
Entgasungsprozesses. Die Funktionen dieser Software werden vorgestellt.
Foseco Europe, Vesuvius, Borken, DE; Foseco Vesuvius UK, Tamworth, GB; Ingenieurbüro tsc, Warwickshire, GB
Giesserei
Heftnummer 1
Schmelztechnik
Singh, Ranjit; Kumar, Purshottam
Parametric Influence on Melting Rate in Rotary
Furnace Using Bio-Fuels - A Parametric Study Using Taguchi Method
Parametereinfluss auf die Schmelzleistung in Drehöfen mit Bio-Brennstoffen - Eine Parameteruntersuchung mit Hilfe der
Taguchi-Methode
In this study, the analysis of the influence of three rotary furnace parameters (Preheat air temperature, Flame
temperature and Rotational speed) on melting rate is conducted. The results show that flame temperature has the
maximum influence on melting rate as indicated in average effect response values or mean response table.
Signal-no-noise ratio analysis indicates that rotational speed of the rotary furnace has the maximum influence followed
by preheat air temperature and flame temperature on melting rate while considering percentage excess air as noise
factor.
Taguchi's parametric design method is an efficient way to determine influential factors on the response factor by
reducing process or product variability and also minimising product errors by using a relatively a small number of
experiments to achieve superior quality products.
Dayalbagh Educational Institute, Dayalbagh, IN;
Heftnummer 11
Schmelztechnik
Stucky, Michel
Melting practice for copper alloys. Part 2: Experiments
Schmelztechnik für Kupferlegierungen. Teil 2: Versuche
(Teil 1 in Nr. 12/2011) Es werden Ergebniss zu Versuchen mit Reinkupfer und Aluminiumbronzen(CuAl10Fe2 und
CuAl10Fe5Ni5) im Induktionsofen beschrieben. Es wurden handelsübliche Flussmittel benutzt. Daneben wurden auch
das Entgasungsverfahren mit rotorgestützter Stickstoffeinleitung mit der Tauchrohrentgasung und dem Einsatz von
Flussmitteln verglichen. Neben einer erheblichen Neigung zur "Blumenkohlbildung" greift Kupfer auch die
Werkzeugstähle stark an, auch wenn sie mit Trennmitteln versehen sind. Der Flüssigmetallschutz durch Holzkohle ist
nur dann wirksam, wenn diese in Fom von Glutbrocken auf die Schmelzeoberfläche gegeben wird. Das Schmelzen von
Reinkupfer ist sowohl unter reduzierenden als auch oxidierenden Bedingungen möglich. Es zeigte sich keinerlei Einfluss
der Entgasung. Bei Aluminiumbronzen weisen die Versuche die Desoxidationswirkung von Eisen und Aluminium nach.
Folglich ist der Sauerstoffgehalt in den Aluminiumbronzeschmelzen gleich Null. Damit bleibt nur der Wasserstoff als
Verusacher der "Blumenkohlbildung" übrig, was in Versuchen bestätigt werden konnte. Weder für die Desoxidierung
noch für die Entgasung konnte eine Wirkung nachgewiesen werden.
CTIF
Fonderie
Heftnummer 13
Schmelztechnik
Ünal, N.; Camurlu, H. E.; Kocak, S.; Düztepe, G.
Effect of external ultrasonic treatment on hypereutectic cast aluminium-silicon alloy
Wirkung einer externen Ultraschallbehandlung auf eine untereutektische Aluminiumsiliciumgusslegierung
The effect of ultrasonic treatment during casting of a hypereutectic Al-Si alloy (Etial 195) containing 18 % Si on the
microstructure and some mechanical properties has been investigated. For this purpose, a steel mould was placed
inside an ultrasonic bath, and molten aluminium alloy at 740° C was poured into the mould. Ultrasound was applied to
the casts from the external side of the mould during solidification. Cooling curves were obtained by measuring and
recording the temperature of the cast. The samples were subjected to X-ray diffraction analysis and hardness, wear and
impact tests. The microstructure of the samples was examined by optical and scanning electron microscopies and
investigated statistically with image analysis software. Hardness values increased from 49.8-52.3 to 57.7-61.6 HRB
upon ultrasonic treatment during solidification. The application of ultrasonic vibration to the cast from the external side
of the mould resulted in modification of the microstructure and improvement in mechanical properties.
Akdeniz University, Antalya, TR
Heftnummer 4
Schmelztechnik
Weizhong, Liang; Qiu, Gao; Fu, Chen; Honghui, Liu; Zhenhua, Zhao
Protective behavior of an SO(Index2)/CO(Index2) gas mixture for molten AZ91D alloy
Schutzverhalten eines SO(Index2)/CO(Index2)-Gasgemisches für die Schmelze der Legierung AZ91D
The protective behavior for a molten AZ91D alloy in an open melting furnace was investigated under a protective gas
mixture containing 3% SO(Index2) and 97% CO(Index2), and the protection mechanism was discussed. Experimental
results show that the gas mixture provides effective protection for AZ91D melt in the temperature range from 680° C to
730° C. The microstructure, chemical composition and phase composition of the surface film formed on the molten AZ91D alloy were
analyzed using scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectrometer (EDS) and X-ray diffraction
(XRD). The SEM results demonstrate that the surface films with an average thickness between 0.5 µm and 2 µm are
dense and coherent in the protected temperature range. The EDS results reveal that the surface film mainly contains
elements S, C, O, Al and Mg. The XRD results show that the surface film consists of MgO, MgS and a small amount of C
phase.
Heilongjiang Institute of Science and Technology, Harbin, CN; Harbin Dongan Engine (Group), Harbin, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Schmelztechnik
Weizhong, Liang; Qiu, Gao; Fu, Chen; Honghui, Liu; Zhenhua, Zhao
Protective behavior of an SO2/CO2 gas mixture for molten AZ91D alloy
Schutzwirkung eines Gasgemisches aus SO2/CO2 für die Schmelze der Legierung AZ91D
The protective behavior for a molten AZ91D alloy in an open melting furnace was investigated under a protective gas
mixture containing 3 % SO(Index2) and 97 % CO(Index2), and the protection mechanism was discussed. Experimental results show that the gas mixture provides effective protection for
AZ91D melt in the temperature range from 680° C to 730° C. The microstructure, chemical composition and phase composition of the surface film formed on the molten AZ91D alloy were
analyzed using scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectrometer (EDS) and X-ray diffraction
(XRD). The SEM results demonstrate that the surface films with an average thickness between 0.5 µm and 2 µm are
dense and coherent in the protected temperature range. The EDS results reveal that the surface film mainly contains elements S, C, O, Al and Mg. The
XRD results show that the surface film consists of MgO, MgS and a small amount of C phase.
Heilongjiang Institute of Science and Technology, Harbin, CN; Harbin Dongan Engine (Group), Harbin, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Schmelztechnik
Tagungsbeitrag
Xing Bo; Li, Yuandong; Ma, Ying; Hao, Yuan
Effects of novel self-inoculation method on microstructure of AM60 alloy
Einfluss einer neuen Selbstimpfungsmethode auf das Mikrogefüge der Magnesiumlegierung AM60
A novel cast processing method, self-inoculation method (SIM), was proposed, The process Involves selfinoculants
addition to the melt, then pouring the melt to mould through a multi-stream mixing cooling channel. In this paper, the
process parameters were investigated. Results indicate that melt treatment temperature, addition amount of
seifinoculants, slope angle of the cooling channel were the key factors for SIM process. The optimized parameters were
obtained: melt treatment temperature is at 680 ~ 700 deg C; addition of setf-inoculants is between 5wt% - 7wt%; slope
angle of the cooling channel is at 30 deg -45 deg. Further analysis reveals that SIM changes the solidification
microstructure of slurry by controlling the nucleation and growth of the primary phase in the melt.
Lanzhou University of Technology, CN
Schmelztechnik
Zuo, Y.; Jiang, B.; Enright, P.; Scamans, G. M.; Fan, Z.
Degassing of LM24 alloy by intensive melt shearing
Entgasen der Aluminiumlegierung LM24 durch intensives Schmelzereinigen
Hydrogen can dissolve to a significant extent in molten aluminium and is the main cause of gas porosity in castings. The
effect of intensive melt shearing on hydrogen concentration in molten aluminium alloy has been studied by both
reduced pressure test and direct hydrogen measurement, and the results show that intensive melt shearing has a
significant degassing effect for the LM24 aluminium alloy melt. By applying intensive melt shearing, the hydrogen
concentration in the liquid alloy was reduced from 0.16 to 0.08 mL/110 g, and the density index Di was reduced from
12.40 to 2.96 %. It was also found that shearing speed, shearing time and holding time after shearing could influence
the degassing efficiency. In addition, pressurised melt filtration was also carried out to understand the mechanism of
reduced porosity by intensive melt shearing, particularly the role of oxide in the formation of porosity, and the
microstructure refinement.
Brunel University, Middlesex, GB; N-Tec Limited, Hook Norteon, Oxfordshire, GB
Heftnummer 5
Colditz, Michael
Matchplate - neue Perspektiven eines altbekannten Verfahrens
Der Beitrag befasst sich ausführlich mit Formhärtemessungen und dem maschinenbedingten Versatz bei dem
bekannten kastenlosen Formverfahren von DISA.
DISA German Representative Office, Duisburg, DE
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3
Eagens, Jeff
What´s your flask IQ?
Wie ist ihre Formkasten-Qualitätsfähigkeit?
Flask should be regulary inspected to ensure casting quality in horizontal green sand molding. Critical flask questions
are: What inspection program should be used? How should the flask be inspected? How can the flask´s lifetime be
extended?
Empire Systems , Avon Lake, OH, US; AFS Green Sand Commitee
Modern Casting
Heftnummer 10
Fiore, Silvia; Zanetti, Maria Chiara
Wet regeneration treatment for the reclamation of waste foundry sands: a case study
Nassregenerierungsbehandlung für die Aufbereitung von Gießereialtsand - eine Fallstudie
The efffiency of wet treatment process for the reclamation of waste sands coming out from different foundries and
moulding procedures is evaluated in this paper. The reclamation process foresees sequential phases of magnetic
separation, wet attrition, screening. The produced sludgs are thickened by means of chemical conditioners and
mechanical dewatering. The process was tested on an industrial scale on waste sands coming from different cast iron
and steel foundries, considering both greensands and sands mixed with inorganic and organic binders. For each kind of
sand, inflow and outflow in relation to the adopted reclamation treatment was characterised: the particel-size analysis
and the determination of silica, loss od ignition, acid request, oolitic and some metals contents were performed. The
characterisation was also extended to a greensand sample coming from a thermal reclamation treatment, and to some
bentonite and coal dust samples commonly employed infoundry processes.
DITAG, Polytechnikum Turin, Turin, IT
Heftnummer 3678
Tagungsbeitrag
Gaede, Jörg
Energieeffiziente Sandaufbereitung, Stand heute und Potenzial der Zukunft
Energieffizienz durch innovative Anlagentechnik einschl. Fördertechnik bei der Formstoffaufbereitung (Folienvortrag)
Maschinenfabrik Gustav Eirich, Hardheim, DE
Gröning, Peter-Michael; Strunk, David
Das Cold-Box-Verfahren - eine bewährte Technologie
Eine Neuentwicklung bei den Cold-Box-Bindersystemen kann aufgrund des hohen Anteils an anorganischen
Bestandteilen als Brückentechnologie auf dem Weg zur anorganischen Kernfertigung betrachtet werden. Der
Kohlenstoffgehalt konnte im Vergleich zu aromatischen Cold-Box-Systemen um 23 % gesenkt werden. Durch den
konsequenten Einbau von silicathaltigen Komponenten hat die neue Bindergenerration einen Anteil an Siliciumdioxid
von 12,4 % erreicht. Diese neue Generation führt zu einer Verbesserung der Umweltverträglichkeit und
Schadstoffverringerung.
Hüttenes-Albertus Chemische Werke, Düsseldorf, DE
Giesserei
Heftnummer 6
Tagungsbeitrag
Hilger, Olof
Einsatz der Simulationstechniken bei der Kernkastenkonstruktion
Die Simulationstechniken sind seit vielen Jahren ein fester Bestandteil der Prozessoptimierung einer Gießerei.
Verschiedenste Softwaretools unterstützen heute übergreifend die Optimierung von einzelnen Prozessen der Gießerei,
so auch die hier vorgestellte Kernschieß- und Begasungssimulation. Dabei werden drei verschiedene Aufgaben der
Simulationstechniken unterschieden: Die Optimierung vorhandener Prozesse, bei Neuteilen die Auslegung von
Prozesspaametern und die Fehleranalyse bei vorhandenen Produktionsteilen.
simcast, Wuppertal, DE
Iden, Frank; Tilch, Werner; Wojtas, Heinz-Josef
Die Haftungsmechanismen von Cold-Box-Bindemitteln auf der Formstoffoberfläche
Ausgehend von der Grundüberlegung, dass die wirkliche Ursache vieler Gussfehler und der Verschlechterung der
Kerneigenschaften in den einzelnen Qualitätsparametern liegt, wurden verschiedene Faktoren in den Prozessteilen der
Form- und Kernherstellung variiert und untersucht. Hierbei konnten bereits deutliche Einflüsse aufgezeigt werden.
Aufgrund dieser Erkenntnis waren grundsätzliche Untersuchungen zur Ausbildung der Binderbrücken und des
Polyurethangerüstes innerhalb der Brücke sowie zum Haftungsverhalten erforderlich.
Durch grundlegende Untersuchungen konnten weitere Erkenntnisse zu den Haftmechanismen und der Wirkung von
Haftvermittlern aufgezeigt werden. Es ist dabei davon auszugehen, dass ohne haftvermittelnde Zusätze zwischen Binder
und Kornobefläche keine feste Verbindung besteht, sondern vielmehr nur eine spezifische Adhäsion durch elektrische
Effekte oder Wasserstoffbrückenbindungen. Des Weiteren konnten duch Festigkeitsuntersuchungen und durch
Rasterelektronenmikroskopie (REM) deutlich die Wirkungen und Effekte von Haftvermittlern dargestellt werden.
Durch das Auftragen der Haftvermittler auf den Sand konnte gezeigt werden, dass so ein deutlich besseres
Festigkeitsverhalten zwischen Sandkkorn und Binderbrücke erzielt werden kann. Das Bruchverhalten lässt hierbei auf
eine vollständige Ausnutzung des Festigkeitspotenzials des Bindemittels schließen.
Mit deutschen Quarzsanden können so ähnliche Festigkeiten erzeugt werden, wie sie sonst nur durch die Verwendung
von Spezialsanden zu erzielen sind. Jedoch ist eine reproduzierbare und serienreife Produktion dieser funktionalisierten
Sande noch nicht sichergestellt.
Im Beitrag werden weitere Erkenntnisse und Möglichkeiten zur Haftung und Haftverbesserung aufgezeigt, um die
Verwendung des deutschen Quarzsandes auch zukünftig zu sichern.
C. Grossmann Stahlguss, Solingen, DE; TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, DE; Universität Duisburg-Essen, Duisburg,
DE
Giesserei
Heftnummer 5
Karkhanis, Sanjay
Improve Your Sand System for Large-Scale Benefits
Verbessern Sie Ihr Sandsystem um größeren Nutzen zu erreichen
Quality of sand plays a major role in obtaining desirable quality of castings. Unavailability of good quality sand is forcing
foundries to accept quality of sand below their expectations. It is possible for foundries to identify their critical sand
characteristics and process sand accordingly to make it suitable for foundry. Such modification and control of sand
properties can give foundries distinct benefits in terms of reduction of foundry defects and hence substantial cost
savings.
Samarth Foundry Services Pvt. Ltd., Kolhapur, IN
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Kisasoz, A.; Guler, K. A.; Karaaslan, A.
Lost foam casting technique applications for Al/SiC composite production
Anwendungen der Vollformgießverfahrenstechnik zur Al/SiC-Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffproduktion
Metal matrix composites are engineering materials that have matrix and reinforcement material as constituents. Metal
matrix composites have higher mechanical properties as well as light weight, higher hardness and wear resistance than
conventional materials by combining the properties of matrix and reinforcement materials. The main restrictions of the
liquid fabrication methods for metal matrix composite are the low wettability between the matrix and reinforcement
material and higher fabrication costs. Metal matrix composites can be fabricated by various methods such as powder
metallurgy, infiltration and squeeze casting. Lost foam casting is a new approach for the metal matrix composite
fabrication. This process can achieve matrix and reinforcement material wetting with low fabrication costs. In this study,
lost foam casting which is an alternative method for the metal matrix composite fabrication was used to fabricate
composite specimens. Particle reinforced aluminum alloy/silicon carbide (Al/SiC) metal matrix composite specimens
were fabricated by lost foam casting method and these specimens were characterized by image analysis, hardness
tests and scanning electron microscopy (SEM) analysis.
Yildiz Technical University, Istanbul, TR
Tagungsbeitrag
Li, Hua; Wu, Junjiao; Huang, Tianyou; Makino, Hiroyasu
3D numerical simulation for aeration sand filling process (draft)
Dreidimensionale numerische Simulation des druckluftgestützten Sandformfüllverfahrens
Aeration sand filling is a new filling method of green sand molding. Because of its unique advantages, such as low air
pressure, less energy consumption, better mold quality and less pattern wear, aeration sand filling has been
successfully applied in compound molding method - aeration filling - high pressure squeezing. In order to optimize the
mold filling process, it is necessary to analyze the main factors of the process, such as compressed air pressure,
pattern plate layout, or vents arrangement. In this paper, the mechanical theory, mathematical model based on
continuous two-phase flow theory, kinetic granular theory, and soil mechanics, and some cases of three-dimensional
(3D) numerical simulation for aeration sand filling process are reported in details.
Tsinghua University, Beijing, CN; Sintokogio, Nagoya, JP
Tagungsbeitrag
Littleton, H. E.; Druschitz, A. P.; Dunlap, W.
Vacuum assisted filling of A356 aluminum alloy engine blocks using the lost foam casting process
Vakuumunterstützte Formfüllung bei der Herstellung von Zylinderkurbelgehäusen aus A356 mit dem
Vollformgießprozess
Previous research by the Lost Foam Consortium demonstrated a significant improvement in tensile elongation and a
reduction in porosity of samples, sectioned from an engine block casting poured at low temperatures and a vacuum of
-4.5 psig (9 in. Hg) using 319 aluminum alloy. Sand burn-on was observed on all blocks poured at temperatures above
1300 deg F (704.4 deg C). This paper describes the method, used for eliminating the sand burn-on, and reports the
tensile properties of samples, extracted from engine blocks poured at various temperatures, vacuum levels and coating
thicknesses using A356 aluminum alloy. Tensile properties were lower than expected; however, the trend of lower
porosity with lower pouring temperature was repeated with this alloy. Several changes in the pouring and solidification
procedures were examined to determine the root cause of low tensile elongation and high fracture face porosity.
University of Alabama at Birmingham, AL, US
Tagungsbeitrag
Ramrattan, S.; Paudel, A.; Nagarajan, K.; Bharadwaj, R.; Makino, H.; Hirata, M.
Test casting evaluation of aeration green sand molds
Evaluierung von Probegussstücken einer Grünsand-Formanlage mit fluidisierter Sandeinfüllung
The design and use of a test casting to evaluate the casting performance in green sand molds produced from aeration
sand filling and conventional filling is presented. The test castings described herein are designed to represent operating
conditions found in the foundry production environment. Recently aeration sand mold filling technology was introduced
to the foundry industry. Aeration sand filling technology uses low air pressure; the aeration technology provides
sufficient and uniform sand density before squeeze. Therefore, the aeration technology can save energy. The authors
have found that the aeration technology can make a lower friability mold and reduce casting defects. Through the
careful use of test castings, the foundry engineer can compare and select a molding technology and molding
parameters which will result in defect free castings processing superior finish. A test casting is designed and developed
to provide information on green sand performance. The resulting test castings provide information on casting surface
quality, defect tendencies, and the effects of foundry processing variables, such as pouring temperature, headheight,
and metal velocity on defect formation. Test castings, molding equipment, test parameters, and methods of interpreting
results are described. Tests castings are evaluated for performance in terms of erosion resistance. The applicability and
interpretation of test casting results to production conditions is also discussed.
Western Michigan University, Kalamazoo, MI, US; Sintokogio, Nagoya, JP
Sasaki, Nobuyoshi
High-Production, Thin-Wall Steel Castings ... in three minutes or less
Hohe Produktivität; dünnwandiger Stahlguss.... in drei oder weniger Minuten
Cadic Corp., Yokohama, JP
Foundry Management & Technololgy
Heftnummer 4
S. 14; 16-18; 20; 22 (6 Seiten, 5 Bilder, 1 Tabellen, 9 Quellen)
Schütt, Karl-Heinz
Jahresübersicht Mechanisierung der Form- und Kernherstellung (45. Folge)
Giesserei
Heftnummer 10
Seeger, Klaus; Serghini, Amine; Strunk, David
Neue Bindemittel und Schlichten für moderne Antriebssysteme
Die neuen Herausforderungen in der Fertigung sehr kernintensiv gewordenen Gussteile bedürfen - bei den eingesetzten
Bindemitteln und Schlichten - neuer Konzepte. Das konventionelle Polyurethan-Verfahren, das auf Grund seiner hohen
Produktivität traditionell in solchen Fertigungsstraßen eingesetzt wird, erfüllt die neuen Anforderungen nur sehr
unzureichend und bedarf daher einer grundlegend neuen Konzeption. Das neue Sipurid stellt dagegen ein innovatives
Binderkonzept dar, das in seiner molekularen Struktur mehr anorganische Bestandteile und daher weniger Kohlenstoff
beinhaltet. Das Ergebnis dieser Modifikation führt einerseits zu einer Herabsetzung der Viskosität und somit zu einer
Reduzierung der eingesetzten Lösungsmittel - andererseits zeigt Sipurid im Vergleich zu den bisherigen Formulierungen
ein höheres molekulares Gewicht. Die Folge ist eine hohe thermische Stabilität der Kerne. Diese Eigenschaft ist
besonders wichtig für die zukünftigen Anforderungen, immer filigraner werdende Kerne deformationsfrei abzugießen.
Zusätzlich führt der neue Binder aufgrund seiner Struktur zu einer deutlichen Verkleinerung des Carbon foot prints.
Giesserei
Heftnummer 4
S. 126-128; 130; 132; 134-135 (7 Seiten, 15 Bilder, 1 Tabellen, 3 Quellen)
Serghini, Amine
Silikatische Cold-Box-Systeme – können diese getoppt werden?
Ein neues Cold.BOx-Bindersystem enthält weniger Kohlenstoffverbindungen und die Lösungsmitelanteile konnten im
Vergleich zu Standardlösungen um mehr als 50 % reduziert werden. Das neue Gasharz stellt ein neues Harzkonzept
dar, welches in seiner molekularen Struktur anorganische Bestandteile und weniger Kohlenstoff enthält. Das Ergebnis
dieser Modifikation führt zu einer Herabsetzung der Viskosität des Harzes und somit zu einer Reduzierung der
eingesetzten Lösungsmittemenge.
Hüttenes-Albertus Chemische Werke, Düsseldorf; DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 1-2
Sipos, Marta M.; Eder, Günther
Rauchreduzierung beim PUR-Cold-Box-Verfahren
Bei der Weiterverarbeitung der Formteile, der Trocknung der Kerne und beim Gießen sind die Gießereibindemittel
extremen thermischen Belastungen ausgesetzt, wobei sie komplexe physikalische und chemische Prozesse durchlaufen,
bis sie letztendlich beim Gussvorgang zersetzt werden. Während dieser Prozesse kann, je nach Bedingungen und Art
des Bindemittels, ein unerwünschter Nebeneffekt, die Rauchbildung, auftreten. Gegenstand der neuen
Entwicklungsarbeiten bei der Furtenbach GmbH, Wiener Neustadt, Österreich, war die Reduzierung der Rauchbildung
bei der Verarbeitung der Cold-Box-Bindemittel. Nach dem Identifizieren der Quellen und Vorgänge, die für die
Rauchbildung maßgebend sind, wurden die Erkenntnisse aus der Thermodynamik der Polymerlösungen und aus der
Reaktionskinetik erfolgreich umgesetzt. Zielführend war der Einsatz von speziellen Lösemittelkombinationen mit
rauchabsorbierender und verbrennungsfördernder Wirkung. Es wurden zwei Cold-Box-Systeme, Friodur 075 für das
Leichtmetallgießen und Friodur 080 für das Eisengießen, entwickelt.
Furtenbach, Wiener Neustadt, AT
Giesserei
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Söffker, Dirk; Langer, Marcel; Wolff, Horst; Quack, Ulrich
Entwicklung einer Demonstrationseinrichtung zur teilautomatisierten Herstellung von Formen aus
kaltharzgebundenem Formstoff unter besonderer Berücksichtigung einer hochentwickelten
Mensch-Maschine-Schnittstelle
Die Formherstellung auf Basis von furanharzgebundenem Formstoff wird am Standort der Universität Duisburg-Essen im
Technikum des IfG mit der Realisierung eines Demonstrators erprobt. Für die zentralen Arbeitsschritte bei der
Formherstellung wird es möglich sein, sowohl die physikalisch-technischen Aspekte als auch die der Prozessführung zu
teilautomatisieren und zu erproben. Der Gießereiindustrie wird die Möglichkeit geboten, auf Basis der Erkenntnisse
selbst oder im IfG-Technikum Versuche zur technologischen Verbesserung durchzuführen.
Universität Duisburg-Essen, Duisburg, DE; IfG Institut für Gießereitechnik, Düsseldorf, DE
Tagungsbeitrag
Söffker, Dirk; Langer, Marcel; Quack, Ulrich; Wolff, Horst
Herstellung von Formen aus harzgebundenem Formstoff in einer teilautomatisierten Fertigungszelle
Im Rahmen des Forschungsprojektes "Entwicklung eines flexiblen Mensch-Maschine-Systems für ein teilautomatisiertes
Einfüllen, Verteilen und Verdichten von kaltharzgebundenen Formstoffen zur Herstellung großer Sandformen in
Gießereien" (ZUTECH-Vorhaben Nr. 327 ZN, Bewilligungszeitraum August 2009 - Dezember 2011) wurden zentrale
Forschungsfragestellungen bei den vorliegenden, komplexen Fertigungsprozessen in der Herstellung von
Großgussformen untersucht. Zentrales Ziel des Projektes waren die Reduktion der Gefahrstoffexposition der Fachkräfte
sowie die Realisierung des Prozesses mit einer fachkraftunabhängigen Formqualität durch eine automatisierte
Verdichtung des Formstoffes. In Kooperation mit den am Forschungsprojekt beteiligten KMU entstand im Technikum
des Instituts für Gießereitechnik am Standort Duisburg und in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl Steuerung, Regelung
und Systemdynamik der Universität Duisburg-Essen ein skalierter Demonstrator, der die teilautomatisierte,
fachkraftgeführte Herstellung von Großgussformen durch den Einsatz von industrietauglicher Aktorik und Sensorik
unter Berücksichtigung der räumlichen Entkopplung von Formprozess und Fachkraft sowie einer reproduzierbaren,
fachkraftunabhängigen Verdichtung ermöglicht.
In diesem Beitrag werden die gewonnenen Erkenntnisse, die zugrundeliegenden Methoden sowie die technische
Umsetzung in der teilautomatisierten Fertigungszelle dargestellt und die Übertragbarkeit in die Industrie diskutiert.
Universität Duisburg-Essen, Duisburg, DE; IfG Institut für Gießereitechnik, Düsseldorf, DE
Sturm, Jörg C.; Wagner, Ingo
Praktischer Einsatz der Kernsimulation zur Prozessoptimierung
Practical Use of Core Making Simulation for Process Optimization
Mit MAGMA C+M wird ein virtuelles Werkzeug zur Simulation der Kernherstellung vorgestellt, das auf die Bedürfnisse
der betrieblichen Praxis ausgerichtet ist. Die Simulation der Kernherstellung ist ein technologisch nützliches Werkzeug zur Analyse der gesamten Fertigungskette Schießen und Aushärten
auf einer fundierten wissenschaftlichen Basis. Der Kernhersteller wird damit in allen relevanten Prozessschritten der
Serienfertigung von der Werkzeugkonstruktion bis zur Qualitätskontrolle effizient unterstützt.
Simulation macht die komplizierten physikalischen Abläufe transparent und verständlicher. Fehlertendenzen können
ursächlich bewertet und Abhilfemaßnahmen effektiv umgesetzt werden. Werkzeugänderungen können bewertet
werden, ohne aufwändige praktische Versuche durchzuführen. Die frühzeitige Optimierung von Werkzeugen wird zeitlich verkürzt und bietet damit ein erhebliches Potenzial für
Kosteneinsparungen.
MAGMA Aachen, DE
Giesserei Rundschau
Heftnummer 9/10
Sturtz, Greg; Szabo, Jean
Determining Your Binder Work Time
Bestimmung Ihrer Binderverarbeitbarkeitszeit
If you work in the nobake molding department of your metalcasting facility, it is likely you are using the B scale mold
hardness gauge method to determine the work time of your binder. The test, which was originally designed to measure
green sand hardness and now is used for nobake molds, is one of several common tests used across the metalcasting
industry to measure work time offered by the AFS Mold and Core Test Handbook. However, few of the tests are
scientific ways of measuring work time.
In nobake molding, sand is mixed with the binders and then packed into a pattern. This step must be finished quickly
before the binders start to react, resulting in stiff sand, poor mold strength and, eventually, flawed castings.
Determining how long the molder has to pack the pattern before the sand mix loses its optimal molding properties is
necessary to keep molds or cores from breaking or producing defective castings.
ASK Chemicals, Dublin, OH, US
Modern Casting
Heftnummer 10
Wintgens, Rudolf
Angepasste Maschinentechnik für die Kernherstellung mit anorganischen Bindemitteln
Seit etwa zehn Jahren erleben anorganische Kernsandbinder eine Renaissance aufgrund von Umweltgesichtspunkten
und Vorteilen im eigentlichen Gießereiprozess. Moderne anorganische Bindersysteme haben gegenüber konventionelllen
CO2-härtenden Bindersystemen eine andere Härtereaktion. Die Härtereaktion erfolgt hauptsächlich durch Dehydration,
also durch Entzug von Wasser. Daraus ergeben sich zwei Hauptanforderungen an Kernschießmaschinen- und
Werkzeugausführungen: Die Kernschießmaschine muss den Kernkasten auf eine zur Wasserverdunstung ausreichend
hohe Temperatur bringen und sie muss mit einer Heißluftspüleinrichtung die Feuchtigkeit aus dem Kernkasten
transportieren. Dazu sind verschiedene Beheizungsmethoden verfügbar, von denen jede ihre spezifischen Vor- und
Nachteile bietet. Neben den beiden Hauptanforderungen Kernkastenheizung und Heißluftspüleinrichtung werden
weitere Zusatzeinrichtungen an Kernschießmaschinen empfohlen, um eine Produktion mit konstant hoher Qualität und
ökonomisch sinnvoll zu gewährleisten. Die Zusatzeinrichtungen müssen das vorzeitige Aushärten der Sandmischungen
verhindern und die Fließfähigkeit im Prozess sichern.
Laempe & Mössner, Schopfheim, DE
Giesserei
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Wu, Dianjie; Su, Linling; Dong, E.
Reclamation process and equipment of used sand of self-hardening sand
Regenerierungsprozess und Ausrüstung für Altformstoff von selbsthärtenden Formstoffen
Self-hardening sand reclamation, regardless of economic, environmetal point of view, or from a technical point of view,
the majority of users believe that the reclamation of self-hardening sand casting processing is an inevitable approach. It
is generally believed that by pouring and shakeout the sand contains increment of the metal compounds, oxygen and
other impurities increased, the residual resins and charcoals will increase. If deal without sand regeneration tratment, it
will incrase the rate of casting scrap. Main purpose of the reclamation of the back sand is to obtain a steady value of
the loss on ignition. Some information will be referred to a hot reduction or loss on ignition, that is LOI value, and a
major factor of the reclaimed sand quality is to control the burning of reduction to a stable value. LOI value is directly
related to the size of the casting and resin content, sand grain size, as well as factors such as sand iron ratio. Back
sand after repeated reclamation, LOI value is stabilized. Resin-bonded sand reclamation methods: Vibration crusher
reclamation machine, mechanical centrifugal reclamation equipment, rubbed recycling machine, air force reclamation
machine, high-temperature calcination calorimetry reclamation device, compact boiling type roaster furnace, shot
reclamation device and shakeout sand reclamation heat treatment combination machine.
Wuxi Xina Foundry Machinery, CN; Nanjing University of Science and Technology, CN
Tagungsbeitrag
Ye, Shengping; Lv, Shenghai; Wang, Xueming; Zhang, Haixun
The technical progress of V-process casting in China
Technischer Fortschritt des Vakuumgießens in China
Chinese technical progress of vaccum (V-)process casting was rapid, which was reflected below: The technology of
producing special plastic film (ethylene-vinyl acetate EVA film) for V-process developed rapidly and the standardization
and sanation of production was achieved which almost satisfied national demands. In China there are blowing inflation
process and chilled roll process for producing EVA films. EVA films produced by blow inflation process, among which
5.6 meters is the widest, can satisfy the demands of producing castings of large or deep molding; chilled roll process
can produce ultra-thin films, among which 0.04-0.05 millimeters is the thinnest. The draw ratio of 0.05 millimeters can
be 1: 1.1. The technology of optimizing vacuum pump and energy saving has got breakthrough progress. It is the
automation between high pressure and low pressure of desired vacuum during production which achieved intelligent
management between electric motor and electric net that make vacuum pump consume the least energy during
production, thereby, implementing energy saving, of which the amount is over 30 percent. Along with the market
demand's enlargement, the production of steel castings is very mature. As typical steel casting of V-process there are
bolster side bearer and hooker for use of railway, rear axle housing for use of load-carrying vehicle and hard wearing
high manganese steel casting for use of mining machinery.
Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, CN; Beijing Ditong Institute of Electron, CN; Tianrui Group
Foundry, Pingdingshan, CN
Yeming, Zhang; Ming, Zeng; Li, Hu; Xingang, Liu; Congzheng, Zhang
Study on roasting process of zircon-silica sol ceramic mould
Studie zum Brennprozess einer Zirkon-Silica-Keramikform
Dry stock of silica sol ceramic mould was prepared by using of colloidal moulding technique with an optimized vacuum
drying process. Effect on roasting process on the shrinkage rate and compressive strength of zircon-silica sol ceramic
mould, and the relationship between the roasting temperature and microstructure of zircon-silica sol ceramic mould
were studied. The optimum roasting temperature of zircon-silica sol ceramic mould gained by the experiments is 900° C
and the holding time is 2 h. The scanning electron microscope (SEM) observation showed the growth of refractory
particles during the roasting process. The occurrence of sintering was observed in the zircon-silica sol ceramic mould
when roasting temperature was above 1,000° C.
Xihua University, Chengdu, CN
China Foundry
Heftnummer 2
anonym
Chromite emerges as new-age molding material
Chromitsand entwickelt sich zum neuzeitlichen Formstoff
Chromite sand is is a high-refractory product, with a higher melting point than silica sand that makes it especially
suited to high-temperature steel casting. In this way, "SpheriChrome" offers an effective, more affordable alternative to
zirconsand.
Industrial Minerals, US
Foundry Management & Technology
Heftnummer 12
Bechny, Vladimir
Zukünftige Herausforderungen an Gießereisande
Es wird geziegt, dass mit einem qualitativ hochwertigen Quarzsand und mit keramischen Sanden Antworten auf die
Umwelt- und Gesundheitsfragen in Gießerien gegeben werden können. Die Emissionen, auch von CO2, aller organischen
Bindersysteme können mit dem vorgestellten Sand der Marke GBM deutlich verringert werden. Die Gefahr von Silikose
wird besonders von keramischen Sanden auf Tonerde-(Al2O3-) Basis mit verringertem SiO2-Gehalt gemindert. Diese
Sande haben eine geringe thermische Ausdehnung, was die Blattrippenneigung vermindert. Durch die gute
Wärmeleitfähigkeit wird die Neigung zu Vererzungen deutlich verringert.
GIBA, Reichersdorf, AT
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3/4
Tagungsbeitrag
Benz, Norbert; Fourberg, Christian
Umweltfreundliche Furan-Kaltharze mit einem freien Furfurylalkoholanteil kleiner 25 Prozent
Ab einem freien Furfurylalkoholgehalt von 25 % müssen Gießereiharze T-"giftig" gekennzeichnet werden. Dis bisher
gültigen Arbeitsplatzwerte wurden durch die Neueinstufung von Furfurylalkohol (FA) nicht geändert. In Konsequenz
muss ein Furanharz entwickelt werden, das weniger als 25 % freien FA enthält und im Wesentlichen den Material- und
Anwendungscharakteristiken des sehr weit verbreiteten Kaltharzes U 404 entspricht.
Ab 1 % freiem Furfurylalkoholgehalt müssen Gießereiharze mit R 40 "Verdacht auf krebserzeugende Wirkung"
gekennzeichnet werden.
Um den selbst gesetzten Richtlinien zur Entwicklung umweltfreundlicher Produkte treu zu bleiben, hat es sich die
Hüttenes Albertus Chemische Werke zur Aufgabe gemacht, Furan-Kaltharze mit einem freien FA-Gehalt von <25 % zu
entwickeln. Dies war, angesichts der Tatsache, dass Kaltharze einen freien FA-Gehalt zwischen 70 - 90 % enthalten,
keine unbedeutende Herausforderung. Es galt, diesen Anteil in den Formulierungen auf weniger als 25 % zu reduzieren,
ohne die technologischen und anwendungstechnischen Eigenschaften des Binders negativ zu beeinflussen. Um dieses
Ziel zu erreichen, wurden verschiedene synthetische Alternativen getestet.
Hüttenes Albertus Chem. Werke, Düsseldorf, DE
Tagungsbeitrag
Biersner, B.; Thiel, J.
Green sand dilution by new and core sand additions
Grünsandverdünnung bei Neusand- und Kernsandzusätzen
Previous research has indicated that detrimental materials tend to build up in green sand systems to unacceptable
amounts without some type of dilution. New sand has historically been used to dilute these contaminants while adding
bentonite and seacoal to replenish system levels. The current research confirms the conclusion of previous researchers
that core sand can be successfully substituted for new sand and that under normal addition levels no detrimental
degradation of mechanical properties are expected. The new research attempted to emulate foundry operations by
limiting the amount of time the sand was mulled. The testing recently conducted at the university attempted to stress
the sand by adding both dilution sand and the corresponding amount of bentonite but by maintaining a minimum
amount of mulling time. A second heat of iron was poured without additions of sand or bentonite to stress the system
and, in turn, identify potential changes. The testing concluded that wet tensile results were directly proportional to the
amount of time the bentonite was in the system and increased with either usage or mulling time. Increasing amounts of
bentonite tended to decrease the wet tensile of the sands. Friability also increased with increasing the amount of core
sand additions and therefore reductions in the amount of time the bentonite was in the system. This leads the authors
to believe that both wet tensile and friability are related to how well the bentonite is coated to the sand grains and
improves with additional mulling time. Mold surface wash by the liquid metal stream was the only defect noted on the
test casting, poured from various dilution levels.
University of Northern Iowa, Cedar Falls, IA, US
Böhnke, Sandra
Funktionalität und Auswahl anorganischer Additive in Formen und Kernen auf Quarzsandbasis
Aus Gesundheits- und Umweltschutzgründen sollten organische Additive zu Formgrundstoffen möglichst durch
anorganische Addditive ersetzt werden. Hier werden die dafür möglichen anorganischen Rohstoffe sowie Anwendung,
Anforderungen und Funktion der Additive beschrieben.
S&B Industrial Minerals, DE
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3/4
Tagungsbeitrag
Brotzki, Jörg; Gieniec, Antoni
Grundlagenuntersuchung zum Einfluss diverser Quarzsandqualitäten auf die Fertigungsparameter von Formen und Kernen
In einem gemeinsamen Projekt mit den Quarzwerken wurde der Einfluss unterschiedlicher Quarzsande auf die
wichtigsten Kern- und Formherstellungsverfahren untersucht. In der Arbeit wurden insgesamt ca. 80 Quarzsande aus
verschiedenen Ländern und Kontinenten vergleichend getestet. Ziel dieses Beitrages ist es, in einem direkten Vergleich
unter identischen äußeren Bedingungen, die Unterschiede ausgesuchter Quarzsande darzustellen. Ferner soll ein
Einblick in weitere Untersuchungsmethoden für Quarzsande gegeben werden.
ASK, Hilden, DE
S. 1; 1-8 (Folien) (9 Seiten, 44 Bilder, 0 Tabellen, 0 Quellen)
Tagungsbeitrag
Danko, R.; Danko, J.; Holtzer, M.
Foundry sand reclamation - Theory and industrial practice
Gießereisand-Wiederaufbereitung - Theorie und industrielle Praxis
World production of castings, which in 2008 reached 93.5 millions of tons, is accompanied by large quantities of
production wastes, mainly used moulding and core sands. Production of 1 metric ton of casting from ferrous alloys
generates circa 1 metric ton of waste, which due to containing certain amounts of harmful and dangerous compounds
should undergo a reclamation - at least of the main component, which means silica sand grains. The paper, among
numbered other problems, especially dealt with such problems of scientific and development research concerning the
reclamation of used foundry sands as: kind of used sands generated by the Polish foundries and ways of their
management. Functional characteristics of devices for typical reclamation methods, mechanism of liberating sand
grains from envelopes of used binding materials, influence of the kind of the reclamation treatment on the quality of
reclaimed sand grains, selection of effective reclamation processes and assessment methods of the reclaimed material
quality were systematised according to the actual state of knowledge. Additionally paper presents actually existing
industrial reclamation systems and perspectives of its improvements based on authors own individual practice.
Dobosz; Stanislaw M.; Jelinek, Petr; Major-Gabrys, Katarzyna
Development tendencies of moulding and core sands
Further development of the technology for making moulding and core sands will be strictly limited by tough
requirements due to protection of the natural environment. These tendencies are becoming more and more tense, so
that we will reach a point when even processes, that from technological point of view fulfill high requirements of the
foundry industry, must be replaced by more ecologically-friendly solutions. Hence, technologies using synthetic resins
as binding materials will be limited. This paper presents some predictable development tendencies of moulding and core
sands. The increasing role of inorganic substances will be noticed, including silicate binders with significantly improved
properties, such as improved knock-out property or higher reclamation strength. Other interesting solutions might also
be moulding sands bonded by geo-polymers and phosphate binders or salts and also binders based on degradable
biopolymers. These tendencies and the usefulness of these binders are put forward in this paper.
AGH University of Science and Technology, Krakow, PL; VSB - Ostrava University of Technology, CZ
China Foundry
Heftnummer 4
Dobosz, Stanislaw, M.; Jelinek, Petr.; Major-Gabrys, Katarzyna
Übersichtsartikel über den Stand der Technik bei Formstoffen zur Form- und Kernherstellung
AGH-University of Science and Technology, Cracow, PL; VSB-Technical University of Ostrava, CZ
Heftnummer 5-6
Dongfend, Chen; Xuanpu, Dong; Zitian, Fan; Rong, Ma
An investigation on bonding interface microstructure of ceramic coating prepared on AZ91D by
evaporated pattern casting technique
Forschungsarbeit zur Mikrostruktur der Kontaktflächenbindung von keramischen Schlichten auf der Legierung AZ91D
beim Vollformverfahren
PbO-ZnO-Na(Index2)O ceramic coating was fabricated on the AZ91D Mg-alloy substrate surface by using of evaporated
pattern casting (EPC) process. The ceramic coating was characterized through scanning electron microscopy (SEM)
observation, energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) and so on. The research was emphasized on the formation
process of ceramic coating and the interface bonding conditions between ceramic coating and the substrate. Results
show that the glass powder (PbO-ZnO-Na2O) melts when contacts with the high temperature liquid metal, and solidifies
on the surface of the substrate with the decrease of temperature. Therefore, the ceramic coating was successfully
prepared with the formation of the bonding interface with the substrate. Beside the influence of coating layer thickness,
the vacuum level was also investigated. Further analysis indicates that oxide inclusions and decomposition products of
foam pattern had a significant effect on the bonding interface. To obtain a good bonding interface between the ceramic
coating and the substrate, the metal liquid oxidation and inclusions must be decreased and the decomposition products
of foam pattern should be exhausted from the EPC coating completely.
China Foundry
Heftnummer 2
Ernst, Wolfgang
Der Altsandkühler - das verkannte Genie in der Sandaufbereitung
Die bedeutendste Optimierungsreserve bei der Altsandaufbereitung stellt die Wasserzugabe dar. Ale Schwankungen, die
nicht schon im Kühler abgefangen werden, können kaum im erforderlichen Maße im Mischer ausgeglichen werden. Es
wird ein Wasserdosierverfahren vorgestellt, das höhere Genauigkeiten bei der Austrittsfeuchte am Kühler ermöglicht.
Somit werden die Formstoffeigenschaften auch hinter dem Mischer vergleichmäßigt.
datec, Braunschweig, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Fan, Zitian; Wu, Xiangqing; Wang, Huafeng; Wang, Jina; Long, Wei
Performance characteristics of the sodium silicate sand hardened by twice microwave heating
process
Leistungsverhalten von Wasserglassand nach doppelter Mikrowellenhärtung
Aiming at the problem of high requirements on the pattern material of sodium silicate sand hardened by microwave
heating, a new "twice microwave heating process'' was applied in this study. The process includes following steps:
firstly the pattern with sodium silicate sand samples were heated in microwave oven for little time to the stripping
strength of sand samples, then the pattern was taken out from microwave oven and the sand samples were demoulded,
finally the sand samples were heated for the second time in the microwave oven for certain time to the service strength
of sand samples. The strength changes of sodium silicate sand hardened by once and twice microwave heating were
analyzed and compared,and the performance characteristics and their influencing factors of the twice microwave
heating process were tested systematically. The results showed that the twice microwave heating process was a
preferable method with the advantages of short heating time, high hardening speed and short influencing time on
pattern, so ordinary wood pattern or plastic mold could be used in this heating technology, which could greatly
decrease the requirements on the pattern material. The properties of sodium silicate sand hardened by twice
microwave heating are affected by many factors including sodium silicate binder adding quantity, microwave power and
heating time. When microwave power is set, the raw sand with a certain particle size would have a corresponding
optimum sodium silicate binder adding quantity which possesses a maximum bonding efficiency, in addition, sodium
silicate sand hardened by microwave heating presented strong moisture absorbability, so improving humidity resistance
should be the key to use the process.
Fiore, Silvia; Zanetti, Maria Chiara
Wet regenration treatment for the reclamation of waste foundry sands: a case study
Nassregenerierungsbehandlung für die Wiederverwendung von Gießereialtsand: Eine Fallstudie
The efficiency of a wet treatment process for the reclamation of waste sands coming out from different foundries and
moulding procedures is evaluated in this paper. The reclamation process foresees sequential phases of magnetic
separation, wet attrition, screening. The produced sludges are thickened by means of chemical conditioners and
mechanical dewatering.
The process was tested on an industrial scale on waste sands coming from different cast iron and steel foundries,
considering both greensands and sands mixed with inorganic and organic binders. For each kind of sand, inflow and
outflow in relation to the adopted reclamation treatment was characterised: the particle-size analysis and the
determination of silica, loss of ignition, acid request, oolitic and some metals contents were performed. The
characterisation was also extended to a greensand sample coming from a thermal reclamation treatment, and to some
bentonite and coal dust samples commonly employed in foundry processes.
A final valuation of the process was performed taking into account the foundry requirements for the obtained quality of
recovered silica sands and the economical and environmental aspects of the reclamation treatment.
DITAG, Politecnico di Torino, Torino, IT
Heftnummer 3678
Tagungsbeitrag
Gender, Christoph
Coating Application Consistency - The Total Coating Management Concept
Konsistenz in der Anwendung von Beschichtungen - das Konzept des Total Coating Management
Foseco' s fully automated Coating Preparation Plant (CPP) controls coating density in real-time, delivering greater
consistency in wet layer thickness. Thus, coating performance can be optimised to deliver a range of benefits to the
foundryman induding reduced coating layer related defects and subsequent casting scrap; lower core scrap; reduced
coating consumption and waste disposal, improved productivity and an enhanced working environment. In addition, the
continuous measurement system provides excellent data for improved process control, calibration and auditing. The
equipment consists of a mixing and storage tank for the coating paste, an automatic coating preparation tank which
facilitates a consistent density and a coating dipping tank or catch tray. The CPP is designed to accommodate a wide
range of application methods including spray, dip and overpour and can be connected to all major packaging systems
from drums to bulk silos.
Foseco, Hengelo, NL
Formstoffe und Formstoffprüfung;
Tagungsbeitrag
Gieniec, Antoni
Neue Kennzeichnung der Furanharze, Perspektiven, Alternativen und Praxiserfahrungen mit
Furanharzen der neuen Generation
Am Ende des Jahres 2010 wurde eine neue Kennzeichnung für Furfurylalkohol eingeführt, was zu einer Änderung der
Kennzeichnung der Gießereiharze auf der Basis von Furfurylalkohol geführt hat.
ASK Chemicals GmbH, Hilden, DE
Tagungsbeitrag
Grabowska, B.; Holtzer, M.; Danko, R.; Bobrowski, A.
Polyacrylates as ecological binders for moulding sands
Polyacrylate als umweltfreundliche Bindemittel in Formsanden
In this article various methods of cross-linking of acryl polymers which can be used in foundry practice have been
discussed-especially: Ca(OH)2 + CO2, by microwave and UV radiation This article discusses also about the results of the
studies made on the leaching rate of some harmful compounds from the waste sands with acrylic binder and on the
emission of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from moulds poured with molten metal. It is illustrated in many
tables, where you find the values which follow that both the new sand with acrylic binder as well as the used one are
characterized by lower values of the concentration of the investigated substances than the values of concentration
determined for the sands with phenol-formaldehyde resin and urea-furfuryl resin. It can be observed that the lowest
value of PAHs emissions has the CO, hardened sand with sodium silicate and the sand bonded with acrylic binder
hardened with CO2. The test reclamation has been carried out, too, as the applicability of a given sand in foundry
processes depends on quite a great extent of its reclamability also.
Grefhorst, Cornelis; Lafay, Vic; Richardson, Nick; Podobed, Oleg
Herausforderungen bei der Umstellung auf eine anorganische Form- und Kernherstellung
Es ist möglich, in Grünsandsystemen, also bentonitgebundenen Formstoffen, den Gehalt an organischen Zusätzen
(Glanzkohlenstoffbildner) um 50 bis 100 % zu senken und diese durch anorganische Additive zu ersetzen. Kerne können
ebenso mit anorganischen Bindern produziert werden. Diese basieren meist auf Wasserglas inklusive verschiedener
Additive. Der Einsatz dieser Binder ist beimAluminiumguss und bei kleinen Kernen für Großserien am aussichtsreichsten.
Zukünftige Herausforderungen liegen in der Entwicklung anorganischer Kerne für den Eisen- und Stahlguss und in der
Wechselwirkung mit bentonitgebundenem Formstoff.
S & B Industrial Minerals, Marl, DE; S & B Industrial Minerals North-America, Cincinnati, US; S & B International
Minerals, Montoir-de-Bretagne, FR;
Giesserei
Heftnummer 12
Grefhorst, Cornelis; Polobed, Oleg; Senden, Wim; Ilman, Resat; Lafay, Vic; Tilch, Werner
Reduzierung von Grünsandemissionen um mindestens 25 % - Fallstudie
Reduction of Greensand Emissions by minimum 25 % - Case Study
Der Beitrag beschreibt die Entwicklung eines Produktes für einen bentonitgebundenen Formsand, bei dem die Anteile an
Kohle bzw. Glanzkohlenstoffbildnern (GKB) ganz oder teilweise durch anorganische Komponenten ersetzt wurden und
dessen Einführung in einen laufenden Gießerei-Prozess.
Innerhalb des 5. Framework-Programmes (2000 - 2004) wurde von der EU das GO-APIC-Projekt gefördert. Ziel des
GO-APIC-Projektes war die Entwicklung eines Grünsandsystems ohne organische Additive, dessen Ergebnisse während
des 66. Gießerei-Weltkongresses 2004 in Istanbul (1) vorgestellt wurden. Damals startete S & B Industrial Minerals
zusammen mit der TU Bergakademie Freiberg und der Universität Krakau eine Fortsetzung des Projektes. Zum einen
sollte die Emissionsreduzierung aus bentonitgebundenen Formsanden weiter optimiert werden, zum anderen sollte eine
Messtechnik etabliert werden, die Veränderungen bei der Umstellung von herkömmlichen Formsandsystemen auf ein
GKB-freies Sandsystem entsprechend sichtbar machen kann.
S & B Industrial Minerals, Marl, DE
Giesserei Rundschau
Heftnummer 1/2
Tagungsbeitrag
Gröning, Peter-Michael
Anorganische Kernsand-Additive zur CO2- und Emissionsreduzierung
Additive sind sowohl zur Gussfehlerreduzierung als auch zur Erzielung spezieller Eigenschaften nötig. Anorganische
Additive können einen großen Anteil zur Reduzierung von Emissionen (Schadstoffe, Geruch und Qualm) in den
Gießereien leisten. Der Einsatz herkömmlicher organischer Additive ist mit deutlich höheren Emissionen verbunden. Ziel
dieser Arbeit war das Aufzeigen der Emissionspotenziale, insbesondere des Kohlenstoffpotenzials und damit auch der zu
erwartenden CO2-Emissionen der in den Gießereien verwendeten Kernsandadditive. Außerdem werden die
Wirkungsweise anorganischer Additive dargestellt und die technologischen Eigenschaften betrachtet.
Gröning, Peter-Michael
Jahresübersicht Formstoffe (48. Folge)
Giesserei
Heftnummer 2
Henneberg, Markus
Einsatz von Wasserschlichte für den Groß- und Mittelguss
In der Kette des Herstellungsprozesses eines Gussteiles übt die Herstellung und Behandlung der Formen einen
wesentlichen Einfluss auf die Qualität des fertigen Gussstückes aus. An die Lieferanten von Hilfsstoffen für den
Formsand werden nicht zuletzt dadurch immer höhere Anforderungen gestellt. Allerdings beruhen diese nicht nur auf
den gestiegenen Qualitätsstandards. Darüber hinaus werden diese Anforderungen auf die Reduzierung der
Schadstoffbelastungen für die Mitarbeiter und die Umwelt gestellt.
Als Hauptemissionsquellen können hierbei das Bindersystem und die Schlichten auf organischer Basis genannt werden.
Insbesondere lassen sich durch die Substitution der organischen Schlichten durch Wasserschlichten erheblich die
MAK-Werte und die Belastungen auf angrenzende Gebiete senken. Ein weiterer Vorteil der Schlichten auf Wasserbasis
liegt im vereinfachten Handling und der Lagerung, da insbesondere an brennbare und gesundheitsgefährdende
Substanzen erhöhte Anforderungen und Sicherheitsbestimmungen gestellt werden. Durch die Verarbeitung dieser
Schlichten verbessern sich die Arbeitsbedingungen des Personals erheblich, da auf Teile von Schutzausrüstungen,
hauptsächlich zum Schutz der Atmungsorgane, verzichtet werden kann und das gesamte Raumklima verbessert wird.
AVA Anhaltinische Verfahrens- und Anlagentechnik GmbH, Magdeburg, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 4
Henneberg, Markus
Einsatz von Wasserschlichten für den Groß- und Mittelguss
In der Kette des gesamten Produktionsprozesses eines Gussteiles übt die Herstellung und Behandlung der Formen einen
wesentlichen Einfluss auf die Qualität eines fertigen Gussstückes aus. Neben Preis und Verarbeitbarkeit der gesamten
Hilfsstoffe spielen vermehrt die Umweltverträglichkeit und die Belastung auf die Mitarbeiter beim Handling durch
flüchtige organische Substanzen eine entscheidende Rolle bei der Auswahl sämtlicher Materialien.
Hierbei ist insbesondere mittel- und langfristig die Substitution von Wasserschlichten für den Groß- und Mittelguss als
ein wesentliches Mittel anzusehen, die Arbeits- und Produktionsbedingungen zu verbessern. Untersuchungen haben
gezeigt, dass sich neben diesen positiven Effekten sowohl qualitativ als auch vom Produktionsablauf her weitere
Verbesserungen ergeben. So sind höhere Gussoberflächenqualitäten und ein geringer personeller Aufwand bei der
Verarbeitung in der Praxis nachgewiesen worden. In diesem Zusammenhang spielt jedoch die Wahl eines geeigneten
Trocknungsverfahrens eine wesentliche Rolle, wenn die Rahmenbedingungen einer Gießerei lange Standzeiten der
geschlichteten Formen von bis zu 3 Tagen nicht zulassen. Die klimatischen Bedingungen sind hierfür mit entscheidend,
und insbesondere aus der Sicht der Qualitätssicherheit ist die unkontrollierte Trocknung an der Umgebung nicht
akzeptabel.
Es wird ein neuartiges Trocknungskonzept vorgestellt, welches im Gießereibetrieb erfolgreich validiert ist. Bei der
Entwicklung war die effektive Trocknung oberstes Ziel - minimaler energetischer Einsatz bei geringen Trocknungszeiten,
wobei eine einfache, robuste und automatisierte Anlagentechnik den rauen Gießereibedingungen zu entsprechen hat.
Neben der technischen Beschreibung wird die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens dargestellt.
AVA Anhaltinische Verfahrens- und Anlagentechnik, Magdeburg, DE
Giesserei
Heftnummer 6
Hutera, Barbara; Stypula, Barbara; Kmita, Angelika; Bobrowski, Artur; Drozynski, Dariusz; Hajos, Michal
Effect of metal oxides nanoparticles on the tensile strength properties of foundry moulding sands
with water glass
Einfluss von Metalloxid-Nanopartikeln auf die Zugfestigkeitseigenschaften von wasserglasgebundenen
Gießereiformsanden
The object of the studies was to determine the effect of an addition of colloidal suspensions of ZnO nanoparticles on
the structure and properties of water glass, used as a binder for moulding and core sands. Nanoparticles of ZnO in
various alcohols were introduced into water glass and structural changes were determined through analysis of the FT-IR
absorption spectra and measurement of the quartz wettability with binder. The binder-sand interaction was verified
measuring the tensile strength of loose self-hardening sands with modified binders. It was shown that the suspensions
in propanol conferred higher R(Index m)(exp u) to the sand compared with the value obtained by sands with methanol
suspensions.
AGH University of Science and Technology, Cracow, PL
Heftnummer 3
Der Sand als Einflussfaktor auf die kern- und gießtechnischen Eigenschaften von Cold-Box-Kernen
Ausgehend von der Grundüberlegung, dass die wirkliche Ursache vieler Gussfehler und der Verschlechterung der
Kerneigenschaften in den einzelnen Qualitätsparametern liegt, wurden einzelne Faktoren in den Prozessteilen variiert
und untersucht. Hierbei konnten bereits deutliche Einflüsse aufgezeigt werden.
Es zeigt sich auch sehr deutlich, dass die einzelnen Faktoren zwar ausschlaggebend für die Effekte sind, es sich aber
um ein Zusammenspiel mit dem Bindemittel handelt, bzw. dass dessen Wirkung beeinflusst wird.
In diesem Beitrag werden die Einflüsse des Formgrundstoffes näher dargelegt. Diese neuen Ergebnisse geben
Aufschluss über den Einfluss von Parametern während der Kernherstellung auf die Brückenbildung und somit auf die
Bindung und die resultierenden Festigkeiten und Kerneigenschaften. Es konnte z.B. gezeigt werden, welche negativen
Einflüsse sich auf die Kernqualität bei Sandtemperaturen > 35° C durch die Herabsetzung der Wirkung der
Haftvermittler ergeben. Des Weiteren konnte der Einfluss von Feinkorn und Feinanteil dargelegt werden. Diese führen
zum einen zur Vergrößerung der Kornoberfläche - und somit zur Reduzierung der Binderfilmdicke - und zum anderen zur
Schwächung der Binderbrücken durch die Einlagerung von feinen Partikeln ins Bindergerüst.
DE
Giesserei
Heftnummer 9
Die Kernlagerung als Einflussfaktor bei Cold-Box-Kernen
Es gibt eine Vielzahl von Parametern, die im Rahmen der Herstellung von Kernen deutlichen Einfluss auf die
Kerneigenschaften und folglich auch auf die Gussteilqualität nehmen können. Hierzu gehören Einflussfaktoren aus den
Bereichen Formstoffkomponenten, Kernformstoffaufbereitung bis hin zum eigentlichen Kernherstellungsprozess.
Im Anschluss an die Kernherstellung folgt die Kernlagerung, der aufgrund der eigentlich unbegrenzten Lagerfähigkeit
von Cold-Box-Kernen wenig Beachtung geschenkt wird. Im Rahmen der diesem Beitrag zugrundeliegenden Arbeit wurde
die Kernlagerung in Bezug auf die Kerneigenschaften und somit auf die Gussteilqualität näher betrachtet. Hierbei konnte
ein sehr entscheidender Effekt aufgezeigt werden: Die Endfestigkeiten der Kerne werden nicht wie angenommen bereits
nach 24 h erreicht - es ist ein weiterer erheblicher Festigkeitsanstieg (gut 20 %) innerhalb der ersten Woche nach der
Kernherstellung zu verzeichnen. Dieser Effekt konnte bei allen drei gängigen Lösungsmittelkombinationen nachgewiesen
werden. Dies hat eine entscheidende Bedeutung, da sich durch diese Nachhärtung deutliche Probleme für die
Gussteilqualität ergeben können. Durch die höheren Festigkeiten der Kerne ist eine Zunahme der Blattrippenneigung
gegeben.
DE
Giesserei
Heftnummer 8
Iden, Frank; Pohlmann, Udo; Tilch, Werner; Wojtas, Heinz-Josef
Strukturen von Cold-Box-Bindersystemen und die Möglichkeit ihrer Veränderung
Mit rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen werden die Binderbrückenstrukturen von Cold-Box-Bindern dargestellt
und erläutert und es werden Einflüsse auf den Festigkeitsverlauf von Cold-Box-Systemen dargestellt.
Hüttens Albertus Chemische Werke; Düsseldorf, DE
Giesserei Rundschau
Heftnummer 1/2
Iden, Frank; Pohlmann, Udo; Tilch, Werner; Wojtas, Heinz-Josef
Strukturen von Cold-Box-Bindersystemen und die Möglichkeit ihrer Veränderung
Bereits in den 1980-er Jahren wurden allgemeine Untersuchungen durchgeführt und Ansätze zur Struktur von
Cold-Box-Binderbrücken veröffentlicht. In den letzten Jahren haben sich die Cold-Box-Systeme jedoch deutlich
weiterentwickelt. Neben dem Einsatz verbesserter Polyol- und Isocyanatkomponenten kamen insbesondere auch
wesentliche Lösungsmittelmodifikationen zum Tragen.
Aufgrund dieser Entwicklungen besteht der Bedarf, die Bindung in Cold-Box-Bindersystemen unter Berücksichtigung der
aktuellen Bindersysteme näher zu betrachten. Der Fokus wurde bei den Untersuchungen vor allem auf die Morphologie
der Binderbrücken gelegt, da diese die Grundlage für die Festigkeits- und Kerneigenschaften bilden. Im Ergebnis
konnten deutliche Strukturunterschiede innerhalb der Binderbrücke festgestellt sowie Thesen zu deren Entstehung
aufgezeigt werden. Das Polyurethangerüst gliedert sich in verschiedene Partien oder Phasen unterschiedlicher Dichte.
Die Ausbildung dieser Phasen steht in direktem Zusammenhang mit der Reaktions- bzw. der Aushärtegeschwindigkeit
und der Verdrängung von Lösungsmitteln. Das Lösungsmittel an sich hat einen besonderen Einfluss bei der Bildung des
Polyurethangerüstes.
Hüttenes-Albertus Chemische Werke, Düsseldrof, DE; TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, DE; Universität
Duisburg-Essen, Duisburg, DE
Giesserei
Heftnummer 1
Jeffs, Paul
The elimination of anti-veining sand additives through the use of active ingredient absorption
coatings
Verzicht auf Anti-Blattrippen-Sandadditiven durch den Gebrauch von absorbierenden Schlichten mit aktiven
Bestandteilen
Vesuvius, Tamworth, GB
Heftnummer 3698
Jelinek, Petr; Lichy, Petr; Cagala, Michal; Marko, Ervin
Die Kühlwirkung von Gießereiformen aus nichtquarzhaltigen Formgrundstoffen
Der Beitrag befasst sich mit dem Messen der Wärmeübergangskoeffizienten in Formen aus nichtquarzhaltigen
Formgrundstofen (Chromit-, Magnesit-, Dunit-, Olivinsand) , die mit Alkalisilikaten (Waserglas-CO2-Verfahren) sowie
Kunstharzen (Furanharz- und Resol-CO2-Verfahren) gebunden wurden. Die höchste Kühlwirkung wurde bei
Magnesitformen mit dem Binder Wasserglas, die niedrigste bei der Kombination Dunitsand-Wasserglas gemessen. Die
Verwendung von Kunstharzen als Bindemittel verschlechtert die Kühlwirkung von Chromitsandformen signifikant.
VSB TU Ostrava, CZ; Giessereien Trinec, CZ
Giesserei Praxis
Heftnummer 1-2
Jingyuan, Yu; Qiang, Li; Ji, Tang; Xudong, Sun
Predicting model on ultimate compressive strength of Al(Index2)O(Index3)-ZrO(Index2) ceramic
foam filter based on BP neural network
Vorhersagemodell zur höchst zulässigen Druckbeanspruchung von Keramikschaumfiltern, basierend auf einer Methode
des neuralen Netzwerkes
In present study, BP neural network model was proposed for the prediction of ultimate compressive strength of
Al(Index2)O(Index3)-ZrO(Index2) ceramic foam filter prepared by centrifugal slip casting. The inputs of the BP neural
network model were the applied load on the epispastic polystyrene template (F), centrifugal acceleration (v) and
sintering temperature (T), while the only output was the ultimate compressive strength (sigma). According to the
registered BP model, the effects of F, v, T on sigma were analyzed. The predicted results agree with the actual data
within reasonable experimental error, indicating that the BP model is practically a very useful tool in property prediction
and process parameter design of the Al(Index2)O(Index3)-ZrO(Index2) ceramic foam filter prepared by centrifugal slip
casting.
Liaoning University of Technology, Jinzhou, CN; Shenyang Research Institute of Foundry, Shenyang, CN; Norteastern
University, Shenyang, CN
China Foundry
Heftnummer 3
LaFay, V.
Application of no-bake sodium silicate binder systems
Anwendung vo kalthärtenden Natriumsilicat-Bindersystemen
The application of self-setting sodium silicate binder systems will support the metalcasting industry's long term goals in
pollution prevention while producing high-quality castings with reduced environmental concerns. This paper includes a
thorough review of the 1982 work as it compares to current systems and environmental standards, resulting in more
up-to-date information with regard to emission characteristics, especially, CO and CO2.
S & B Industrial Minerals, Cincinnati, OH, US
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
LaFay, V. S.
Successfully bonded bentonite sands: What have we learned in the last 25 years
Erfolgreiche bentonitgebundene Sande: Was haben wir in den letzten 25 Jahren gelernt
The application of specific testing methods that are used in process during the preparation of molding sand, and in the
foundry testing laboratory, has improved our understanding of the addition of materials that affect green sand. Lower
addition levels of electrolytes and sand additions to prepared molding sand will have minimal impact on the bonding
properties of green sand. However, higher dosage rates of these same materials could result in an increase in casting
defects. Utilization of in-process and specific laboratory testing, as a prevention tool for the foundry, will reduce the
impact that electrolytes and sand additions has on casting defects. These tests can supply information to the foundry
management to make the necessary changes prior to the accumulation of the electrolytes or sand dilution in prepared
molding sand.
S&B Industrial Minerals, Cincinnati, OH, US
Tagungsbeitrag
Li, Hankun; Li, Shicheng; Zhang, Xin; Liu, Jiajun; Tan Rui; Li, Ling
Study on the ester-cured alkaline phenolic binder systems for large steel castings
Untersuchung des estergehärteten alkalischen Phenolbindersystems für große Stahlgussstücke
The ester-cured alkaline phenolic binder systems is a more environmentally acceptable foundry binder, which has been
successfully applied for making high grades of steel castings in our country. But when applied to a large steel casting,
two key technologies are often encountered: 1, more of free formaldehyde emission usually occur during the stripping
pattern from the mould, thus leading to environmental pollution; 2, the bench life of mould or core sand is too short to
meet the requirements associated with the conditions of operation of moulding and coremaking. A large number of
trials have found that the free formaldehyde emissions during the stripping can be reduced to below 0.25 mg/m(exp 3)
by optimizing the synthesis process and adding environmental aldehyde reduction agent, thus better solving the
environmental problems of ester-set alkaline phenolic resin binder sand. In addition, a special slow-curing agent for
alkaline phenolic resin has been developed, the bench life of which can be extended up to 120 min, and then meeting
the production needs of moulding and coremaking of large steel casting. At present, the newly developed alkaline
phenolic binder systems have been successfully employed to the production of steel castings.
Shenyang Research Institute of Foundry (SRIF), CN
Tagungsbeitrag
Liu, A. H.; Li, B. S.; Sui, Y. W.; Guo, J. J.
Electromagnetic field numerical model for interfacial reaction between titanium and zirconia
Numerisches Modell des elektromagnetischen Feldes zur Untersuchung der Grenzflächenreaktion zwischen Titan und
Zirkonoxid
Based on the interfacial reaction model between titanium (Ti) and zirconia (ZrO2) in gravity field, taking account of the
effect of electromagnetic field, a comprehensive numerical model for simulation of heat and mass transfer is
established to study the interfacial reaction between liquid Ti and ZrO2 in electromagnetic field. With the proposed
model, numerical simulations are preformed to investigate the influences of pouring temperature, holding time on the
oxygen concentration and reactive layer thickness in metal. The results show that both the oxygen concentration and
the thickness of reactive layer in metal increase with increasing the holding time and the pouring temperature. The
thickness of reactive layer in electromagnetic field is greater than that in gravity field.
Huaiyin Institute of Technology, Huaian, CN; Harbin Institute of Technology (HIT), CN; China University of Mining &
Technology, Xuzhou, CN
Long, Zhang; Yuancai, Li; Wei, Zhao
Improvement of humidity resistance of water soluble core by precipitation method
Verbesserung des Feuchteunempfindlichkeit eines wasserlöslichen Kerns durch die Ausscheidungsmethode
Water soluble core has been widely used in manufacturing complex metal components with hollow configurations or
internal channels; however, the soluble core can absorb water easily from the air at room temperature. To improve the
humidity resistance of the water soluble core and optimize the process paramaters applied in manufacturing of the
water soluble core, a precipitation method and a two-level-three-full factorial central composite design were used,
respectively. The properties of the cores treated by the precipitation method were compared with that without any
treatment. Through a systematical study by means of both an environmental scanning electron microscope (ESEM) and
an energy dispersive X-ray (EDX) analyzer, the results indicate that the hygroscopicity can be reduced by 20 % and the
obtained optimal process conditions for three critical control factors affecting the hygroscopicity are 0.2 g-mL(exp -1)
calcium chloride concentration, 4 % water concentration and 0 min ignition time. The porous surface coated by calcium
chloride and the high humidity resistance products generated in the precipitation reaction between calcium chloride
and potassium carbonate may contribute to the lower hygroscopicity.
China Foundry
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Love, G. A.; Ramrattan, S. N.
Fast determination of moisture, volatile organic compounds and loss on ignition from a shell sand
sample
Schnelle Ermittlung der Feuchtigkeit, der flüchtigen organischen Verbindungen und des Entflammungsverlustes von
einer Sandschalenprobe
The focus of this study is to present a fast procedure for obtaining percent moisture content (MC), volatile organic
compounds (VOC) and loss-on-ignition (LOI) data from the same shell sample sequentially. The paper discusses an
induction heating technique to achieve the MC, VOC and LOI in shell silica sand. A prototype tester was developed that
allowed for a much shorter exposure time compared to the muffle oven. The methods for obtaining results from AFS
standard testing procedures, using a muffle oven, are too slow to be effective for real time control. Standard
procedures require at least a 3-hour ignition in a muffle oven. Two previous rapid methods utilized an induction heater
and microwave oven for LOI testing, each requiring at least 5 and 20 minutes ignition times respectively. These
techniques require an independent sand sample for each test measurement. The study will confirm if there is not a
significant difference in MC, VOC and LOI test results for sample mass of 3, 5, and 50 g with alpha = 0.05 significance
level. The induction technique resulted in a substantially shorter time for acquiring the data utilizing a 5 g sample. The
results for MC, VOC and LOI total time were accomplished in 25 minutes using the new induction method.
Western Michigan University, Kalamazoo, MI, US
Tagungsbeitrag
Lowe, K. E.; Showman, R. E.
Dimensional changes in chemically bonded molds and cores
Abmessungsveränderungen in chemisch gebundenen Formen und Kernen
Chemically bonded sand molds and cores can experience dimensional changes following the initial cure and during
storage and handling. While the changes are typically small, they may be significant in certain applications where
dimensional tolerances are tight. Earlier work showed that phenolic urethane cold box (PUCB) cores shrank
approximately 0.1% over about 48 hours following coremaking. This shrinkage was relatively uniform and consistent and
was affected by coremaking process variables to only a minor extent. Coating and drying caused the shrinkage to occur
in the drying oven with little shrinkage later. Exposure to changes in humidity during core storage also caused small
dimensional changes. Additional tests were conducted to further characterize the dimensional changes of chemically
bonded cores on different sands, with different binder systems and with different process conditions. The data can be
used during casting design to account for these small but potentially important changes and may indicate the need for
process specific testing for critical applications.
Ashland Performance Materials, Dublin, OH, US
Lowe, Kathleen; Showman, Ralph
Explaining shrinkage in molds and cores
Erklärung des Schwindens von Formen und Kernen
A series of testes show how each variable in chemically bonded molds affects shrinkage. Binder chemistries have a
significant impact on shrinkage.In a figure are shown the shrinkage curves for phenolic urethane cold box cores (PUCB),
phenolic urthane nobake cores(PUNB), furan no bake cores, inorganic warmbox cores and acrylic epoxy coldbox
(AECB) cores. Another figure shows the shrinkage produced with sands of different grain fineness numbers (GFN). The
sand with the highest GFN had the most shrinkage.
ASK Chemicals, Dublin, OH; US
Modern Casting
Heftnummer 10
Malaschkin; Andrej; Richarz, Dirk; Regenberg, Andreas
Modernisierung und Ausbau der Prozesssteuerung in der Sandaufbereitung auf der Basis von
Datenerfassung und -analyse
Im vorliegenden Artikel wird ein Teil der Ergebnisse aus einem mehrjährigen Forschungs- und Entwicklungsprojekt im
Rahmen des Wachstumskerns "Precision Cast" dargestellt. Die Georg Fischer GmbH in Leipzig war während der
Forschungs- und Entwicklungsphase des Projektes federführend im Teilprojekt zum Aufbau der
gussteilqualitätsbezogenen Steuerungs- und Regelungssysteme. Daher wird zunächst die Vorgehensweise zur
Bearbeitung der erfassten Daten, basierend auf dem Beispiel der Ursachenforschung zum Auftreten der Ballenabrisse,
vorgestellt. Die so gewonnenen Ergebnisse dienten dann als Basis für umfangreiche Modernisierungsmaßnahmen im
Bereich der Sandaufbereitung, welche während und teilweise auch nach der Projektphase realisiert wurden. Unsere
Erfahrungen, sowohl bei der Entwicklung als auch beim Praxiseinsatz dieser Lösungen, bilden den abschließenden Teil
dieses Artikels.
Georg Fischer Leipzig, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 7-8
Milow, Barbara; Ratke, Lorenz
Aerogele - ein faszinierender Werkstoff zur Verbesserung der Gussteilqualität
Aerogele sind nanostrukturierte, offenporige Festkörper, die über einen Sol-Gel-Prozess gewonnen werden. Am
bekanntesten sind zurzeit anorganische Aerogele auf Oxidbasis wie Silica-Aerogel (SiO2), Titanoxid-Aerogel (TiO2), und
Zirkonoxid-Aerogele (ZrO2). Aerogele können als Kernsandbinder eingesetzt werden. Mit ihnen wird das Entkernen
leichter und es können dünnwandigere Gussteile hergestellt werden. Durch den Einsatz von Aerogelgranulaten als
Additiv im Sand-Binder-System können Penetrationen, Sandanhaftungen, Gaseinschlüsse, Schülpen und Erosionen
behoben werden, wenn die Ursache in Schwächen der Sandkerne liegen.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Köln, DE
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3/4
Tagungsbeitrag
Mroczek, M. J.; Wozniak, T. S.; Crespo, C. A.; Neltner, S. L.; LaFay, V. S.
Effects of hot sand and its cure by use of a sand cooler: A case study
Einfluss von heißem Sand und seiner Nachbehandlung bei Nutzung eines Sandkühlers: Eine Fallstudie
For as long as molten metal has been poured into molded sand cavities, foundries have had the problem of hot molten
metal transferring heat into the sand mold. This would not be a problem, if it were not for the fact that this sand is
re-circulated and is reconstituted with additional materials and water in order to make green sand molds once again.
This re-circulating process makes hot sand a problem. When water is added along with additional clay for re-bonding
this sand into molds, the water that is used to allow the clay to bond is not as effective at elevated temperatures. So
why employ a process with this associated problem? The main reason the green sand system is employed is the fact
that it is a very cost-efficient one, because it recirculates and reuses materials. The only means of eliminating the
problem of hot sand is to discontinue the use of the re-circulating green sand system; change to an alternative sand
system that does not re-circulate; or employ some means of cooling the return sand before its reuse. Due to cost
restraints, most foundries live with hot sand or take measures to minimize its affects or take the necessary steps to
actually cool the sand so that it is at a temperature more conducive to the clay performance temperature range. This
paper focuses on one foundry's sand system operating at elevated temperatures prior to any mechanical measures.
Then, it looks at this same sand system after steps have been taken to cool the sand and implement improved sand
handling systems. Data will be shared to show the effectiveness of sand cooling on the properties of the prepared sand
and the reduction of scrap.
Weil-McLain, Michigan City, IN, US; S&B Industrial Minerals, Cincinnati, OH, US
Tagungsbeitrag
Müller, Jens
Trends in automotive serial casting - The novel HE SYSTEMS; high efficient cold box binders for
process and cost optimization
Trends im Automobil-Serienguss - das neue HE SYSTEMS: hocheffiziente Coldbox-Binder zur Verfahrens- und
Kostenoptimierung
Der Marktanteil des Coldbox-Verfahrens an der Kernherstellung liegt bei über 60 %, nicht zuletzt dank stetiger
Weiterentwicklung und Anpassung des Verfahrens an die Kundenwünsche seit seiner Markteinführung in den 1970er
Jahren. Die Hauptvorteile des Coldbox-Verfahrens liegen in seiner Eignung für komplexe Kerngeometrien und in seiner
hohen Produktivität. Um diese Marktstellung auch weiterhin zu behaupten, sind Entwicklungen zur reduzierten
Schadstoffemission (Phenolformaldehydharz, Diphenylmethandiisocyanat DMI, aromatische Lösemittel BTX: Benzol,
Toluol, Xylol), Steigerung der Produktivität und Produktqualität sowie Senkung der Fertigungskosten notwendig. Dazu
wurde bei ASK Chemicals, Hilden, DE, ein hocheffizientes Coldbox-Bindersystem (Ecocure HE = High Efficiency)
entwickelt, das sich durch verbesserte Reaktivität als Folge einer verfeinerten Harzsynthese und einer besser
abgestimmten Lösemittel-Kombination auszeichnet. Die erhöhte Reaktivität ermöglicht die Reduzierung des
Bindemittelverbrauchs und damit auch der Schadstoffemissionen bei sogar erhöhter Festigkeit. Positive Nebeneffekte
der Ecocure-HE-Binder sind reduzierte Gasgehalte, Kondensatgehalte und verminderte Klebneigung der Kerne im
Kernkasten. Der geringere Bindemittelverbrauch läßt auch den erforderlichen Amin-Katalysatorverbrauch und damit die
Geruchsemission und die Begasungsdauer sinken, wodurch wiederum die Kernfertigungsdauer sinkt und die
Produktivität steigt. Die Ecocure-HE-Systeme lassen sich mit allen gängigen Katalysatoren wie DMEA
(Dimethylaminoethanol), DMIPA (Dimethylisopropylamin) oder DMPA (Dimethylpropylamin) einsetzen. Dank der im
Vergleich zu konventionellen Coldbox-Systemen höheren Transversalfestigkeit der Ecocure-HE-Sandkerne lassen sich
Ausschussraten reduzieren, die Kernhaltbarkeit steigern (auch für die automatisierte Kernhandhabung) und die
Betriebskosten der Kernschießmaschinen verringern, so dass geringfügig höhere Materialkosten mehr als ausgeglichen
werden.
ASK Chemicals, Hilden, DE
Müller, Jens.
Anorganisches Bindersystem im Sandwich zwischen "Technology Push" und "Market Pull"
Seit nunmehr sechs Jahren steigen die Stückzahlen "anorganisch" hergestellter Gussstücke stetig, und das in einem
hinsichtlich Produktivität so anspruchsvollem Gusssegment wie der Herstellung von Aluminiummotorblöcken und
-zylinderköpfen. Gegenseitig beeinflussende Faktoren, wie die Innovationskraft der Bindemittelhersteller, das
lösungsorientierte Denken der Maschinen- und Werkzeughersteller, die Motivation und Bereitschaft der Kunden und
neue technische Möglichkeiten, wie etwa die Simulation, sind wesentliche Stützpfeiler dieser Entwicklung gewesen. Das
Wechselspiel von Technology Push- und Market Pull-Effekten führte einerseits zu völlig neuen Überlegungen,
andererseits aber auch zur Anpassung bestehender Konzepte im Sinne der anorganischen Kernherstellung.
Prozessbedingte Vorteile, wie etwa die deutlicher Produktivitätssteigerung im Gießprozess im Vergleich zu
herkömmlichen Verfahren, oder auch die drastische Herabsetzung von Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten, kamen
auf diese Weise erst richtig zum Tragen, sodass fortan nicht mehr nur die ökologischen Vorteile für einen Wechsel zur
anorganischen Kernherstellung sprechen. Ein weiterer und von der Bedeutung nicht zu unterschätzender Technology
Push resultiert aus Sekundäreffekten der Anorganik: durch Absenkung von Kokillentemperaturen und dadurch
schnelleren Erstarrungszeiten lassen sich Gefügeeigenschaften verbessern und Gusskomponenten gezielt hinsichtlich
mechanischer Eigenschaften verbessern, ein weiterer Entwicklungsschritt in Richtung hoch aufgeladener und
leistungsstarker, aber dabei emissionsarmer Motoren.
Giesserei
Heftnummer 2
Nwaogu, U.; Tiedje, N. S.
Mechanical properties of chemically bonded sand core materials dipped in sol-gel coating
impregnated with filter dust: novel approach to improve casting quality
Mechanische Eigenschaften von chemisch gebundenen Kernsanden, die in durch einen Filternebel getränkte
Sol-Gel-Schlichten getaucht wurden: Der neueste Versuch zur verbesserung der Gussteilqualität
A novel sol-gel coating impregnated with filter dust was applied on chemically bonded sand core materials by dipping.
After curing, the strengths of the core materials were measured under uniaxial loading using a new strength testing
machine (STM). The STM presents the loading history as a force-displacement curve from which the mechanical
properties of the materials are deduced. The fracture surfaces were examined using a stereomicroscope and a scanning
electron microscope. From the results, the strengths of the core materials were slightly reduced by the coating in
tensile and flexural modes, while the strengths were increased under compression. The mode of fracture of the
chemically bonded sand core materials was observed to be intergranular through the binder. The stiffness of the
chemically bonded sand core materials was determined. For better understanding of the mechanical properties of the
chemically bonded sand core materials, a combination of flexural and compression tests is suggested for improving the
casting quality.
Technical University of Denmark, Lyngby, DK
Heftnummer 5
Tagungsbeitrag
Nwaogu, U. C.; Poulsen, T.; Bischoff, C.; Tiedje, N. S.
Influence of new sol-gel refractory coating on the casting properties of cold box and furan cores for
grey cast iron
Einfluss einer neuen Sol-Gel-Feuerfeststoffbeschichtung auf das Gießverhalten von Coldbox- und furanharzgebundenen
Kernen für Gusseisen mit Lamellengraphit
New Sol-Gel coated sand cores made from coldbox and furan binder systems were investigated. The idea of the coating
was to improve the surface quality of castings. Grey iron was cast on the cores in a sand casting process. The effect of
the high temperature of the melt on the cores was assessed by measuring the heating curves. The viscosity of the
coating, moisture content and the permeability of the cores were evaluated. The surface quality of the castings was
investigated using scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy (OM). The results show that the
moisture content of the cores affected the permeability. In furan cores the vapour transport zone (VTZ) when in contact
with the melt is larger than it is in a coldbox which means the furan cores have higher moisture content. The new
sol-gel coating has the potential for improving the surface quality of castings without negative effects on the graphite
distribution. The surface of castings made using the new sol-gel coated furan cores show better surface quality than
those made using the coldbox.
Technical University of Denmark, Lyngby, DK; Danish Technological Institute, Aarhus, DK
Nwaogu, Ugochukwu C.; Hansen, Klaus S.; Tiedje, Niels Skat
Design and production of a novel sand materials strength testing machine for foundry applications
Entwicklung und Fertigung eines neuen Formstofffestigkeitsprüfgerätes für Gießereien
In the foundry, existing strength testing machines are used to measure only the maximum fracture strength of mould
and core materials. With traditionally used methods, the loading history to ascertain deformation of the material is not
available. In this paper, a novel moulding material strength testing machine was designed and built for both green sand
and chemically-bonded sand materials. This machine measures and presents the loading response as a
force-displacement profile from which the mechanical properties of the moulding materials can be deduced. The system
was interfaced to a computer with a commercial PC based-control and data acquisition software. The testing conditions
and operations are specified in the user interface and the data acquisition is made according to specifications. The
force and displacements were calibrated to ensure consistency and reliability of the measurement data. The force was
calibrated using an Amsler Hydraulic Press while the displacements were calibrated with and without loading using a
displacement calibrator (Heidenhain Digitaler). The calibration results showed that the data obtained are stable and
reliable and the machine can be use for the measurement of the strength of chemically-bonded sand materials.
Technical University of Denmark, Lyngby, DK; IPU Technology Development, Lyngby, DK
International Foundry Research/Giessereiforschung
Heftnummer 2
Oberschelp, Peter
Jahresübersicht Formstoffe (41. Folge)
Giesserei
Heftnummer 7
S. 42; 45-47 (4 Seiten, 4 Bilder, 0 Tabellen, 11 Quellen)
Pabel, Thomas; Kneißl, Christian; Schumacher, Peter; Brotzki, Jörg; Müller, Jens
Improved properties of aluminium cast parts through the use of inorganic cores
Verbesserte Eigenschaften von Aluminiumgussteilen durch den Gebrauch von anorganischen Kernen
One observation is that castings manufactured using the Inotec method show less porosity. This was the starting point
for a large-scale project in which the impact of the inorganic binder system on the material properties of typical cylinder
head and block alloys were examined.
A comprehensive series of investigations were designed in collaboration between Ashland-Süd-chemie-Kernfest GmbH,
Hilden, Germany, and the Austrian Foundry Research Institute in Leoben (Austria). In addition to the simulation and
construction of the tool developed specially for this investigation, consisting of a core box and gravity die casting mould,
metallographic examinations and the determination of static and dynamic material testing was also performed. The
casting trials were conducted with Inotec cores and cold-box cores simultaneously and the results were assessed in a
comparative manner.
ÖGI - Österreichisches Gießerei-Inst., Leoben, AT; ASK, Hilden, DE
Heftnummer 3698
Pabel, Thomas; Kneißl, Christian; Brotzki, Jörg; Müller, Jens
Verbesserte mechanische Eigenschaften von Al-Gussteilen durch den Einsatz von INotec-Kernen
Wenn sich Gießereien für anorganische Form- oder Kernherstellungsverfahren interessieren, geschieht dies meistens
aus der Motivation heraus, hierdurch Emissionen reduzieren zu können. Tatsächlich ist der Einsatz von anorganischen
Bindersystemen nicht nur für die Umwelt vorteilhaft.
So können im Serieneinsatz auch Vorteile in Produktivität und Qualität beobachtet werden. Der Einsatz des
anorganischen Bindersystems INOTEC erhöht nicht nur die Werkzeugverfügbarkeit, z.B. durch geringeren
Reinigungsaufwand von Kernkasten und Kokille, sondern reduziert wesentlich den Putzaufwand von Gussstücken, der
maßgeblich von Kondensatanhaftungen abhängt.
Eine ganz entscheidende Beobachtung war jedoch, dass nach dem INOTEC-Verfahren hergestellte Gussstücke einen
geringeren Anteil an Porositäten zeigen. Dies war der Startpunkt für ein Projekt, in dessen Rahmen der Einfluss des
anorganischen Bindersystems auf die Werkstoffeigenschaften von typischen Zylinderkopf- und Blocklegierungen
untersucht werden sollte.
In Zusammenarbeit zwischen der Ashland-Südchemie-Kernfest und dem Österreichischen Gießerei-Institut in Leoben
wurde hierfür ein Versuchskonzept entworfen. Neben der Simulation und der Konstruktion des eigens für diese
Untersuchung entwickelten Werkzeuges, bestehend aus Kernkasten und Kokille, wurden auch metallographische
Untersuchungen und die Ermittlung von statischen und dynamischen mechanischen Kennwerten durchgeführt. Die
Abgüsse erfolgten mit INOTEC-Kernen und Coldbox-Kernen, die Ergebnisse wurden vergleichend bewertet.
Österreichisches Gießerei-Institut, Leoben, AT; ASK Chemicals, Hilden, DE
Giesserei Rundschau
Heftnummer 1/2
Pastircak, Richard; Urgela, Dusan; Bruna, Marek
Influence of various opening materials on the mechanical properties and dilatation of moulding
mixtures
Einfluss verschiedener Einsatzmaterialien auf die mechanischen Eigenschaften und Ausdehnung von
Formstoffmischungen
This article deals with the results of measurement of mechanical properties of selected CT moulding mixtures with
moulding sand based on the "air setting" method, measuring the shear strength, compressive strength and tensile
strength. Furthermore, the article deals with the dilatation measuring of these compounds, where the measured
dimensions of these moulding mixtures change under thermal influence. The moulding mixtures contain silicon sand as
a base material and Novanol 165 as a binding material. These moulding mixtures were hardened by CO2. These
mixtures varied in the grain size of the base material.
University of Zilina, Zilina, SK
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Patterson, M. A.; Thiel, J.
Replacement of phenol-formaldehyde in urethane binders
Austausch von Phenol-Formaldehyd- durch Polyurethan-Bindemittel
A three year study funded by the Department of Energy has yielded two new bio-urethane foundry binders. These
binders were developed at the University of Northern Iowa Center for Advanced Bio-based Binders (CABB) to help
replace petrochemical derived foundry products, reduce their environmental burden and improve casting quality. The
biourethane binders that were developed replace the phenolformaldehyde component of phenolic urethane binders with
saccharides and humic containing substances. The binders have the ability to utilize conventional or modified
isocyanate and catalyst components and are compatible with current foundry equipment and procedures. Evaluations
of the new binders include physical properties, elevated temperature physical properties, thermogravimetric analysis,
step cone casting evaluation, emissions and foundry trials. Results show that the bio-urethane binders exhibit
comparable core strengths, curing rates and casting finish. The new binders exhibited higher elevated strength
properties along with improved shakeout. Results of emission testing compared favorably with conventional phenolic
urethane binders.
Metal Casting Center, University of Northern Iowa, Cedar Falls, IA, US
Patterson, Mitch; Thiel, Jerry
Developing Bio-Urethanes for No-Bake and Cold-Box Molding
Entwicklung von Bio-Urethanharzen für das Kaltharzsand- und Cold-Box-Formverfahren
UNI/MCC researches a replacement for phenolic urethane, with improvements in environmental factors, binder
performance, and casting quality.
University of Northern Iowa's Metal Casting Center, IA, US
Heftnummer 136, June
Pavlovsky, J. u. a.
Die Bestimmmung von Natriumazetat in Wasserglas-Ester-Formstoffen mit Hilfe der kapillaren
Isotachophorese
In regenerierten Wasserglas-Ester-Altsanden ist oft ein zu hoher Natriumazetatgehalt ein Problem, das durch Entfernen
des Azetats mit Hilfe verschiedener Regenerierungstechnologien gelöst werden kann. Häufig werden unzureichende
Regenerierungsgrade durch Mischen des regenerierten Sandes mit Neusand kompensiert, ohne dass die resultierenden
Azetatgehalte im Formstoff bekannt sind. Der Beitrag befasst sich mit dem Bestimmen des Gehaltes an Natriumazetat
in diesen Mischungen mit Hilfe der Methode der kapillaren Isotachophorese.
VSB-Technische Universität Ostrava, Ostrava, CZ; TU Kosice, Kosice, SK; TU Bergakademie Freiberg, FReiberg, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Podobed, Oleg; Grefhorst, Cornelis; Boehnke, Sandra
"Glanzkohlenstoffträger im Grünsand - Quo Vadis?"
Da der Anteil der Gussteile, die im Grünsand produziert werden, bekanntlich mehr als 2/3 beträgt, erscheint es als sehr
sinnvoll, die Funktionen und die Aufgaben des Kohlenstoffträgers im Grünsand nochmals zu betrachten.
Ziel des Vortrages ist also neben der technisch-wissenschaftlichen Würdigung des Kohlenstoffträgereinsatzes in den
bentonitgebundenen Formstoffen auch einen Ausblick in die Zukunft der emissionsarmen ENVIBOND Formstoffsysteme
zu geben, die mit geringen Mengen oder ganz ohne klassichen Kohlenstoffträger arbeiten.
S & B Industrial Minerals GmbH, Marl, DE
Podobed, Oleg; Böhnke, Sandra; Wanski, Wilfried; Winter, Eckhardt; Wojtas, Heinz-Josef
Altsandvorbefeuchtung als wirksamer Beitrag zum qualitativen Formstoff
Durch relativ kostengünstige Maßnahmen konnte die Formstoffkonditionierung bei der Gießerei Baumgarte zusätzlich
verbessert werden. Die unterschiedlichen Fahrweisen der Formanlagen können somit noch besser ausgeglichen
werden. Das Formstoffsystem gewinnt dadurch an Konstanz und dessen Steuerung an Sicherheit, die Staubentwicklung
konnte reduziert werden.
Ein gut befeuchteter (und gut gekühlter) Formstoff kann mit deutlich reduzierten Schwankungen aufbereitet werden und
ist generell weniger empfindlich gegenüber "Transportschäden". Für Bentonit werden deutlich bessere Voraussetzungen
geschaffen, um seine Eigenschaften im vollen Maß zu entfalten.
S & B Industrial Minerals, Marl, DE; Eisengießerei Baumgarte, Bielefeld, DE; Ingenieurbüro Wojtas, Xanten, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 7-8
Podobed, Oleg; Wanski, Wilfried; Winter, Eckhard; Wojtas, Heinz-Josef; Böhnke, Sandra
Altsandvorbefeuchtung als wirksdamer Beitrag zum qualitativen Formstoff
Das Wassermanagement hat sich als eine der wichtigsten und anspruchsvollsten Aufgaben für die Bereitstellung eines
qualitativ guten Formstoffes herausgestellt. Beschrieben wird hier das Wassermanagement für die
Altsand-Formstoffaufbereitung der Eisengießerei Baumgarte, Bielefeld, mit dem die unterschiedlichen Fahrweisen der
Formanlagen ausgeglichen werden können. Ein gut befeuchteter und gut gekühlter Formstoff kann mit deutlich
geringeren Schwankunegn aufbereitet werden und ist weniger empfindlich gegen "Transportschäden".
S&B Industrial Minerals; DE; Eisengießerei Baumgarte, Bielefeld, DE
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3/4
Tagungsbeitrag
Polzin, Hartmut; Tilch, Werner
Das Hochtemperatur-Verhalten von bentonitgebundenen Formstoffen
Die Formstoffprüfung bentonitgebundener Formstoffe wird zum größten Teil bei Raumtemperatur durchgeführt, denkt
man beispielsweise an die Grünfestigkeiten oder die Nasszugfestigkeit. Die daraus ableitbaren Informationen werden
erfolgreich zur Steuerung des form- und teilweise auch des gießtechnologischen Verhaltens bentonitgebundener
Formstoffe genutzt. Für die Prüfung der Hochtemperatureigenschaften wie z.B. Heißdruckfestigkeit oder Restfestigkeit
hingegen stehen oft keine Prüfeinrichtungen oder -technologien zur Verfügung. Somit können keine Aussagen etwa zu
spezifischen Fehlerneigungen während des Gießens oder zum Auspackverhalten getroffen werden. Der Vortrag stellt
Ergebnisse von Untersuchungen zum Hochtemperaturverhalten von bentonitgebundenen Formstoffsystemen vor.
Betrachtet werden das Festigkeits- und Deformationsverhalten verschiedener Formstoffmischungen im
Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 1000° C. Neben der Bewertung verschiedener Aufheizmethoden für
die zu prüfenden Probekörper fanden folgende Größen Berücksichtigung: Bentonitart, Bentonitgehalt, Additivart und
Additivmenge. Mit der verwendeten Prüfapparatur wurden Verformungs-Zeit-Verläufe unter variierender Prüftemperatur
aufgenommen. Die Ergebnisse belegen, dass es sowohl im Hinblick auf das Hochtemperaturverformungsverhalten als
auch die Heiß- und damit die Restfestigkeiten signifikante Unterschiede zwischen den untersuchten Formstoffen gibt.
TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, DE
Polzin, Hartmut; Jaruszewski, Peter; Müller-Späth, Jens
Die Regenerierung von Wasserglas-Ester-Altsanden in einer mittelständischen Aluminiumgießerei
Einsatzfähige Regenerierungstechnologien für die anorganisch gebundenen Formstoffsysteme sind sehr wichtig für
deren weitere Entwicklung sowie den zukünftig verstärkten Einsatz. Der Beitrag stellt Ergebnisse einer achtmonatigen
Testphase mit einer mechanisch bei Raumtemperatur arbeitenden Regenerierungsanlage für Wasserglas-Ester-Altsande
in einer mittelständischen Aluminiumgießerei vor. Ziele des Pilotversuchs waren die Ermittlung des
Regenerierungsgrades der Anlage sowie die Festlegung der maximal einsetzbaren Regeneratmengen zur Herstellung
von handgeformten Aluminiumgussteilen.
Gießerei-Institut, TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, DE; Pinter Guss, Deggendorf, DE; GUT, Freudenberg, DE
Giesserei
Heftnummer 4
S. 70-74; 77-78; 80-81 (9 Seiten, 11 Bilder, 0 Tabellen, 7 Quellen)
Tagungsbeitrag
Potaturina, Ekaterina; Brotzki, Jörg; Wojtas, Heinz-Josef
Neue Erkenntnisse zu Reaktionen zwischen Formstoff und Metall
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Formstoffuntersuchungen zur Verbesserung der Gussoberfläche.
Es wurden Formstoff-Schlichte-Eisen-Reaktionen untersucht, die durch Zugabe von bestimmten Additiven zum
Formstoff bewusst gesteuert wurden. Die Additivauswahl basierte auf thermodynamischen Überlegungen.
ASK Chemicals, Hilden, DE; Wojtas Ingenieurbüro, Xanten, DE
Tagungsbeitrag
Psimenos, Angelos Ch.; Sipos, Marta M.; Eder, Günter
Emissions- und geruchsarme Cold-Box-Systeme komplett frei von aromatischen Lösemitteln
Vom März 2004 bis Juni 2005 hat die Firma Furtenbach ein von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft
GmbH (FFG) und dem Land Niederösterreich gefördertes Projekt erfolgreich durchgeführt.
Im Jahr 2006 wurden die neu entwickelten PUR Cold-Box Systeme "Friodur 050" und "Friodur 060" präsentiert (neue
Pur-Cold-Box Harze der ersten Generation).
Die Systeme bestehen aus einer aromatenfreien Komponente A (Phenolresol) und den BKomponenten (Polyisocyanat) aus: "Friodur 050 B" - aromatenreduziert und "Friodur 060B" - aromatenfrei.
Furtenbach GmbH, Wien, AT
Psimenos, Angelos, Ch.; Eder, Günter
Die neue CLP-Verordnung der EU und ihre Auswirkungen auf die Gießereiindustrie
Sowohl für die Hersteller und Lieferanten von Gießereichemikalien als auch für die Gießereiindustrie ist die
GHS/CLP-Verordnung von immenser Bedeutung, da etliche in der Kernherstellung verwendete Stoffe in Zukunft als
"giftig" eingestuft werden und als solche gelten bzw. behandelt werden müssen.
Als Paradebeispiel können in diesem Fall der Furfurylalkohol (FA), Bestandteil der Furanharze beim No-Bake Verfahren,
etliche Amine, die als Katalysatoren beim Cold-Box Verfahren verwendet werden, wie Dimethylethylamin (DMEA),
Dimethylisopropylamin (DMIPA), Triethylamin (TEA) und deren Zubereitungen bzw. die beim Cold-Box Verfahren als
Komponente B verwendeten Isocyanate, Silane etc. angeführt werden.
Während für die Einstufung und Kennzeichnung der Isocyanate eine Übergangsfrist bis 1. Juni 2015 durchgesetzt wurde,
gilt die neue Verordnung für Furfurylalkohol, Amine bzw. andere Stoffe ab 1. Dezember 2010.
Furtenbach GmbH, Wr. Neustadt, AT
Giesserei Rundschau
Heftnummer 1/2
Tagungsbeitrag
Ramrattan, S.; Derrick, S.; Nagarajan, K.; Iyer, R.
Comparing casting evaluation to thermal distortion testing for various chemically bonded sand
systems using image analysis
Vergleich der Gussteilbewertung über die Prüfung des thermischen Verzugs für verschiedene chemisch gebundene
Sandsysteme mit Verwendung von Bildanalysen
Chemically bonded sand cores and molds are an important part of metal casting technology. Their behavior in contact
with molten metal is of great interest. With today's emphasis on near-net-shape, thin wall castings and with more
stringent casting dimensional reproducibility requirements, there is a need for test methods that accurately measure the
thermal distortions of chemically bonded binder systems in real time and without the expensive and laborious process
of casting trials. A test method currently employed to measure heat-induced thermo-mechanical change of sand
composites is the thermal distortion test (TDT) but, until now casting evaluations were not conducted to support or
dispel the distortion data. A thermal distortion test (TDT) that uses a disc specimen offers a method to study the
changes brought about by the thermo-mechanical reactions of chemically bonded sand binder systems. The distortion
of various chemically bonded disc specimens were measured at 1000 deg C (1832 deg F). The thermal distortion curves
(TDC) and mass changes are provided. Laboratory test are unable to address all the influences at the mold-metal
interface. It was important to conduct actual casting trials and obtain measurements and observations. This research
uses an image analysis technique to compare TDT data to data from casting trials on the various chemically bonded
sand binder systems. A trend was found between the TDT data and data obtained after casting.
Western Michigan University, Kalamazoo, MI, US; Polymer Systems Development, Lisle, IL, US
Ramrattan,S.; Joyce, M.
Wet to dry - refractory coating control for precision PUCB (phenolic urethane coldbox binder) sands
Baume as a singular refractory measure does not suffice. In addition, coating solids, surface tension, and viscosity
must be monitored to determine the proper corrective action. The effect of refractory coating thicknes on thermal
distortion was studied. The thicknes of the refractory coating level correlated well to permeabiliy. The level of
distortiondepended on ncoating thickness.
Western Michigan University, Kalamazoo, Mi, US
Heftnummer 2
Ramrattan, Sam, N.; Makino, Hiroyasu; Hirata, Minoru
A study of erosion in aeration green sand molds with various alloys
Eine Studie über Erosion in Formen aus belüftetem Grünsand (Luftzufuhr im Sandbunker) mit verschiedenen
Legierungen
The design and use of a test casting to evaluate the casting performance in green sand molds produced from aeration
sand filling and conventional filling is presented. The test castings described herein are designed to represent operation
conditions found in the foundry production environment. Recently aeration sand mold filling technology was introduced
to the foundry industry. Aeration sand filling technology uses low air pressure; the aeration technology provides
sufficient and uniform sand density before squeeze. Therefore, the aeration technology can save energy. The authors
have found that the aeration technology can make a lower friability mold and reduce casting defects.
Through the careful use of test castings, the foundry engineer can compare and select a molding technology and
molding parameters which will result in defect free castings processing superior finish. A test casting is designed and
developed to provide information on green sand performance. The resulting test castings provide information on casting
surface quality, defect tendencies, and the effects of foundry processing variables; such as pouring temperature,
head-height, and metal velocity on defect formation. Test castings, molding equipment, test parameters, and methods
of interpreting results are described. Tests castings are evaluated for performance in terms of erosion resistance in cast
iron, brass, and aluminium alloys. The applicability and interpretation of test casting results to production conditions is
also discussed.
Western Michigan University, Kalamazoo, MI, US; Sintokogio Ltd.; Aichi, JP
Heftnummer 2
Recknagel, Ulrich
Ermittlung des Härtungsverhaltens von kalthärtenden kunstharzgebundenemn Formstoffen zur
Formen- und Kernherstellung vor Ort
Ausgehend von den umfangreichen Untersuchungen des Härtungsverhaltens von kalthärtenden kunstharzgebundnen
Formstoffen durch D. Boenisch wird eine Prüfmethode vorgestellt, mit deren Hilfe und mit relativ einfachen
Prüfgeräten wichtige Abschnitte des Härtungsvorganges, insbesondere Verarbeitungsdauer und Ausschalzeit,
messtechnisch erfasst werden können. Die Prüfmethode eignet sich zur Überwachung vorhandener Kaltharzanlagen, bei
der Umstellung auf ein anderes Harz-Härter-System sowie zur zeitlichen Angleichung der Härtung von Modellanlegeund Hinterfüllformstoff.
Beratung für Gießereiformstoffe, Zwickau, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 3
Renhe, Huang; Hongmei, Gao; Yaoju, Tang; Qingyun, Liu
Curing mechanism of furan resin modified with different agents and their thermal strength
Härtungsmechanismus von Furanharz, modifiziert mit verschiedenen Wirkstoffen und ihre thermische Festigkeit
The curing mechanism of furfuryl alcohol and urea-formaldehyde furan resin was investigated using infrared
spectroscopy (IR) technique. The curing products of urea-formaldehyde furan resins modified with different agents (i.e.
sorbitol, polyester polyol, phenol and acetone) and the productions of incomplete curing were characterized by
differential thermal analysis (DTA) and thermal gravity analysis (TG). The results indicate that except for polyester polyol,
the other modifiers have little effect on the thermal strength of urea-formaldehyde furan resin. Furthermore, the thermal
strength can be improved at a temperature of higher than 550° C.
Shandong University of Science and Technology, Qingdao, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Samuels, G.; Beckerman, C.
Measurement of gas evolution from punb bonded sand as a function of temperature
Messen der Gasentwicklung aus kalthärtend gebundenen Formstoffen auf Phenol-Urethan-Basis, abhängig von der
Temperatur
In this study, the mass and molecular weight of gas evolved from phenolic urethane no-bake (PUNB) bonded sand are
measured as a function of temperatue. Thermogravimetric analysis is used to determine the changes in the binder
mass with temperature. The evolved volume of the binder gas during heating and cooling is measured using a specially
designed quartz manometer with a liquid metal as the working fluid.
University of Iowa, IA, US
Heftnummer 2
Sasse, Steffen; Knechten, Jörg; Brotzki, Jörg; Wallenhorst, Carolin; Gerhards, André; Wojtas, Heinz-Josef
Entwicklung eines anorganischen Bindersystems für die GJL-Bremsscheibenfertigung
Im Zuge der stetig steigenden Anforderungen bezüglich Emissionen und Umweltbelastungen sowie Energie- und
Materialkosten stehen die Gießereien mehr denn je in einem internationalen und nationalen Wettbewerb, in dem sie sich
behaupten müssen. Hier sind Innovationen zur wirtschaftlicheren Gussproduktion von großer Bedeutung. Dies betrifft in
besonderem Maße auch die Wahl des Kernherstellungsverfahrens und dessen Optimierung.
Anorganische Bindemittel haben sich zur Kernherstellung bereits im Leichtmetallguss mit sehr großem Erfolg etabliert
und stellen dort eine wirtschaftliche Alternative zu den gängigen Cold-Box-Bindemitteln dar. Durch den Einsatz von
anorganischem Binder und der damit verbundenen Reduzierung von Emissionen und Kondensaten können
Kostensenkungen u.a. im Bereich der Luftaufbereitung und Instandhaltung erzielt werden.
Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurde das anorganische Kernbindersystem Inotec der ASK Chemicals GmbH, Hilden,
bei der SHW Automotive GmbH, Tuttlingen, zur Bremsscheibenfertigung aus Eisenguss eingesetzt und der Prozess im
Vergleich zur Serienanwendung bewertet.
SHW Automotive, Tuttllingen, DE; ASK Chemicals, Hilden, DE; Universität Duisburg-Essen, Duisburg, DE
Giesserei
Heftnummer 4
Schäfer, Jürgen-Michael; Schäfer, Jörg
Der synthetische Formstoff Ceratec als Alternative zu Zirkon- und Chromerzsand
Ceratec ist ein synthetischer Formgrundstoff, dessen Körner eine nahezu perfekte Kugelform aufweisen Hierauf sind
einige der positiven Eigenschaften wie hohe Gasdurchlässigkeit und gutes Fließverhalten zurückzuführen. Hoher
Al2O3-Gehalt und Reinheitsgrad führen zu einer hohen mechanischen und thermischen Stabilität, wodurch die Bildung
von Vererzungen und Metall-Formstoff-Reaktionen vermieden werden. Der im Vergleich zu Quarzsand geringe und
lineare Ausdehnungskoeffizient im Bereich von 20 bis 600 Grad Celsius von 7,2 10hoch-6 K verhindert die Bildung von
Blattrippen und sorgt für eine Reduzierung der Putzkosten. Im Beitrag werden einige Anwendungsfallbeispiele
dargestellt.
GTP Schäfer, Grevenbroich, DE
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3/4
Tagungsbeitrag
Schrey, Alexander
Möglichkeiten und Grenzen der Anwendung neuer Furanharzbinder mit weniger als 25 %
Furfurylalkohol
Über die REACH-Verordnung hinaus, die eine weltweit einheitliche Registrierung und Einordnung von Stoffen regeln soll,
erfährt insbesondere das Europäische Stoffrecht über die sogenannte CLP-Richtlinie (Classification, Labelling and
Packaging) Änderungen, die weitreichende Konsequenzen für die Gießereichemie und damit die gesamte
Gießereibranche haben.
Diese am 20. Januar 2009 in Kraft getretene Verordnung löst die bislang gültigen Regelwerke für Stoffe, Zubereitungen
und Sicherheitsdatenblätter ab und ist für alle Mitgliedsstaaten der Europäischen Union rechtsverbindlich und
jeweiligem nationalen Recht übergeordnet.
Foseco Foundry Division, Vesuvius, Borken, DE
Schütze, Norbert; Ansorg, Michael
Grenzwertbeschreibung für das Trocknen von Wasserschlichten
Dieser Fachbericht beschäftigt sich mit den Effekten, die bei der Verwendung von Wasserschlichten, die mit
herkömmlichen Methoden aufgetragen wurden, auftreten, wie die Auswirkungen der Trockenzeiten bei
unterschiedlichen Schlichtearten. Wenn man die physikalischen Eigenschaften der unterschiedlichen Kombinationen
aus Schlichten und Anwendungen versteht, ist es auch möglich zu bestimmen, wann eine Schlichte trocken und bereit
für das Gießen ist. Das ist der effizienteste Weg, Zeit und Energie beim Trocknungsprozess einzusparen.
Foseco Foundry, Borken, DE; Gießerei Dhonau, Triberg, DE
Giesserei
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Schütze, Norbert; Overkamp, Ronald
Nutzen und Vorteile von plastischen Furanharzsystemen für die Gießer in der Praxis
Die Anwendung von Furanzharzsystemen mit ihren Vor- und Nachteilen ist seit langem Stand der Technik und in der
Praxis bekannt. Aber gerade darin liegt auch die Gefahr anzunehmen, dass der Prozess ausgereizt und nicht mehr
verbesserbar ist.
Fehlererscheinungen zeigen jedoch, dass die Realität in den Gießereien oft eine andere Sprache spricht und die
Formstoffecken und -kanten abbrechen. Dazu entstehen aus Volumenänderungen des Formstoffes Risse in der Form
und das Modellziehen wird erschwert. Diese Fehlererscheinungen können in keinem Fall als Schönheitsfehler deklariert
werden.
Ziel dieser Arbeit ist nicht nur das Darstellen dieser Fehlererscheinungen, sondern die Untersuchung der
Randparameter, welche den Mechanismus der Formstoffan- und -aushärtung beeinflussen. Des Weiteren steht am Ende
der Ausführungen das Aufzeigen von Formstoffsystemen, welche diesen Fehlererscheinungen widerstehen.Mit der
Schaffung einer Messmethodik zur Bestimmung der Deformationseigenschaften und damit der Formstoffplastizität wird
eine weitere Überprüfungsmöglichkeit für die Qualität von kalthärtenden Formstoffsystemen aufgezeigt. Hinweise und
Ratschläge für den Gießer runden die Untersuchungen ab.
Vesuvius, Borken, DE
Tagungsbeitrag
Seeger, Klaus; Serghini, Amine; Gröning, Peter
COLD-BOX Neue Binder und Schlichtekonzepte - Reduzierung der Emissionen bei der Herstellung
von hochkomplexen Gussteilen Neue Bindersysteme helfen aufgrund ihrer silikatischen Anteile, Emissionen zu vermindern und können helfen,
gasbedingte Gussfehler zu vermeiden.
Neue Schlichtesysteme vermindern die Gefahr von gasbedingten Gussfehlern. Aufgrund ihres thermischen
Sinterverhaltens und ihrer geringen Reaktivität mit der Schmelze werden weitestgehend saubere Gussoberflächen
abgebildet.
Seeger, Klaus; Serghini, Amine
Neue Schlichtekonzepte für hochkomplexe Zylinderkurbelgehäuse
Moderne Schlichten mit einer "gesteuerten Gasdurchlässigkeit" können den Gasdruckaufbau verzögern bzw. die
Gasdruckmaxima möglichst spät auftreten lassen. Die Sintereigenschaften dieser Schlichten gehen mit einem
"thermoflexiblen Verhalten" einher: Die Schlichten werden in der Gießhitze flexibler. Sie können auch bei geringen
Schichtdicken Sandausdehnungsfehler gut übedecken; die Ausbildung von Blattrippen kann vermieden werden. Dieses
Sinterverhalten führt auch zu einem guten Abschälen der Schlichte von der Gussoberfläche. Dieses Verhalten ist eine
Voraussetzung zur Vermeidung von Restschmutz in den engen und schwer zugänglichen Vesorgungskanälen der
Blöcke.
Hüttenes-Albertus Chemisceh Werke, Düsseldorf, DE
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3/$
Tagungsbeitrag
Serghini, Amine
Silikatische Cold-Box-Systeme - können diese getoppt werden?
Hüttenes-Albertus, Düsseldorf, DE
Formstoffe und Formstoffprüfung;
Sipos, Marta Maria; Eder, Günter
Cold-Box Harze mit verbrennungsfördernden Addditiven zur Reduktion von Emissionen und
Kondensaten
In den Anfangsjahren der Entwicklung von Cold-Box-Bindemitteln lag die Zielsetzung in technologischen
Verbesserungen; in den letzten Jahren sind die Probleme betrefffend die Umwelt und die Emissionen am Arbeitsplatz
mindestens genauso wichtig geworden. Mit den an aromatischen Bindemitteln gänzlich freien Cold-Box-Bindemitteln
wurde ein enormer Schritt in Richtung Emissionsminderung gemacht. Die Harze mit Lösungsmitteln auf Basis von
Pflanzenölestern haben aufgrund ihrer Eigenschaften große Akzeptanz in den Gießereien gefunden und werden mit
einigen Einschränkungen erfolgreich eingestzt. In diesem Beitrag werden die Eigenschaften dieser Cold-Box-Systeme
präsentiert.
Furtenbach, Wiener Neustadt, AT
Giesserei Rundschau
Heftnummer 3/4
Starobin, Andrei; Hirt, Toni; Lang, Hubert; Todte, Matthias
Core drying simulation and validation
Simulation des Kerntrocknung und deren Validierung
In the manufacture of inorganic sand cores it is necessary to remove any moisture remaining in the core before it can
be used. Several techniques are employed to remove the water including heating in an oven, microwave heating and
forcing hot, dry air through the core. In all cases, heating of a core can be expensive so there is interest in investigating
optimum arrangements for achieving the most efficient means of removing the residual water.
This paper describes a computer model that allows for a realistic simulation of the core drying process. The new model
considers porous sand cores of arbitrary shapes with properties such as moisture content, temperature and vapor
concentration that vary throughout. A fully non-equilibrium phase-change model is used to compute the evaporation
and condensation of water vapor in sand. Compressible gas dynamics describes the flow of the mixture of vapor and air
in and around a core.
A description of the model is followed by a validation test using a simple core geometry. Further validation is reported
based on tests with a realistic, production grade core.
Flow Science Inc., Santa Fe, NM, US; BMW Group AG, Landshut, DE; CFD Consultants GmbH, Rottenburg, DE
Heftnummer 1
Steinhäuser, Thomas; Wehren, Bettina.
Regenerierung von anorganisch gebundenen Kernsanden
In ausgedehnten Versuchsserien konnte nachgewiesen werden, dass eine vollständige Wiederverwertung von rein
anorganisch gebundenen Kernsanden mit geringem technischen Aufwand und ohne übermäßigen Staubanfall
prozesssicher möglich und praktikabel ist. Dies ist insbesondere für Kokillenguss relevant, aber auch für die
Aufbereitung von Kernsandresten vom Entkernen und Kernsandknollen aus einem Polygonsieb in Sandgießereien ist
diese Art der Regenerierung möglich und sinnvoll.
Gießerei-Institut, Universität Duisburg-Essen, DE
Gießerei
Heftnummer 1
Forschungsbericht, Buch
Steinkemper, Udo
Funktionelle Ton-Wasser-Mikrostrukturen in bentonitgebundenen Gießereiformstoffen zur
Festigkeits- und Plastizitätserhöhung
In vielen der etwa 300 Eisen- und Stahlgießereien und in über 100 Nichteisenmetallgießereien in Deutschland werden
Gussteile mit tongebundenem Formstoff gefertigt. Hierzu gehören die gegossenen Bauteile für PKW und Nutzfahrzeuge
sowie viele Bauteile für den Maschinenbau. Bei jeder Wiederverwendung muss der Formstoff aufbereit werden.
Im durchgeführten Vorhaben wurden für den Einfluss des Wassergehaltes auf die Qualität von tongebundenen
Formstoffen die Zusammenhänge zwischen mineralogisch-kristallographen Eigenschaften einerseits und
formtechnischen andererseits ermittelt.
Methoden der Röntgenanalyse wurden angewendet und damit gezeigt, in welchen Schritten die Hydration erfolgt.
Mittels Versuchsreihen im Technikum und mittels Untersuchungen in Gießereien sind technische Maßnahmen und Empfehlungen zur Optimierung der Aufbereitung von tongebundenen Formstoffen entwickelt
worden.
In den Versuchsreihen wurden Betriebsformstoffe in verschiedenen Varianten befeuchtet und getrocknet - und damit
Verbesserungen der Eigenschaften erreicht. In Analysen in Gießereien wurde festgestellt, mit welchem
Aufbereitungskonzept weitgehend stabile Formstoffkreisläufe erreicht werden.
Diese Ergebnisse ermöglichen Gießereien, diese qualitäts- und kostenrelevante Prozessstufe in der Gussfertigung
systematisch zu verbessern - mit kurzfristig umzusetzenden Maßnahmen, wie der Optimierung des Wassergehaltes oder mit investitionsintensiven Maßnahmen, wie verbesserten Geräten und Einrichtungen der Aufbereitungsanlage.
AiF Otto von Guericke; IfG Institut für Gießereiechnik, Düsseldorf, DE
AiF-Schlussbericht 15160 N
Tagungsbeitrag
Stötzel, Reinhard; Koch, Christian; Ze, Zefen; Huang, Hai
High Performance Refractory Coatings-Markets and Requirements
Ashland-Südchemie-Kernfest, Hilden, DE
Stötzel, Reinhard; Koch, Christian; Brotzki, Jörg; Yilmaz, Ismail
Neue Konzepte für Schlichten und Additive als ganzheitlicher Ansatz für fehler- und rückstandsfreie Gussteile
New coatings and addivites as an entire approach for defect- and residue-free castings
Aufgrund der starken Nachfrage nach hochwertigen Gussteilen stehen Gießkapazität und -qualität im Mittelpunkt der
Anstrengungen von Gießereiunternehmen.
Dabei ist es von entscheidender Bedeutung, über neue Konzepte zu verfügen, mit denen die gesetzten Ziele duch
nachhaltige Lösungen schnell erreicht werden können - durch eine Optimierung der Gießereiprozesse und insbesondere
über die verwendeten Kern- und Form-schlichten oder Sandadditive. Profunde Kenntnise der Gießereiprozesse und die
Möglichkeit zur Steigerung des Service Levels (Senkung der Kosten und Steigerung der Produktivität, Flexibilität und
Qualität) sind überlebenswichtig für den Gießereibetrieb. Erfolgreiche Gießereien nutzen daher die Chancen von
Hebeleffekten, d.h. die Erforschung kleiner Änderungen mit großer Wirkung. Einer dieser Hebel ist die richtige Auswahl
und Verwendung von Sandadditiven und Schlichten.Die in der Kernherstellung oder Formung eingesetzten Sandadditive
und Schlichten machen lediglich ca. 1 % der gesamten Kosten eines Gussteils aus. Andererseits kann die falsche Wahl
oder Verwendung einer Schlichte zu immensen Entgratungskosten von bis zu 10 % der Gießkosten führen.
Giesserei Praxis
Heftnummer 10
Stötzel, Reinhard
Neue Konzepte für Schlichten und Additive als ganzheitlicher Ansatz für fehler- und rückstandsfreie
Gussteile
Einen breiten Raum nimmt die Diskussion der Blattrippenbidlung und -vermeidung ein. Zum Schutz gegen die
Blattrippenbildung wurde eine spezielle Schlichte entwickelt. Weitere Entwicklungen sind Schlichten mit hoher
Gasdurchlässigkeit gegen Schülpenbildung, Schlichten für rückstandsfreie Gussteile und Schlichten zum Schutz gegen
Graphitentartungen in GJS und GJV.
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3/4
S. 68-70, 72 (4 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabellen, 8 Quellen)
Tagungsbeitrag
Stötzel, Reinhard; Koch, Christian; Brotzki, Jörg; Prat, Jainme
Neues Additiv-Konzept als ganzheitlicher Ansatz eines fehler- und schlichtefreien Gießprozesses
Sowohl Additive als auch Schlichten in Kernmacherei und Formerei machen an und für sich nur 1 % der Gesamtkosten
eines Gussstückes aus. Die falsche Auswahl oder nicht ordnungsgemäße Handhabung einer Schlichte kann allerdings
zu enorm hohen Putzkosten und somit zu einem Anstieg der Gesamtgusskosten um 5-10 % führen.
ASK Chemicals, Hilden, DE, ASK Chemicals Spain, Castro, ES
Stötzel, Reinhard; Potaturina, Ekaterina; Lappat, Ingo; Vorrath, Martin
Optimierung der Schlichte-Applikation - Heißspritzen statt Streichen
Die meisten Großgusshersteller setzen überwiegend das Zwei-Schlichteauftragsverfahren (beispielsweise Fluten und
Streichen) ein, um die Schlichte auf die Kern- bzw. Formoberfläche aufzutragen. Das Streichen ist ein zeitaufwändiges
Verfahren, aber aufgrund der Gussdimensionen und des Handlings wird es von den Gießereien vorgezogen. Diese
Applikationsweise führt jedoch zu einem ungleichmäßigen Schlichteauftgrag und Zeitverlusten, welche es zu einem
kostenintensiven Verfahren machen. Es überrascht daher nicht, dass Gießereien stets bestrebt sind, den Prozess des
Schlichteauftrags zu optimieren. Eine solche Optimierung stellt das Heißspritzen dar.
ASK Chemicals, Hilden, DE; Meuselwitz Guss Eisengießerei, Meuselwitz, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 7-8
Sutherland, John
Coating application consistency – the total coating management concept
Konsequente Schlichteanwendung – das Totale Schlichte-Managementkonzept
The coating plays a critical role, especially at the first contact point where the liquid metal enters the mould cavity.
Studying this aspect in detail has led Foseco to reconsider the coating process and develop a completely new approach
to coating technology, the "total coating management" concept (TCM).
Vesuvius UK; Foseco
Heftnummer 3683
Formstoffe und Formstoffprüfung; harzgebundener Sand;
Svidró, Jozsef; Dioszegi, Attila
Studying binder decomposition characteristics in resin bonded moulding materials through core gas
measurement
Ermitteln des Zerfallverhaltens von Bindern in harzgebundenen Formstoffen durch Messen des Kerngases
Application of resin bonded sand mixtures is essential in most casting production processes. These moulding materials
contain fire resistand basic matrices and various types of binders and additives in strict production ratios. The chemical
reactions at the metal/core interface and the surface quality of the casting are significantly influenced by the
decomposition process of binders, which results in gas evolution. Thus it is very important to measure and control the
amount and rate of evolved gas. In this recent work, the connection between core gas evolution and forming of surface
defects is discussed. Earlier gas measurement methods and their results are reviewed and the initial results of a
self-designed core gas measurement method are summarized.
University of Miskolc, HU; Jönköping University, SE
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Thiel, J.
Thermal expansion of chemically bonded silica sands
Thermische Ausdehnung von chemisch gebundenen Quarzsanden
The expansion of silica sands has long been misunderstood as the cause of several casting defects. It's equally
misunderstood that we can't change the way silica sands expands. The research studies in depth the expansion of silica
sands and the effect of phase changes in the sands. All of the dimensional accuracy castings showed that the last metal
to solidify in the castings demonstrated a negative casting shrinkage. This negative shrinkage corresponded well to the
expansion of the sands bonded with various resin systems. Casting sections that solidified before the core sand had the
opportunity to expand showed little or no dilation but rather dimensional contraction, closer to what was expected as
conventional pattern makers shrinkage. This illustrated well the difficulty in designing tooling for castings that are both
dimensionally accurate and reproducible. Although not complete, this gives us a new direction for design of patterns to
allow for sand expansion and/or contraction. What was missing in the results was the exact point at which the metal
ceased to flow freely around the core. Dimensions were taken of the core either when it was expanded or at the various
points during the contraction of the core after primary expansion. A more complete explanation of the dimensional
results could also have been made from knowing the resistance to expansion by the binder system itself. The expansion
and subsequent contraction of the sands as they are heated are thought to be restricted by the high temperature
strength of the binders themselves. This may have partially been shown in the low dimensional variation in the upper
binder percentages in the resin coated sand cores. This high temperature strength may be supplemented by the
addition of iron oxide, which is thought to cause localized melting or sintering of the sands to both create a barrier to
metal penetration and resist tensile failures due to contraction.
University of Northern Iowa, Cedar Falls, IA, US
Tagungsbeitrag
Tomek, Ladislav; Rusin, Karel; Stachovec, Ivo
Influence of cement moulding sands on the structure of castings
Einfluss von Zementsandformstoffen auf das Gefüge von Gussteilen
The smooth surface of castings without defects is the main demand of quality production. Some types of these defects,
are caused by metal penetration into the sand mold. Some of them are rough surface, burning on and burning in. The
defects may have significant influence of decreasing of mechanical properties, especially the fatigue life. Their effect
can also cause poor machinability. In the interface between cement cores and iron with flake graphite were certified
generation of complex allied substances - on the base Si, Fe, Al, O and Ca. These complex allied substances originate as
a result of chemical reactions between molten metal and cement sand. In many cases FeS has been found. Its
occurrence is evoked by CaSO4 (Bassaite) from Portland cement. Elements such as Si, Al, Ca and Fe may be released
by thermal dissociation from products of cement setting. With increasing temperature and higher content of carbon in
cast iron is chance of mechanical penetration higher. Average grain size of opening mataerial is remarkable too. The
higher content of sulphur is dangerous for castings of nodular iron. In addition trials the rest content of magnesium was
liquidated by this element and particles of flake graphite and other forms of graphite have been found in the surface
layers of nodular iron castings.
Brno University of Technology, CZ
Vacelet, Pierre Henri
Emissionsreduzierte Cold-Box Bindersysteme der neuen Generation
ASK Chemicals beschreibt hier sein HE (High fficiency)-Bindersystem, mit dem der Wirkungsgrad und die Ergiebigkeit
des Cold-Box-Bindersystems durch eine erhöhte Reaktivität gesteigert wird und so die Bindermenge verrringert werden
kann. Erreicht wurde dies durch eine neu entwickelte Verfahrensweise bei der Harzsynthese mit speziell darauf
abgestimmten Lösungsmittelkombinationen.
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 3/4
Vogel, Wolfgang
Über den richtigen Umgang mit Kokillenschlichte
Die Vorbereitung und richtige Zusammenstellung der Kokillenschlichte vor dem Versprühen auf die Form ist ein
qualitätsrelevanter Prozess, dem in der Gießerei-Industrie oft zu wenig Beachtung geschenkt wird. Zur
Aufrechterhaltung der Homogenität wird die zubereitete Schlichte oft ständig gerührt oder umgepumpt, wobei
formbestimmende Ingredienzien abgerieben und damit zerstört werden. Zum Weiteren reagiert der Binder Wasserglas
mit dem Kohlendioxid der Luft und schwächt damit erheblich die Bindekraft und Haftfähigkeit auf der Kokille. Ein nicht
zu vernachlässigender Faktor ist der Mensch an sich, da oft das Verhältnis von Schlichtekonzentrat und Wasser sehr
individuell vom Gießer gewählt wird und somit keine konstanten Gießergebnisse erwartet werden können. Zur
Vermeidung dieser Fehlerquellen wird eine Anlage vorgestellt, die die Schlichte auf Knopfdruck in der benötigten Menge
zubereitet. Die Anlage entnimmt eine kleinere Menge des Konzentrats aus einem vom Zulieferer bereitgestellten Eimer
und vermischt diese mit einer definierten Menge Wasser. Der Gießer hat lediglich seine benötigte Menge anzufordern.
Da die Anlage die Schlichte bei jedem Aufruf in gleicher Weise neu herstellt, kann sie ihre Eigenschaften nicht ändern.
Hierdurch kann die Qualität der gegossenen Teile gesteigert und der Ausschuss reduziert werden.
Schäfer Chemische Fabrik, Hennef, DE
Giesserei
Heftnummer 12
Tagungsbeitrag
Wallenhorst, Carolin
Was verbirgt sich hinter den Anorganischen Bindersystemen? - Fakten, Daten, Hintergründe
Das Verringern oder sogar Vermeiden von Emissionen ist die wesentliche Herausforderung auf dem Weg zu einer
nachhaltigen Gießerei. Der Einsatz eines anorganischen Bindemittels in der Kernfertigung trägt dabei entscheidend zur
Reduzierung der Schadstoffemissionen in der Prozesskette bei. Zusätzlich ergeben sich neue
Entwicklungsmöglichkeiten durch eine verbesserte Gefügequalität.
In der Vergangenheit ist es jedoch oft beim Versuch geblieben, solche Verfahren in der Serienproduktion zu etablieren,
da deren Eigenschaften hinsichtlich Prozessstabilität und Produktivität zu nachteilig erschienen. Die Entwicklungen
vergangener Jahre haben jedoch gezeigt, dass an organische Kernbinder eine wirtschaftliche Alternative zu den
herkömmlichen organischen Systemen darstellen können.
AKS Chemicals, Hilden, DE
Weider, M.; Polzin, H.; Göttert, M.; Eigenfeld, K.; Schärfl, W.
Die Erstarrungszeit kann über die Wahl des Formgrundstoffes beeinflusst und kontrolliert werden. Gießversuche mit
TRIP-Stahlguss und wasserglasgebundenem Quarzsand, Chromitsand und Cerabeads zeigen dessen signifikanten
Einfluss. Chromitsand beschleunigt und Cerabeads verzögern die Erstarrung und das Abkühlen im Vergleich zu
Quarzsand. Aufgrund der chemischen Zusammensetzung des Stahls und der jeweiligen Formgrundstoffe laufen
Konzentrationsänderungen spezifischer Elemente ab, welche sowohl im Stahl selbst als auch in der Sinterschicht der
Formen messbar sind. Der Austausch der entsprechenden Elemente hängt sowohl von der chemischen
Grundzusammensetzung der Formstoffe als auch von deren Verhalten unter thermischer Beanspruchung ab und ist
nicht allgemeingültig zu erfassen. Die Aufheiz- und Abkühlvorgänge innerhalb der Formen sind von den
thermophysikalischen Eigenschaften des Formgrundstoffes abhängig und variieren in weiten Grenzen. Aufgrund der
jeweiligen Temperaturbelastung weisen die Wasserglasbinderbrücken charakteristische Morphologien auf. Es existieren
klare Zusammenhänge zwischen dem Zustand der Binderbrücken und der messbaren Restfestigkeit. Die Restfestigkeit
ist abhängig von der Temperatur, dem resultierenden Zustand der Binderbrücken und der Sinterbeständigkeit des
Formgrundstoffes. Generell sinkt diese auf ein Minimum bei etwa 600° C aufgrund steigender Porositäten der
Binderbrücken. Oberhalb von 600 ° C steigt die messbare Restfestigkeit wieder an wegen des Wiederaufschmelzens der
Binderbrücken und vor allem beim Chromitsand des Sinterns des Formgrundstoffes.
Gießerei-Institut, Bergakademie Freiberg, DE; Dalmond Feuerfest Siegburg, Mechernich-Satzvey, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 5
Tagungsband; Buch
Publikationssprache: Deutsch; D
Wojtas, H.-J. (Veranstaltungsleitung)
8. Formstoff-Tage Duisburg, 23. und 24. Februar 2010, DE, Duisburg
Universität Duisburg-Essen, DE, Duisburg, Fakultät 5, Gießereiinstitut der Universität Duisburg-Essen
Erscheinungsjahr 2010 (Getrennte Zählung Seiten
Publikationssprache: Deutsch; D
Wojtas, H.-J. (Veranstaltungsleitung)
9. Formstoff-Tage Duisburg, 28. und 29. Februar 2010, DE, Duisburg
16 Vorträge zu Formstoffweiterentwicklungen mit den Hauptzielen Emissionsminderungen und Gussteilverbesserung
Universität Duisburg-Essen, DE, Duisburg, Fakultät 5, Gießereiinstitut der Universität Duisburg-Essen
Yunus, Mohammed; Rahman, J. Fazlur; Ahmed, A. N. Khaleel
Performance Evaluation of Characteristics of Thermally Sprayed Industrial Ceramic Coatings
Ermittlung der Besonderheiten von thermisch aufgesprühten industriell verwendeten keramischen Schlichten
In HVOF-sprayed coatings
The amount of wear generally increases with contact pressure and sliding distance.
Wear is comparatively less in case of coated specimens in comparison with uncoated specimens.
Fatigue strength is generally improved on coated specimens subject to alternate bending stresses.
The ground and lapped-finish of coated surface is improved with time of machining, favourably due to lower porosity.
In atmospheric plasma-sprayed coating materials
Wear performance of A, AT and PSZ show only marginal difference from each other. Coefficient of friction drops down
with higher velocity and with longer sliding distance in general.
In case of ZTA and Super-Z alloy, coefficient of friction steadily increases with time. Rate of wear also increases with
time steadily.
Good bond strength of APS coating was found to exist in the thickness range of 120 to 140µm. With the constant
power input and standoff distance of APS process, bond strength decreases with increase in coating thickness for all
coatings except for PSZ, where bond strength increases upto a thickness of 300 µm and then starts decreasing. It is
also observed that, an increase in thickness causes reduction in hardness.
Fatigue tests on cylindrical surfaces of APS coatings revealed an improvement in fatigue strength of coated substrate
metal, at all stress conditons.
It is possible to improve the quality of coating (removal of cracks and defects within the coating) by suitable surface
modification technique, namely, microwave irradiation. This process helps in the improvement of coated material
properties, namely, porosity, hardness and surface finish.
In the light of above findings, PSZ can be used effectively as a coating material on the engineering components whose
functional requirements are wear restistance, high hardness, lesser porosity, higher fatigue strength, higher corrosion
resistance.
Anna University of Technology, Coimbatore, IN; H.K.B.K. College of Engineering, Bangalore, IN; Jalappa Institute of
Technology, Doddaballapur, IN
Heftnummer 2
Feinguss, Genauguss
Preventing Cracks in Large Investment Shells
Vorbeugen von Rissen in goßen Feingießformen
The ability to predict shell crack formation could facilitate the use of plastic foam pattern to produce large investment
castings.
Modern Casting
Heftnummer 8
Feinguss, Genauguss
Branscomb; Tom
A practical evaluation of zircon replacement alternatives
Eine praxisbezogene Auswertung von Alternativen für den Ersatz von Zirkon
Fused silica and alumino-silicates (both 47 and 60 % Al2O3) are potential replacements for zirconsand on many alloys.
Cerabeads 60 has been shown to be a "drop in" replacement for zircon sand in several cases. Alumina ist probably
best to replace zircon sand inhigher temperature alloys and larger castings. Casfill85 has promise for replacing zircon
flour.
Buntroclk Industries, US
Incast
Heftnummer 11
Feinguss, Genauguss
Branscomb, Tom
Innovative Dewax Method Unlocks Potential for Investment Casters
Innovative Wachsausschmelzmethode eröffnet Potentiale für Feingießereien
The concept of directional dewax has been shown to be reasonably accurate. It does appear that there is an advantage
to this technique. There are some issues when using hot oil that need more investigation. For example, melting the wax
from the ceramic cup was time consuming. This causes the shell to heat up while over the hot oil. There are methods of
heat shielding that could reduce this effect.
Care was taken to transport shells to various locations for dipping and dewax so not to damage the shells.
Clearly, some amount of optimization needs to be done. For example in shortening the time. This project used about 15
minutes, but could possibly gone faster with higher temperature oil. This oil was 290° F.
A seperate mold was dewaxed by directional melting but water was used instead of oil. The shell construction was
Fibercoat 1109 and about 0.35 inches thick, so not particularly challenging.
One advantage of this new method of dewax is that it is a low energy method and likely can be shown to be
considerably more energy efficient, although this has not been tested.
Hot oil directional wax removal was shown to be the least stressful on difficult parts to dewax.
Hot oil directional dewax would allow engineers more latitude in choosing wax and shell properties, shell thickness, and
gating design.
More work needs to be done to learn how best to take advantage of this new technology.
Buntrock Industries, Inc.
Incast
Heftnummer 3
Feinguss, Genauguss
Buntock, Kermit
Should you be using fiber in your slurries?
Sollten Sie nicht schon Fiberglas in Ihren Schlickern einsetzen?
Many of investment casters who have used fiber-enhances slurries have been successful in reducing the number of dip
coats and thereby increasing shell room throughput. Originally, Buntrock Industries licensed this technology, but has
since purchasesd the three US patents. The major advantages of incoporating the fiber into an investment casting
slurrry are: 1) Thicker shell build for each coat. This frequently means that the shell can be constructed with less dips.
2) More uniform shell build around corners and sharp radii. 3) The fibers prevent crack propagation. 4) DFue to the
above reasons, shell molds are less likely to crack and this has been verified by D.O.E. tests at a number of foundries.
5) Since the fibers are organic, they burn out during the furnacing cycle. The hollow channels of the vacated fibers
significantly increase permeability and improve knock-out.
Buntrock Industries
Incast
Heftnummer 4
Feinguss, Genauguss
Tagungsbeitrag
Choi, Bong-Jae; Lee, Seul; Kim, Young-Jig
High integrity oxide mold material for titanium investment casting
Qualitativ hochwertiger Oxidformwerkstoff für das Titan-Feingießen
The purpose of this research is to verify the alpha-case (alpha -case) formation behavior and then develop the reaction
free mold materials which were based on the alpha -case formation mechanism. The alpha -case can cause the cost
inefficiency because of the post process such as chemical milling and machining. In order to develop the economic
netshape forming technique of titanium (Ti) by casting process, it is necessary to take a much closer look into the alpha
-case formation. In this research, the alpha -case formations between molten Ti and investment casting molds were
investigated through microstructures, hardness profiles, electron probe micro-analyzer and transmission electron
microscopy analysis. Considering the microstructure, hardness profile, electron probe micro-analysis (EPMA) mapping,
transmission electron microscopy (TEM) analysis and thermodynamic consideration, it could be confirmed that the
alpha -case is formed not only by interstitial oxygen element but also by substitutional metallic elements dissolved from
mold materials. On the basis of the alpha -case formation mechanism, alpha -case controlled mold material could be
possible to reduce the alpha -case reaction layer.
Sungkyunkwan University, Suwon, KR
Feinguss, Genauguss
Damakos, Kathabar
Liquid desiccant dehumidification´s energy-efficient enviromental controls have applications for
investment casting shellbuilding process.
Flüssige, tocknende, feuchtigkeitsentziehende und energieeffiziente umweltrelvante Regelungseinrichtungen werden
beim Herstellprozess von Feingießkeramikformen angewendet.
Investment castings process demand precise temperature and humidity-controlled conditions for high quality product
integrity and competitive manufactuing output efficiency. For these reasons, it is important to have a reliable and
efficient system. Mold drying requires low relative humidity levels that are not achievable with conventional air
condition systems. Liquid desiccant dehuminication has ben proven over many decades to provide reliable and energy
efficient enviromental control with clean air. This technolgoy can deliver low humidity and moderate temperature ideal
for investment casting.
Kathabar Dehumidification Systems
Incast
Heftnummer 4
Feinguss, Genauguss
Dzugan, Robert; Chaudhry, Neil; Large, Tim; Kirst, Nick
New Foam Pattern Material Replaces Wax as Pattern Material for Everyday Use, Even in Defense &
Military Applications
Neues Schaummodellmaterial ersetzt Wachs als Modellmaterial für den Alltagsgebrauch, auch bei Verteidigungs- und
Mitlitäranwendungen
FOPAT's foam pattern material is a proven and viable replacement for wax in the investment casting process offering
superior dimension control, energy savings, lower cost tooling, pattern ship ability, less core breakage and cost
competitive patterns.
With the development of FOPAT moving from experimental to a now state-of-the-art production at its facility in
Miamisburg, OH, the company now has the capability to produce hundreds of thousands of patterns per year, supported
by a national distribution network. The foam product is now being used to for prototype, short run or high volume
production castings.
FOPAT Production, Miamisburg, OH, US
Incast
Heftnummer 3
Feinguss, Genauguss
Einenkel, Eric
Feinguss von Titanlegierungen für Luftfahrtanwendungen
Tital, Bestwig, ist auf das Gießen der Titanlegierungen TiAl6V4 und TiAl 6Sn2Zr4Mo2 spezialisiert.Die Gussteile werden
nach dem Schwerkraft- oder Scheudergießverfahren hergestellt. Mit der Zunahme des Einsatzes von CFK
(Carbon-Faser-Kunststoff)-Bauteilen stieg auch der Anteil an Titan bei Luftfahrtanwendungen. Dies führt zu einer
Verrringerung des Kohlendioxidausstoßes durch die Luftfahrt. Weitere Aspekte zur Kostenreduzierung und zur
Verbesserung der Nachhaltigkeit sind die Recyclingmöglichkeiten von internen Schrotten und Kreislaufmaterial.
Tital, Bestwig, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 4
Feinguss, Genauguss
Ertuan, Zhao; Fantao, Kong; Yanfei, Chen; Ruirun, Chen; Yuyong, Chen
Characterization of zirconia-based slurries with different binders for titanium investment casting
Charakterisierung von zirkonbasierten Schlickern mit verschiedenen Bindern für das Titan-Feingießen
The materials and physical properties of primary slurry are crucial to the surface quality of the finished castings,
especially for high reactivity titanium alloys. The aim of this study is to investigate the influence of different binders on
the physical properties of primary slurry for titanium alloy investment casting. The zirconia-based slurries with different
binders were evaluated by comparing the parameters: viscosity, bulk density, plate weight, suspensibility, gel velocity
and strength. The results indicate that a higher viscosity of binder leads to a higher viscosity and suspensibility of slurry
with the same powder/binder ratio. The retention rate and thickness of primary layer increase with an increase in the
viscosity of the slurry, and a higher retention rate is associated with a thicker primary layer. The gel velocity of the slurry
is correlated with the gel velocity of the binder. The green strength and the baked strength of the primary layer are
determined by the properties of the binder after gel and by the production of the binder after fired, respectively.
China Foundry
Heftnummer 2
Feinguss, Genauguss
Guerra, Manuel Jr.; Tistle, Frank; Siedlecki, John
Strategies to manage zircon usage during times of market upheaval
Strategien zum Gebrauch von Zirkon in Zeiten ansteigender Marktpreise
Zircon has been an important raw material in the precision investment casting process. Zircon´s thermal properties and
purity make it the refractory of choice for most investment casting foundries for demanding castings. These properties
have allowed foundries to cast high-temperature alloys with the surface finish and properties their customers demand.
Prices increased significantIy and therefore the investment casting industry started searching for zircon sand and flour
alternatives. In this paper you can find the results of testing alternative materials .
Remet, US
Incast
Heftnummer 11
Feinguss, Genauguss
Tagungsbeitrag
Guler, K. A.; Ozer, G.; Taslicukur, Z.
A novel pattern material for investment casting: Foam wax
Ein neuer Modell-Werkstoff für das Feingießverfahren: Schaumwachs
In investment casting method (lost wax technique), used patterns are generally made from wax. Complex shaped
components can be easily produced by investment casting with high dimensional accuracy and great surface finishing.
The most important source of these ultimate properties is using expandable pattern material wax. Pattern waxes are
polymeric based materials with various ingredients and generate one of the highest cost in investment casting process.
The most prominent difference of pattern waxes from ordinary waxes is the controlled low thermal expansion ratio. Wax
models are removed from block or shell investment moulds by using burn out furnaces or autoclaves. Up to present,
several studies were carried out for developing the properties of pattern waxes such as strength, dimensional control
and linear expanding. In this study, as a new approach, molten wax is foamed with water and high speed stirring for the
purpose of decreasing wax consumption. And the obtained mixture is called "foam wax". A commercial wax was used
to make both reference patterns and foam wax patterns, shell moulds were built and Al-Si alloy was cast to these
moulds. Shore A hardness test applied to patterns and linear thermal expansion of patterns were compared. An
interesting phenomenon was observed: in contrast to wax, foam waxes shrink with increasing temperature. Structural
and compositional comparison of shell moulds was made with scatter electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction
(XRD) analysis. Microstructure observations and surface roughness tests were carried out on cast specimens. There
were not any significal difference determined.
Yildiz Technical University, Istanbul, TR
Feinguss, Genauguss
Hitchings, Jason
Meeting Customer Quality Specs - Choosing the Right Molten Metal Filter
Die Qualitätsanforderungen des Kunden erfüllen - Die richtige Auswahl des Schmelzefilters
Ideally, an investment caster´s choice of filter solution should be driven by a list of key performance requirements, each
weighed in order of importance and specific to their casting application. Typically, the application factors that drive the
choice of filter are: - Alloy or base molten metal pouring temperature, - Amount and type of slag or inclusions, Additional performance factors - throughput rate and hot-top use, - Filter price. It´s a good practice to define these
factors relative to your targeted casting application well before digging into the technical specifications of one filter
technology or another.
Comanche Technologies, Downingtown, PA, US
Incast
Heftnummer 5
Feinguss, Genauguss
Jackson, James, D.; Singh, Nipendra P.; Jordan, Robert
Give Your Mould System an Annual Physical Check-up
Führen Sie für Ihr Formsystem jährlich eine gründliche physikalische Überprüfung durch
Es werden Hinweise für ein Verfahrensaudit im Bereich Feingussherstellung gegeben, mit Verweis auf Prozessanalysen,
Prüfplänen, sowie Anforderungen an Einrichtungen und Materialien
S & A Consulting Group LLP, Cleveland, US; Dal-Air Investment Castings
Incast
Heftnummer 4
Feinguss, Genauguss
Tagungsbeitrag
Karwinski, A.; Sobczak, N.; Lesniewski, W.; Wieliczko, P.
The technology of ceramic mould manufacture for investment casting of titanium alloys
Technik der Keramikformherstellung für das Feingießen von Titanlegierungen
Liquid ceramic slurries of a new generation have been used in the technological process. The composition of the
slurries and the method of their preparation were developed basing on the results of investigations of the physical,
chemical and technological properties. The said properties were measured on model liquid ceramic slurries of strictly
specified granular composition, using a particle size analyser and laser diffractometer. The investigations were carried
out on moulding materials (binders and ceramic slurries) of very high thermal stability, reduced reactivity, and
well-checked biocompatibility. The application of colloidal solutions, namely, Y2O3, ZrO2 or CeO2 , as water-based
binders makes the use of modifying agents necessary. Due to a modification of the binder system, a homogeneous
composition, stable physicochemical parameters, the required mechanical strength, and low deformability are obtained.
Complying with these different, and often excluding each other, requirements is possible only when the mechanism of
physico-chemical effects that occur in the process of ceramic mould making has been thoroughly known and
investigated. Complex physico-chemical characteristics of the process of a ceramic mould making have been
completed with technological investigations carried out on pilot ceramic moulds. Using selected ceramic mould
specimens, the specific nature of interactions in contact with molten titanium alloys has been investigated by the
Centre for High-Temperature Studies at Foundry Research Institute in Krakow, using a genuine apparatus operating
according to the sessile drop principle in a variant of contact heating of the examined couple of materials, a
titanium/mould substrate system. The results of investigations carried out on pilot ceramic moulds and of
computer-aided simulation of the mould pouring process served as guidelines in designing of a gating system and
parameters of the technological process of the ceramic mould making and pouring. The results of studies were checked
in practice making a pilot lot of the ceramic moulds with respective castings.
Foundry Research Institute, Krakow, PL
Feinguss, Genauguss
Kavanagh, A.; Williamson, K.; O'Brien, C.; Fleming, T.; Divilly, A.; O'Mahony, B.; Dooley, G.; Jolly, M. R.
University of Birmingham Simulation Modeling Research Targets Casting Defects at DePuy Johnson
& Johnson's Cork Foundry
Die Forschung der Universität von Birmingham zur Modellierung per Simulation zielt auf die Gussfehler bei der DePuy
Johnson & Johnson´s Cork Gießerei
A research project between DePuy Johnson & Johnson and the University of Birmingham, GB, is using the latest
simulation and modeling technique to target casting defects within the DePuy Cork foundry.
The project represents one phase of a larger effort, the MedCast Project, which is examining the entire investment
casting process.
The MedCast Project is an EU Funded Marie Curie Industry-Academia Partnerships and Pathways Programme with the
aim of developing a "Foundry of the Future" within DePuy, Cork, while gaining further understanding of the investment
casting manufacturing process. Objectives are to achieve significant breakthroughs in the understanding of the
processes required to improve cycle time, increase yield and minimize human intervention and waste.
There are seven distinct modules within the MedCast Project
- Process modeling and simulation
- Wax process technology
- Shell process technology
- Development of casting technology
- Finishing methods
- In-process inspection and NDT
- Automation strategy
While work is currently being performed in the first three modules, this article will focus on process modeling and
simulation module.
DePuy Johnson & Johnson, Cork IE; University of Birmingham, Birmingham, GB
Incast
Heftnummer 12
Feinguss, Genauguss
Khan, Salim; Martinez, Jose
Uni-Cast Proprietary Process Controls Solidification of Liquid Aluminium Alloys
Beim Uni-Cast-Verfahren mit verbesserten Gussteileigenschaften wird die Erstarrung der Aluminiumlegierungsschmelze
gesteuert.
in 2010, Uni-cast developed its own unique proprieatary process, named Spark, to rapidly solidify liquid aluminium
alloys. The advantage of the Spark process is that it can be used to contropl the solidificationrate to rapidly solidify the
liquid aluminium alloy, producing aluminium investment castings with predictable and consistent fine-grained
microstructures. This controlled rapid solidification process combined with Uni-cast´s process techniques for chemistry
and heat treatment allows the company to produce investment castings with advanced strength meeting and exceding
the rquirements for AMS 4288, AMS 4241 and BAC 7-330.
Uni-Cast
Incast
Heftnummer 5
Feinguss, Genauguss
Kosour, V.; Vascak, T.; Horacek, M.
Simulacija vbrizgovanja voska
Simulation der Wachsinjektion
The article deals with the preparation and optimization of numerical simulation of wax injection in the ProCast software.
The article describes optimization and validation of the wax flow simulation when making wax patterns. A simple
injection die has been designed for the validation of the "prototype" simulation. Its filling on injection machine is being
recorded on digital video recorder and the obtained data from these experiments compared to computer predication. Optimized "prototype" simulation has been then used for more complicated shapes of real wax patterns.
Brno University of Technology, Brno, CZ
Livarski Vestnik
Heftnummer 3
Feinguss, Genauguss
Kuntz, Jeff; Wolfe, Casey
Extending zircon-based slurry life – a collaborative effort to conserve
Verlängern der Verwendungszeit von Zirkonschlamm – eine gemeinsame Anstrengung zur längeren Haltbarkeit
Zircon conservation is an alternative to offset the impact of continuing raw material cost increases. A new binder
system used with zircon refractories offers casters an opportunity to reduce waste without sacrificing the casting
quality provided by zircon.
Spokane Industries, US; Ransom & Randolph, Maumee, OH, US
Incast
Heftnummer 11
Feinguss, Genauguss
Mahimkar, C.; Richards, V. L.; Lekakh, S. N.
Wechselwirkungen zwischen Metall und keramischer Formschale beim Feingießverfahren
Metal-Ceramic Shell Interactions during Investment Casting
Es wurden Wechselwirkungen zwischen Metall und Keramik sowie ihre Reaktionsprodukte beim Feingießen von
niedrigkohlenstoffhaltigem Stahl untersucht. Al-Si-Mn-O- und Fe-Si-Mn-OPhasen sind die am häufigsten beobachteten Reaktionsprodukte an der Grenzfläche zwischen Metall und Formschale.
Die Tiefe der Penetration entstehender Reaktionsprodukte ist bei konstanter Gießtemperatur und feststehender
Gussteilgeometrie von der Zusammensetzung der Primärschicht der Form und ihrer Porosität abhängig. Bei Verwendung
einer Primärschicht auf Zirkonsilikatbasis wurden der niedrigste Gehalt an Reaktionsprodukten und die geringste
Penetrationstiefe ermittelt. Der beschriebene Mechanismus für die Bildung der Reaktionsprodukte und die Faktoren zur Beeinflussung des Ausmaßes ihrer Entstehung können zur Vermeidung von
Oberflächenfehlern beim Feinguss angewendet werden.
Giesserei Praxis
Heftnummer 10
Feinguss, Genauguss
Phipps, Bruce
Wax Room Automation - What does it Mean to Those Who are Using it?
Automatisierung des Wachsraums - was bedeutet das für jene, die diese nutzen?
Automation has and will be continue to be a valuable tool in investment casting foundries. Wax room automation allows
casters to gain from: decreased defects, higher casting yields, reduced operating expense, significantly greater profit
per casting.
MPI, Inc.
Incast
Heftnummer 3
S. 15-17 (3 Seiten, 3 Bilder
Feinguss, Genauguss
Shimazaki, E.; Ezoe, M.; Takimoto, G.; Saltarelli, Fred
Itochu Cerratech corp. introduces zircon replacement material for investment casting
Itochu Cerateh führt ein Zirkonersatzmaterial für das Feingießen ein
Itochu Ceratech corp. has developed a synthetic material which foundry trials indicate is capable to replacing zircon
sand and flour for several material types. One of the materials is a synthetic spherical shape mullite used for primary
stucco. The other product is a synthetic mullite-corundum flour for filler material in primary slurry. In specific foundry
trials producing aluminium, carbon steel and stainles steel, the mullite spheres and the mullite-corundum slurry
performed better than zircon materials.
Itochu Ceratech, US; Itochu International, US
Incast
Heftnummer 11
Feinguss, Genauguss
Ziemba, Jack; Hellstrom, Eric; McGuire, Dan
From wax to metal in one shift - New Desiccant-based Stucco Mix Slashes Shellbuilding Time at
Aristo-Cast
Vom Wachs zum Metall mit nur einem Prozesswechsel - neues Trocknungsmittel-Sand-Gemisch verkürzt die
Formschalenherstellzeit drastisch bei Aristo-Cast
Beschrieben wird eine neue Methode mit neuen Materialien zur schnellen Herstellung von Feingussschalenformen
Aristo Cast, US; Florida State University, US; University of Wisconsin-Whitewater, US
Incast
Heftnummer 4
Arbabi, I.; Ebrahimzadeh, I.
Effects of wall thickness on microstructrues and properties of Alpha/Beta brasses pipes produced
by horizontal continous casting
Einfluss der Wandicke auf das Mikrogefüge und die Eigenschaften von Alpha/Beta-Messingrohren, die durch
horizontales Stranggießen hergestellt werden
Horizontal continous casting after 100 years experience is now an important way for manufacturing of finished and
semifinished products in industries. In the present work, microstructures of an alloyed bass in the form of pipe
produced by this method were investigated. The microstructural features such as porosities, cavities, phases as well as
quantitative and morphological aspects were related to the solidification conditions and process parameters. Optical
and scanning electron microscopes as well as X-ray diffraction technique were employed to characterise the material.
The results showed that distinct differences were observed between microstructures in different parts of the
cross-section reflecting the differences in the solidification conditions at different parts and dimensions of the product.
Hardness measurements in wall thickness of the pipe had a remarkable effect on final structures and properties.
University of Zabol, Zabol, IR
Heftnummer 3
Asthana, Siddhartha
Key Performance Criteria of Water-Glycol Hydraulic Fluids
Schlüsselauswahlkriterien für Wasser-Glycol-Hydraulikflüssigkeiten
Consideration of many characteristics is an important step in selecting a good water-glycol fluid for hydraulic systems.
Water-glycol fluids play a crititcal role in system reliability, and need to be chosen and monitored carefully. Due to space
restrictions, other important properties were not discussed in this article. An exhaustive list of appropriate test
procedures can be found in SAE MS 1005 standard. Understanding of selection criteria for water-glycol fluids is the first
step in ensuring the maximum performance and reliability of hydraulic systems. It it possible to ensure maximum
system reliability by establishing and adhering to a rigorous maintenance schedule.
Chem-Trend L.P., Howell, MI, US
Die Casting Engineer
Heftnummer 3
Birol, Yucel
Metallographic investigation of hot tear in direct chill cast Al-Zn-Mg billet
Metallographische Untersuchung von Heißrissen in Al-Zn-Mg-Strangguss
The key metallographic features of a hot tear in a direct chill cast Al-Zn-Mg billet were investigated in the present work.
The hot tear was found to run through a highly porous region in the centre of the billet. The pores, judged to be of the
shrinkage variety, were invariably at grain boundaries and were segregated to the inside of the hot tear. The mushy zone
at the centre of the billet was squeezed to force the liquid against the solid shell. The liquid was subsequently sucked
back in to feed the last material to solidify. The failure to compensate for the local solidification shrinkage with the
intergranular liquid at high solid fractions led to pore nucleation and growth along the solidification front. The hot tear
has formed via bridging of the coarser pores. The coalescence of pores in thus claimed to be a key mechanism for the
formation of hot tear in this case.
TUBITAK Marmara Research Center, Gebze, Kocaeli, TR
Heftnummer 1
Brannick, Kelly K.; Sergio, Joseph, P.
A Better Engineered Cleaning Solution for Die Casting
Eine besser konzipierte Reinigungstechnik für Kokillenguss
Alternative Methods, Inc. - Freeze-it-Cleen, Oak Grove, MN, US; Polar Clean, LLC, South Bend, IN, US
Heftnummer 3
Publikationssprache: Englisch; Französisch
Chabod, Amaury; Longa, Yves; Dracon, Jean Marie; Chailler, Kévin, Hairy, Patrick; Da Silva, Antonio
Simulating the deformation of dies in the foundry
Simulation der Verformungen an Gussdauerformen
Zur Konstruktion von metallischen Gießereiformen werden bereits in großem Umfang Computersimulationen (quikCAST, ProCAST) herangezogen, wenn es um die Gestaltung der Speiser und Formfüllsysteme geht.
Auch die Simulation von thermischen Belastungszyklen bei Dauergebrauchsformen wird beherrscht. Bei Großteilen führt der Wärmegradient zwischen der formgebenden Oberfläche und den rückwärtigen Formflächen zu Verformungen, die sogar messbar werden und unzulässige
Abweichungen von der geforderten Maßhaltigkeit erzeugen können. Der Wärmegradient ist ebenfalls für die Entstehung
von thermischen Ermüdungsspannungen verantwortlich, die die Formoberfläche durch Crazing (fayenceähnliches Rissmuster) beschädigen. Um die
Werkzeugverformung zu messen, wurden bei der CTIF-Studie verschiedene Heißmesseinrichtungen (mit und ohne Berührung) für die Bewegungen eingesetzt, um ihre Leistungsprofile und -grenzen zu
bewerten. Hierzu wurde eine entsprechende Versuchsanordnung entworfen. Zum experimentellen Prüfstand gehören
eine Metallform mit einfacher Geometrie zum Gießen von Aluminiumteilen sowie die Instrumentierung (Temperatur- und
Wegaufnehmer). Die rechnerischen Ergebnisse weisen eine hohe Korrelation zu den experimentell ermittelten Werten auf, was die
Berechnungsmethoden und Tools bestätigt. Anhand dieses thermomechanischen Konzepts lässt sich die Gestaltung von Gießereiformen optimieren, und wärmebedingte Verformungen werden bereits in der Entwicklungsphase sichtbar. Die Berücksichtigung der Verformungen erlauben einen Vorgriff
auf geometrische und Maßschwankungen an den Teilen selbst, um ihren Präzisionsgrad zu verbessern. Der Entwickler
kann je nach Wahl auf das thermische Gießformverhalten oder die Gussteilgestaltung Einfluss nehmen bzw. eine entgegengesetzte thermische Verformung der
Gießform einbringen, um maßgetreue Teile zu erzielen.
CTIF
Fonderie magazine
Heftnummer 28
Tagungsbeitrag
Chiesa, F.; Morin, G.; Duchesne, B.; Baril, J.
Comparing low pressure and gravity permanent mold casting of magnesium AZ91E
Vergleich des Niederdruck- und des Schwerkraftkokillengießens der Magnesiumlegierung AZ91E
A series of step castings in magnesium AZ91E, with plate thicknesses of 6, 13 and 25 mm were poured in the same
mold, first on a low pressure permanent mold machine (LPPM) and then by gravity. The influence of the filling method
on the surface appearance and metallurgical properties of the castings was determined. The grain size, secondary
dendrite arm spacing (DAS) and level of microshrinkage were measured in the three steps and castings were obtained
from grain refined and non-refined melts. Tests bars were excised and tested for tension in the T6 metallurgical temper.
Radiographic analyses were also performed. This study highlighted the "quality" advantage of the low pressure
permanent mold process (LPPM) over the gravity permanent mold process, an advantage which recognized the higher
productivity and consistency of the LPPM process.
Centre Integre de Fonderie et de Metallurgie (CIFM), Trois-Rivieres, QC, CA; TMA - Technologie du Magnesium et de
l'Aluminium, Trois-Rivieres, QC, CA
Kaschnitz, Erhard; Tschenett, Harald; Satlow, Roland
Numerische Simulation des Schleudergießens von Rohren mit Flow3D
Numerical Simulation of Centrifugal Casting of Pipes with Flow3D
Mit dem kommerziellen Softwarepaket Flow3D wurde ein numerisches Modell entwickelt, mit dem der horizontale
Schleudergießprozess zur Herstellung von Rohren nach dem "de Lavard"Verfahren simuliert werden kann. Zusätzlich zur üblichen Berechnung von Temperatur-, Geschwindigkeits- und
Druckverteilungen in der Schmelze berücksichtigt das Modell die relativ schnelle Rotation und die langsamere axiale
Bewegung der Kokille. Der Zufluss des Eisens über ein festes Rinnenstück ist zeitabhängig. Starken Einfluss haben die
Reibung zwischen Kokille und Schmelze sowie die Viskosität und Turbulenz des Eisens. Daher wurden Experimente mit
einem Kokillenstück mit einstellbarer, geregelter Drehzahl durchgeführt und dabei die Schmelze- bzw.
Flüssigkeitsbewegung mit einer Hochgeschwindigkeitskamerea gefilmt. Aus diesen Messungen wurden geeignete
Reibungskoeffizienten zwischen Kokille und Schmelze abgeleitet. Der Einfluss von typischen Prozessparametern
(Schmelzezufluss, Kokillenbewegung, Schmelzetemperatur, Kühlung usw.) auf die Wandstärkenverteilung des erstarrten
Rohres kann mit diesem Simulationsmodell untersucht werden. Der Vergleich von gemessenen und simulierten Wandstärkenverteilungen zeigt eine gute Übereinstimmung.
Österreichisches Gießerei-Institut Leoben, Leoben, AT; Duktus Tiroler Rohrsysteme, Hall, AT
Giesserei Rundschau
Heftnummer 9/10
Tagungsbeitrag
Schiffl, Andreas; Gunde, Petra; Uggowitzer, Peter J.
Maßnahmen beim Magnesiumstrangguss zur Reduktion der Heißrissneigung
Der Strangguss ist ein sehr komplexes System mit sehr vielen Einflussparametern. Teilweise kann ein Einflussparameter
nicht unabhängig von anderen verstellt werden, somit ergibt sich immer ein Zusammenspiel aus mehreren
Abhängigkeiten.
Um die Heißrissneigung zu reduzieren kann:
- eine andere Gießtechnologie gewählt werden
- Hot-Top-Technologie
- Reduktion der Korngröße
- die Legierung durch geringe Zusätze von ausgewählten Legierungselementen modifiziert
werden
- eine Anpassung der Kühlwassermenge erfolgen
- die Gießgeschwindigkeit gesenkt werden.
Es muss dem Anwender immer bewusst sein, dass der Sicherheit der Arbeiter und der Anlage Sorge zu tragen ist und
somit die Veränderungen der Parameter sorgfältig und wohlüberlegt in kleinen Stufen durchgeführt werden sollen.
LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH, Ranshofen, AIT Austrian Institute of Technology, AT; ETH Zürich,
Zürich, CH
Schorn, Ted
Perm Mold Problem Solvers
Kokillenguss-Problemlösungen
Enkel Wheel Corp., Columbus, IN, US
Modern Casting
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Song, N. N.; Luan, Y. K.; Xu, Z. A.; Kang, X. H.; Li, D. Z.; Houbaert, Y.
Numerical Simulation of Remelt Thickness of Work Roll under Centrifugal Casting Process
Numerische Simulation der Dicke der Umschmelzschicht einer Schleudergusskokille beim Schleudergießverfahren
A programm on the two layers solidification process under horizontal centrifugal castings is developed in this paper. A
cylindrical coordinate system is used in present geometrical model. The temperature field of the outer layer after part
solidification is set as the initial temperature when pouring the intermediate layer into the mold. Groups of simulation
are made to decide when to pour the intermediate layer and gain the required remelt thickness. The influences of the
process parameters on remelt thickness are investigated. Results show that the time interval between pouring the
intermediate layer and part solidification of outer layer has a great influence on the remelt thickness, but the pouring
temperature of intermediate layer has no considerable influence on the remelt thickness of the outer layer. Results also
indicate that for the dimension roll simulated in this paper, the better time interval between pouring the intermediate
layer and the solidification time of outer layer is nearly five minutes. Longer time will cause the temperature of outer
layer drop too much and make it remelt difficultly. Shorter time will cause the temperature of outer layer too high and
lead to thicker remelt layer. A comparison of the simulations and the experimental results is given.
Chinese Academy of Sciences, Shenyang, CN; SIRRIS, the Collective Center for the Belgian Technological Industry,
Zwijnaarde, BE; UGent - University of Ghent, Zwijnaarde, BE
Tagungsbeitrag
Sun, Jianbo; Lu, Yiping; Yu, Yingshui; Sun, Min; Cao, Zhiqiang; Li, Tingju; Jin, Junze
Continuous casting of clad aluminum slab under level direct current magnetic field
Stranggießen plattierter Aluminium-Platten unter dem Einfluss eines Direktstrom-Magnetfeldes
In order to obtain 3003/4004 clad aluminum slab, a level direct current magnetic Held is imposed from the outside of a
mould, which is divided into left and right sections by a graphite plate, to depress the mixed flow of two kinds o1 molten
aluminum alloy in the mould. During continuous casting, 3003 and 4004 molten aluminum alloys are poured into the left
and right parts of the mold through respective shower gating system simultaneously. Solidification structure observation
and alloying elements distribution analysis are conducted to characterize quality of the clad slab. The results show that
when the current density is 120A, magnetic flux density is 2S0mT, casting speed is 130 mm . min (exp -1) and cooling
intensity is 2.5 m(exp 3). h(exp 4) , the direct current magnetic field can restrain the mixed flow of 3003 and 4004 alloy
aluminum melts effectively and a well clad aluminum slab with clean, planar and high strength interface can be
prepared, the surface of the clad slab is smooth.
Dalian University of Technology, CN; Jiamusi University, CN; China Aluminum, Zibo, CN
Tomasevic, Didier; Longa, Yves; Da Silva, Antonio; Molle, Franck; Carnevale, Thomas; Bruyas, Claude; Suery, Michel
Evisto, a way to produce ultra-thin gravity die castings
Evisto, ein Weg zum Herstellen von ultra-dünnwandigem Kokillenguss
Der massive Einsatz von Luftwänden in Werkzeugen nach dem Evisto-Konzept dient dazu, die mit der Schmelze
eingebrachte Wärme in umgrenzten Räumen einzuschließen. Die damit verbundenen hohen Formwandtemperaturen
werden dazu genutzt, besonders dünnwandige Teile (ca. 1mm) zu gießen. Durch eine leistungsfähige Wärmedämmung
wird der Wärmeaustausch begrenzt, um das Abkühlen der Schmelze nach dem Gießen zu verzögern. Als Isoliermaterial
wurde Luft gewählt. Evisto ist ein Werkzeugkonzept, mit dem bereits nur 1mm dicke Platten mit Flächen von 130x200
mm und Automobil-Rückenlehnen mit einer Dicke von 1,2 mm und Flächen von 390x576 mm hergestellt wurden. Die
mechaniscehn Eigenschaften der Gussteile entsprachen der Norm EN 1706 (2010) für Gussteile aus
Aluminiumlegierungen. Das Evisto-Konzept wurde 2010 zum Patent angemeldet.
CTIF, FR; AB Fonderie, FR; Grupo Antolin;
Fonderie
Heftnummer 19
Tagungsbeitrag
Trejo, E.; Harding, R. A.; Shevchenko, D. M.; Green, N. R.
Effect of mold design on porosity and strength of a centrifugally cast aluminum alloy
Einfluss der Formbauweise auf die Porosität und die Festigkeit einer schleudergegossenen Aluminiumgusslegierung
The objective of this research was to investigate the effect of mold design on the quality and reliability of 6082
aluminum alloy investment castings made by centrifugal casting. Ceramic shell molds incorporating direct and indirect
gating systems were used to cast test plates which were tested in 3 point bending. The scatter in ultimate bend
strength was analyzed using the Weibull statistical technique which provided Weibull modulus values of 23 for a
direct-gated mold design compared to 45 for an indirect gated mold design. This demonstrated that the less turbulent
metal flow resulting from indirect gating significantly increased the reliability of the castings. A detailed microstructural
characterization was carried out on the test pieces which included grain size, dendrite cell size and porosity. Scanning
electron microscopy (SEM) was used to examine and analyze the presence of defects on the fracture surfaces such as
shrinkage pores, entrapped bubbles and double oxide films resulting from surface turbulence during mold filling. The
results indicate a direct correlation between the ultimate bend strength and the presence of casting defects.
University of Birmingham, GB
Vijayaram, Thoguluva Raghavan
Metallurgy of Continuous Casting Technology
Metallurgie des Stranggießens
Continuous casting transforms molten metal into solid on a continuous basis and includes a variety of important
commercial processes. Continuous casting technology is a metalworking process in which metal is cast continuously,
rather than being cast in discrete moulds. This process is extremely efficient and cost-effective, making it popular for
the production of a variety of semi-finished metal shapes. Once cast, the metal can be further worked as needed. All
operations can be easily automated and supervised. It is easy to modify the quality and properties of the semi-finished
products by changing the cast parameters like the pulling speed of the product, the temperature of the crystalliser's
water. Continuous casting allows manufacturing of metal slabs or bars in large quantities in short time.
MMU Multimedia University, Melaka, MY
Heftnummer 7
Druckguss; d
Tagungsband
12. Internationaler Deutscher Druckgusstag, 17./19. Januar 2012, Nürnberg, DE
12th International German Diecasting Congress
Druckguss
Tagungsbeitrag
Becker, Marcel
Gasinjektionstechnik bei Magnesiumwarmkammermaschinen
(Folienvortrag) Durch die Anwendung der Gasinjektionstechnik auf das Magnesium-Warmkammerverfahren soll die
Herstellung von Gusssteilen aus Magnesium mit großen Wandickenunterschieden ermöglicht werden.
Hochschule Aalen, DE
Druckguss
Bobzin, Kirsten; Bagcivan, Nazlim; Ewering, Mara
Development of PVD coatings for application in zinc die casting
Entwicklung von PVD-Schlichten für das Zinkdruckgießen
Within the framework of this project, the PVD coatings TiN, CrN and ZrN have been tested for their applicability on zinc
die cast tools. It has been possible to deposite the systems with very good adhesion and mechanical properties on the
hot forming steel 1.2344 which is commonly used in zinc die casting. The systems showed, compared with uncoated
tool substrate, a clearly lower adhesion tendency towards zinc alloy melt. ZrN and TiN coatings are, as far as the
reduction of zinc adherence is concerned, more appropriate than the CrN coating. This coating however shows highest
hardness at lowest Young's modulus which speaks for good abrasion resistance and good ductility. With regard to the
adhesive strength, the compound of ZrN and substrate is the most promising, as has also been demonstrated by the
scratch tests. Still, analysis in industrial applications is required for a verification of those results. To this end, tests are
currently being carried out.
RWTH Aachen, University Aachen, DE
Heftnummer 3695
Druckguss
Tagungsbeitrag
Böhnlein, Christian
Gasinjektion zur Herstellung hohler Strukturen im Druckguss
(Folienvortrag) Vorgestellt werden die Versuche und deren Ergebnisse zur Gasinjektionstechnik im Druckguss mit dem
Ziel des Ausblasens von Ölkanälen bei druckgegossenen Ölfiltergehäusen
Hochschule Aachen, DE
Druckguss
Brili, a.; Kemperle, J.; Taljat, B.
Sestav livarske komore in bata visoke ucinkovitosti
Gießkammer- und Kolben-Einheit für höchste Effizienz beim Druckgießen
Shot sleeve used in high-pressure die casting industry is studied to enhance its performance and in-service life. Based
on in-situ testing and computational modelling of sleeve operation, improvements of sleeve design, material selection,
and surface treatment are made. Two different shot sleeve designs are proposed for particular in-service conditions.
Most important advantages are improved temperature homogeneity in the sleeve section, reduction of overheating in pour region, and as a consequence significant reduction of sleeve axial bending and ovalization of the bore
hole. These results present substantial improvement in both sleeve and piston in-service performance. A new generation
of casting pistons is developed. The sleevepiston assembly is studied to achieve optimum in-service life and performance.
HTS IC, Ljubljana, SI
Livarski Vestnik
Heftnummer 3
Druckguss
Dilger, Klaus; Pries, Helge; Müller, Sebastian
Uporaba tehnologij popravljalnega varjenja za vecjo uspesnost kokil za tlacno litje
Anwendung von Reperaturschweißtechnologien um die Leistungen von Druckgießkokillen zu erhöhen
Improving the lifetime of a die-casting die is a key factor for the die-casting industry since the lifetime and economic
methods to improve the lifetime have a strong influence on the cost effectiveness of the whole die-casting process.
Commonly, the lifetime of the die-casting die is reached when the degradation of tool surface either exceeds a critical
value for surface quality or even leads to a breakdown of the whole die-casting die due to gross cracking. In the first
case, repair welding enables the regeneration of die surface without being confronted with manufacturing a new
die-casting die.
The article starts with a brief introduction into the failure modes of die-casting dies. Furthermore, it provides a brief
economic assessment of the lifetime, regarding the uptime and downtime criterion. In order to point out the potential
and restrictions of repair welding, it is focused on three common methods of repair welding: tungsten inert gas welding
(TIG), plasma arc welding (PAW) and laser cladding. The characteristic properties of the welded areas and the most
important influence parameters on weld quality are pointed out for each method. In addition, the essential
manufacturing steps for a high-quality repair welding are compared to the conventional manufacturing process of die
inserts. The article finishes with a summary of the achieved results and provides recommendations for repair welding.
TU Braunschweig, DE
Livarski Vestnik
Heftnummer 1
Druckguss
Dinger, Peter; Heppes, Frank; Rupp, Susanne
Stabile Aluminium-Einlegerohre für Druckguss und andere Gießverfahren - Innovative Anwendungen
mit integrierten Kanälen aus einem Guss
Stable aluminium tubes for high pressure die casting and other casting processes - Innovative applications with
integrated channels in one cast
Combicore-Einlegerohre eignen sich besonders für den Serieneinsatz und damit für die Produktion großer Stückzahlen
in bester Qualität. Gießereien produzieren Hinterschneidungen und benötigte Kanäle kostengünstig im Gießprozess und
verzichten auf aufwändige Bearbeitungen. Dabei folgen Einlegerohr bzw. Kanal der idealen Kontur des Bauteils, dessen Gewicht häufig leichter als bei
traditionellen Fertigungsmethoden ausfällt. Da Material bzw. Rohstoffe und Energie eingespart werden, kann das
Gussteil kostengünstiger produziert werden.
Der Leichtbau mit Einlegerohren bietet Konstrukteuren eine hohe Gestaltungsfreiheit unabhängig von geraden
Bearbeitungsachsen. Gleichzeitig können Leitungen und Funktionen in das Gussteil selbst integriert werden, die damit vor äußeren Einflüssen geschützt sind.
Combicore-Einlegerohre wurden vom Deutschen Wirtschaftsministerium mit dem Materialeffizienzpreis ausgezeichnet und sind Innovation Champion 2010 des Networks of Automotive Excellence (NoAE). Das
NoAE ist eine firmeübergreifende Initiative mit dem Ziel, Wettbewerbsfähigkeit und Zukunft der europäischen Automobil- und Zulieferindustrie zu stärken. Jüngst wurde eine Kühlplatte für
einen Elektromotor mit Einlegerohr beim internationalen Druckguss-Wettbewerb prämiert.
Im Automotivebereich finden sich zahlreiche weitere Anwendungsmöglichkeiten, darunter Getriebegehäuse, Bremssättel
oder Stegkühlungen im Motorblock. Combicore-Fülldrähte sind für alle Gießverfahren, besonders für den
Aluminium-Druckguss, den Magnesiumguss und den Gradientenguss, geeignet. Das gefüllte Einlegerohr behält auch bei
einem Gießdruck von über 1.000 bar seine Form.
Drahtzug Stein combicore, Altleiningen, DE
Giesserei-Praxis - Druckguss
Heftnummer 10
Druckguss
Erhard, N.; Gerwig, D.
FGS - Druckgießen ohne Anguss?
Was beim Kunststoffspritzgießen schon lange möglich ist, nämlich direkt an ein Teil anzuspritzen, ist durch das
FGS-System - eine Entwicklung der Oskar Frech GmbH + Co. KG - auch für das NE-Metalldruckgießen zur Serienreife
gebracht worden. Gerade mit Blick auf große, flächige Teile ist die Produktion vielfach durch ein ungünstiges
Massenverhältnis von Gussteil zu Anguss geprägt. FGS eröffnet die Möglichkeit, den Anteil des Rücklaufmaterials
deutlich zu senken und somit auch alle damit verbundenen Aufwände in der Produktion. Um mit der neuen Technologie
keine Qualitätsprobleme per se zu bekommen, setzt FGS auf die im Druckgießen bekannte und validierte
Anschnitttechnologie. Die Grundidee ist einfach: Am Anschnitt des Teils ist die Schmelze durch entsprechende
Schmelzeführung immer flüssig. Um das zu gewährleisten, wird einerseits eine entsprechende Technologie in der Form
benötigt - nämlich die FGS-Verteilermodule - und andererseits eine dieser Technik angepasste Prozessführung der
Druckgießmaschine selbst. In der Anwendung ergeben sich signifikante Vorteile weit über die reine Materialersparnis
hinaus. Positiv beeinflusst werden die Gesamtenergiebilanz des Druckgießens selbst, aber auch die Teilequalität, die
Produktivität und die Prozesseffizienz des Druckgießverfahrens. Das FGS-System ist somit nicht nur ein "Druckgießen
fast ohne Anguss", es ist auch laut Hersteller der Beginn einer neuen Dimension im Druckgießen.
Oskar Frech GmbH, Schorndorf, DE
Giesserei
Heftnummer 1
Druckguss
Tagungsbeitrag
Hepp, Erik
Energieeffizienz im Druckguss - Bericht zum Forschungsprojekt "PROGRESS"
(Folienvortrag) Ziel von PROGRESS ist die Verringerung des Einsatzes von Energie und Ressourcen zur Herstellung einer
gleichbleibenden Ausbringungsmenge mit definierter Qualität. Ein hohes Einsparpotential besteht in der Verringerung
von Rücklaufmaterial. Die Simulationstechnik hilft hierbei durch eine Optimierung der Gusteilgestalt sowie des
Gießsytems. Auch wird Rücklaufmaterial durch Ausschussteile verringert, wenn Fehler wie z.B. Porositäten vor
Produktionsbeginn erkannt und behoben werden können.
MAGMA, Aachen, DE
Druckguss
Hofer, P.; Kaschnitz, E.; Schumacher, P.
Messung und Simulation von Verzug und Eigenspannungen in Druckgussteilen
Im Rahmen eines am Österreichischen Gießerei-Institut (ÖGI), Leoben, durchgeführten Forschungsprojektes mit dem
Ziel der Vorhersage von Verzug und Eigenspannungen im Druckguss mittels numerischer Simulation wurden Konzepte
zur Verifikation von Simulationsergebnissen erstellt und in die Praxis umgesetzt. Es wurden zwei druckgießtechnische
Werkzeuge konzipiert und hergestellt sowie mehrere Serien von Versuchsabgüssen mit zwei Legierungen durchgeführt.
Die Geometrie der abzugießenden Probegussstücke wurde so gestaltet, dass bleibender Bauteilverzug auch nach
vollständigem Temperaturausgleich sichergestellt ist. Einerseits wurde ein Spannungsgitter gewählt, bei dem der Verzug
durch die eigene Geometrie entsteht, andererseits eine V-förmige Schale, bei welcher der Verzug vom Gießsystem
verursacht wird. An beiden Probegussstücken wurde der makroskopische Verzug (und somit die globalen Dehnungen)
mittels taktiler Messmethoden bestimmt. Durch Temperatur- und Zeitmessungen wurden bei den Versuchsabgüssen
Eingangsdaten für die numerische Simulation gewonnen, aus den abgegossenen Teilen wurden Proben zur Ermittlung
von thermophysikalischen und thermomechanischen Daten entnommen. Der Werkstoff AlSi10MnMg (Silafont 36) wurde
vollständig charakterisiert. Mit den gewonnenen Daten wurde ein Simulationsmodell erstellt, mit dem der auftretende
Bauteilverzug berechnet wurde. Die Ergebnisse für die V-förmige Schale sind im Beitrag dargestellt. Ein qualitativer und
quantitativer Vergleich zwischen Experiment und numerischer Simulation wurde gezogen. Es konnte eine gute
Übereinstimmung erzielt werden.
Österreichisches Gießerei-Institut, Leoben, AT
Giesserei
Heftnummer 1
S. 30-32; 34-39; 41 (10 Seiten, 8 Bilder, 1 Tabellen, 9 Quellen)
Druckguss
Jordi, Ueli
Ganzheitliche Betrachtung des Druckgießens
Das Druckgießen ist ein energieintensiver Prozess, und die Energiekosten werden aufgrund der steigenden
Energienachfrage in den nächsten Jahren weiter steigen. Entsprechend hoch bewertet man bei der Bühler AG, Uzwil,
Schweiz, daher bereits alle Aspekte, welche die Optimierung des Energieverbrauchs beim Druckgießprozess betreffen.
Dank umfassender praktischer Erfahrungen bei der Beratung von Kunden verfügt man hier über viel Know-how, welches
Druckgießereien helfen kann, den eigenen Energieeinsatz im Vergleich zum Durchschnitt der Branche einzuordnen und
wirksame Maßnahmen zur Senkung zu ergreifen.
Bühler Druckguss, Uzwil, CH
Heftnummer 3+4
Druckguss
Jordi, Ueli; Vollrath, Klaus
Mehr Energieeffizienz in Druckgießereien
Mit der in wichtigen europäischen Ländern beschlossenen Energiewende kommen auf energieintensive Betriebe wie
Druckgießereien deutliche Steigerungen bei den Energiekosten zu. Dies betrifft nicht nur Strom, sondern auch Gas, das
in Zukunft verstärkt in Gaskraftwerken zur Stützung des schwankenden Angebots an Wind- und Sonnenstrom benötigt
wird. Entsprechend hoch ist der Anreiz für Unternehmen, den eigenen Energieverbrauch zu durchleuchten und
Einsparpotenziale zu ermitteln. Dabei empfiehlt sich ein ganzheitlicher Ansatz, der dem Personal eine wichtige Rolle
zuweist und über den Prozessablauf der Druckgießzelle hinaus auch das gesamte Umfeld einbezieht.
Bühler, Uzwil, CH; Redaktionsbüro Aarwangen, CH
Giesserei
Druckguss
Tagungsbeitrag
Kallien, Lothar H.
Hohle Strukturen im Druckguss - Ergebnisse des 3D-Freiform Forschungsvorhabens
(Folienvortrag) Die Projektintention war, die Grenzen der Druckgießtechnik durch 3-D-Freiformkanäle zu verschieben
und somit größere Geometriefreiheitsgrade und neue Innengeometrieen zu erreichen. Versuche wurden unternommen
mit Umgießen von Rohren, geschossenen und geschmolzenen Salkernen sowie Gasinjektion zu Herstellung von
Hohlräumen.
Druckguss
Hochschulschrift
Küthe, Frank
Prozessoptimiertes Druckgießen von Stählen im teilflüssigen Zustand
Gießerei-Institut der RWTH Aachen, Aachen, DE
Dt. Dissertation
Druckguss
Megusar, A.; Rus, B.; Mrvar, P.; Mahmutovic, A.
Optimizacija tlacnega litja uplinjaca z visoko zahtevo po estetskem videzu
Optimierung des Druckgießverfahrens für einen Vergaser mit hohen Anforderungen an ein perfektes Aussehen
LTH Ulitki d.o.o. Company has reached with many purchasers the level of suppliers of very demanding products in
recent years, and it achieved the status of developing supplier with at least four significant purchasers. Knowledge,
quality and flexibility are the basis of our present competitive advantage and they place us among developing suppliers
that are closely connected with purchasers already during the designing and development of prototypes.
Carburettores of aluminium alloy are among important products in the LTH production programme. They are usually
mounted in a well visible position in the space of car engine. Therefore these castings must look perfect. Casting must
have high-quality surface without any traces of cold shuts, short runs or hot tears.
Due to complex shape of the casting and with changing wall thickness from thin-walled to thickwalled sections cold shuts, short runs or hot tears can appear in the casting.
Optimization of the casting process to obtain a product with a great demand to look perfect was done in three ways:
1. By simulation of melt flow and of temperature changes from the holding surface to the die;
2. By optimization of filling the die cavity and improved venting of die;
3. By simulation of stresses in the die.
University of Ljubljana, SI
Livarski Vestnik
Heftnummer 1
Druckguss
Meier, Rolf
Die Europäische Druckgussindustrie im globalen Vergleich
Gießerei
Heftnummer 1
Druckguss
Menargues, S.; Baile, M. T.; Campillo, M.; Picas, J. A.; Forn, A.
Simulation of the Semi-Solid Rheocasting (SSR) Process in an Automotive Component
Simulation des Semi-Solid Rheocasting bei einer Automobilkomponente
The PLCO model used in the ProCast casting simulation program from ESI Group (www.esi-group.com) is a useful tool
to predict mold filling behaviour with A380 slugs in semisolid state.
For this shot casting shot size with the SSR process, agitation of less than 8 seconds doesn't generate globular alpha
while agitation of greater than 12 seconds prevents successful injection.
A small increase of about 10° C in liquid temperature doesn't increase the porosity that is concentrated in the larger
areas of the component and near the gates.
The simulation showed the best results were achieved at 595° C slurry temperature, 305° C mold temperature and
2.34 ms-1 gate velocity (v piston = 0.10 ms -1). This injection velocity is far lower than the standard HPDC process.
Simulation shows that high speed injection increases solidification porosity or microporosity but the value remains
below 1 %. Radiographic analysis confirmed these results.
Universität Politècnica de Catalunya, Barcelona, ES
Heftnummer 3
Druckguss
Schaffer, Paul, L.; Laukli, Hans, I.
Recent Developments in Aluminium High Pressure Die Casting
Aktuelle Entwicklungen beim Druckgießen von Aluminium
The work described in this article illustrates that the HPDC can be used for manufacturing of high quality components
with tailor-made properties. which will be achieved by careful selection of casting parameters and alloy chemistry.
By varying the IP, a change in feeding mechanism during the intensification stage of HPDC was detected at the
runner-gate-casting junction. The transition depends on the combination of IP applied and the gate thickness. It is
proposed that semisolid shear banding plays a significant role as a feeding mechanism during the intensification of
HPDC. Shear banding reduces the restistance to shear by creating weak shear zones of increased liquid fraction that
assist in transporting the material in the central region of the cross section forward through the gate.
It has also been demonstrated that subtle variations in alloy chemistry as well as the temperate and time during the
various stages of a T6 heat treatment can customize the properties of an AlSi9MgMn alloy. Through careful selection of
these variables an AlSi9MgMN alloy may be suitable for crash relevant or strength relevant applications.
Hydro Aluminium, Sunndalsora, NO
Heftnummer 3
Druckguss
Tagungsbeitrag
Scholz, Valentin
Gegendruck in der 1. Phase beim Druckgießen
(Folienvortrag) Mit dem Ziel, beim Druckgießen Lufteinschlüsse zu vermeiden, soll in der 1. Gießphase ein Gegendruck
aufgebaut werden, um durch einen entsprechenden Einfluss auf die Schmelzebewegung die Wellenbildung zu vermeiden
und eine höhere Kolbengeschwindigkeit zu ermöglichen.
Druckguss
Thanabumrungkul, S.; Flemings, M. C.
Semi-solid Die Casting using the Gas Induced Semi-Solid (GISS) Technique
Halberstarrungsdruckgießen mit Anwendung der Halberstarrungstechnik mit Gaseinleitung
This paper describes the Gas Induced Semi-Solid (GISS) process, which is being developed and commercialized in the
industry. The process is focusing on producing low fractions solid for slurry casting processes. The GISS die casting
process requires minor modifications to the machine and processing steps. It also allows the use of several available
alloys: both cast and wrought alloys. Currently, the process is being developed for several commercial applications.
GISSCO Company Ltd., Prince of Songkhla University Hat Yai, Songkhla, TH; Massachusetts Institute of Technology,
Cambrigde, MA, US
Heftnummer 3
Druckguss
Xu, Shanxin; Tan, Trevor
Squeeze Casting of Aluminium-Base Components
Squeeze Casting (Pressgießen) von Bauteilen auf Auluminiumbasis
The case studies described in this paper demonstrate that the squeeze casting process can produce high integrity
components capable of meeting Campbell's 10 rules. Squeeze casting can produce both small and large castings from
a range of alloys that can be used in either the as-cast or heat treated condition.
Suzhou Sanji Foundry Equipment Co., Suzhou, CN; Suzhou Sanji North America Operations, Freemont, CA, US
Heftnummer 3
Herman, Ed
Getting the Most Life From the Die Material You Have
Höhere Einsatzdauer für Ihr Kokillenmaterial
Die casting dies can get far more life from any specific die material by operating them to run hotter. In many instances
die life can be doubled, casting quality improved and cycle time reduced significantly. Operating a die to run hotter and
faster can introduce other problems, but all can be adressed and resolved. No new technological breakthrough is
needed.
Creative Concepts Co. Inc., Utica, MI, US
Heftnummer 3
Lin, Jianliang; Sproul, William D.; Ried, Peter; Udvardy, Stephen; Moore, John J.
Modulated Pulsed Power Magnetron Sputtering for Die Surface Engineering
Phasenmoduliertes Strom-Magnetron-Sputtering für die Gestaltung der Kokillenoberfläche
Recent developments for MPP magnetron sputtering have been briefly discussed in this paper. These include the MPP
plasma properties, the improvements in the density and adhesion of the coatings, and the important advances in the
high rate deposition of high quality thick coatings. These developments have greatly broadended the capabilities and
applications of magnetron sputtering for increasing the life time and practical performance of the die and die
components. The new MPP magnetron sputtering technique can also be used in new applications, such as new wear
resistant coatings on piston rings, cutting tool coatings, aerospace and ground transport vehicle corrosion resistant and
oxidation resistant coatings, and aggressive environment applications such as combustion and chemical processing
systems.
Colorado School of Mines Golden, CO, US; Reactive Sputtering, Inc., San Marcos, CA, US; Ried and Associates, LLC,
Portage, MI, US; North America Die Casting Association, Wheeling, IL, US
Heftnummer 3
Müller, Sebastian; Pries, Helge; Dilger, Klaus; Ocylok, Sörn; Weisheit, Andreas; Kelbassa, Ingomar
Reparaturschweißen von Druckgießformen durch das Laser-Auftragschweißen
In dem Artikel wird dargestellt, wie durch das Verfahren des Laser-Auftragschweißens qualitativ hochwertige
Reparaturschweißungen an Druckgießformen durchgeführt werden können. Die aufgeführten Technologien und
Ergebnisse sind dabei im Rahmen eines abgeschlossenen dreijährigen BMBF-Forschungsvorhabens (Innograd)
entstanden, welches gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Lasertechnik (ILT) in Aachen und Verbundpartnern in
der Industrie durchgeführt wurde. Die Anpassung der Anlagentechnik, die Entwicklung der Verfahrensparameter und die
Herstellung der Auftragschweißung erfolgten seitens des ILT. Die metallographischen Untersuchungen sowie die
Ermittlung der mechanischen Eigenschaften der Reparaturschweißungen wurden vom Institut für Füge- und
Schweißtechnik (ifs), Universität Braunschweig, in Braunschweig durchgeführt.
Institut für Füge- und Schweißtechnik, Universität Braunschweig, Braunschweig, DE; Fraunhofer Institut für
Lasertechnik, Aachen, DE
Giesserei
Heftnummer 5
Tagungsbeitrag
Szabo, Andreas
Hartstoffbeschichtung von Formen und Komponenten für die Druckgießtechnik
(Folienvortrag) Es wird die Entstehung von Brandrissen an Druckgussformen erläutert sowie geeignete Maßnahmen
dagegen in Form von Oberflächenbeschichtungen beschrieben.
Best Surface, Ludwigsburg, DE
Aguilar, Julio; Gruneberg, Claudius; Sommer, Bernd; Niehues, Jürgen; Hairmerl, Michael; Nacke, Bernard; Langejürgen,
Markus
Electromagnetically induced segregation for generation of a gradient microstructure in aluminium
castings
Elektromagnetisch induzierte Seigerung zum Erzielen eines Gradientengefüges in Aluminiumgussteilen
The EIS-technology allows an effective segregation of silicon crystals at the surface of cylinder bores. The Si-content of
the used hypereutectic alloy could be reduced without changing properties of the surface. Important process
parameters are: the temperature of the melt, thermal balance of the die, power and current of inductor, cooling of the
sleeves, die-fill time and the casting pressure. With suitable casting parameters it is possible to produce cylinder
surfaces by electromagnetic induced segregation that are on a par with common cylinder surfaces.
ACCESS, Aachen, DE; KS ATAG, Neckarsulm, DE; BMW, München, DE; Leibniz Universität Hannover, DE
Foundry
Heftnummer 3672
Tagungsbeitrag
Ban, Chunyan; Yi, Han; Ba, Qixian; Cui, Jianzhong
Study on the morphology and distribution of Al3Fe phase in hypereutectic Al-Fe alloy solidified
under magnetic fields
Studie über die Morphologie und die Verteilung der Al3Fe-Phase bei einer übereutektischen Al-Fe-Legierung bei der
Erstarrung unter Magnetfeldern
In this paper, the influence of DC and AC magnetic field and high magnetic field on the morphology and distribution of
AI3Fe phase in Al-2.89% Fe alloy was investigated. The results showed that the majority of primary Al3Fe phase in the
hypereutectic Al-2.89% Fe alloy was gathered at the sample bottom under DC and AC magnetic field or without
magnetic field. The primary Al3Fe phase became coarse when the alloy was solidified under the DC magnetic field,
while they were refined and accumulated towards the sample center under the AC magnetic field. When the high
magnetic field of 12T was applied, the primary AI3Fe phase distributed throughout the sample homogeneously because
that the magnetic face acted on the primary Al3Fe phase balanced with the gravity force, and the primary Al,Fe phase
aligned perpendicularly to the magnetic field direction. Moreover, the mechanism of the effect of magnetic fields was
discussed.
Bin, Su; Zhiqiang, Han; Baicheng, Liu
Cellular automaton simulation of peritectic solidification of a C-Mn steel
Zellulare automatische Simulation der peritektischen Erstarrrung eines C-Mn-Stahls
A cellular automaton model has been developed to simulate the microstructure evolution of a C-Mn steel during the
peritectic solidification. In the model, the thermodynamics and solute diffusion of multi-component systems were taken
into account by using Thermo-Calc and Dictra software package. Scheil model was used to predict the relationship
between the solid fraction and the temperature, which was used to calculate the movement velocity of the L/Delta and
the L/Gamma interfaces. A mixed-mode model in multi-component systems was adopted to calculate the movement
velocity of the Delta/Gamma interface. To validate the cellular automaton model, the variation of manganese
distribution was studied. The simulated results showed a good agreement with experimental results reported in
literatures. Meanwhile, the simulated growth kinetics pf peritectic solidification agreed well with the experimental
results obtained using confocal scanning laser microscopy (CSLM). The model can simulate the growth kinetics of the
peritectic solidification and the distribution of concentrations of all components in grains.
China Foundry
Heftnummer 3
Birol, A.
Performance of Al-5Ti-1B and Al-3B grain refiners in investment casting of AlSi7Mg0.3 alloy with
preheated ceramic moulds
Leistung eines Kornfeinungsmittels auf Basis von AlTi5B1 und AlB3 in Feinguss aus der Legierung AlSi7Mg0,3 mit
vorgeheizten keramischen Formen
The performance of Al-5Ti-1B and Al-3B grain refiners were investigated when casting AlSi7Mg0.3 alloy into preheated
ceramic shell moulds. The former is a poor grain refiner when casting into shell moulds preheated to 300° C. The grains
of the Ti free AlSi7Mg0.3 inoculated with the Al-3B alloy, on the other hand, are very fine, uniform and nearly globular,
implying a remarkable grain refining efficiency. The average grain size 2 min after grain refiner addition is 190 +/- 16
µm, evidencing over a 10-fold refinement with respect to the unrefined sample. However, grain refining with the Al-3B
alloy requires precise control of the Ti concentration in the melt. The Ti level must be kept below 70 ppm, preferably
below 50 ppm, to ensure an adequate refinement effect. The cooling rate correlates with the dendrite arm spacing but
fails to predict the grain size. An order of magnitude difference in grain size is noted in two samples solidified under
exactly the same cooling rate and thus with nearly identical Secondary Dendrite Arm Spacing (SDAS) values, suggesting
that alloy composition, i.e. constitutional undercooling, is a more critical parameter for the grain size.
Marmara Research Centre, TUBITAK, Kocaeli, TR
Heftnummer 5
Bo, Li; Zhenxing, Yin; Yongyong, Gong; Kefeng, Li; Hongxing, Zheng; Renxing, Li; Qijie, Zhai
Effect of temperature field on solidification structure of pure Al under pulse magneto-oscillation
Wirkung eines Temperaturfeldes auf das Erstarrungsgefüge von Reinaluminium unter pulsierener magnetischer
Schwingung
This article discusses the effect of temperature field on the Pulse Magneto-Oscillation (PMO) induced solidification
refinement of pure aluminium to provide more information for the industrial application of the PMO solidification
technology. The temperature field is altered mainly by applied variable cooling conditions and pulse parameters.
Experimental results show that the refinement effect in the case of full sand mould applied is weakened with the
decreasing of cooling rate, however, in the alternative case, the sand mould whose sand bottem was replaced by a
graphite block is favorabe to the survival of equiaxed nucleus. The refinement mechanism is discussed in terms of the
relationship between temperature field and the formation process of solidified structure. The formation or survival of
nucleus depends on both temperature field and Joule heat produced by PMO, both low pulse frequency and high pulse
current were experimentally confirmed to be effective; and PMO was demonstrated high potential in industrial
application.
Shanghai University, Shanghai, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Bourassa, B.; Jean, D.; Lemieux, A.; Langlais, J.; Major, J. F.
Solidification and heat treatment of 6061 and 6082 alloys for use in shape casting
Erstarrung und Wärmebehandlung von 6061- und 6082-Legierungen für die Nutzung von endabmessungsnahen
Gussteilen
Principal applications for 6061 and 6082 alloys are in the wrought alloy market. Parts are generally produced via
mechanical working operations such as forging or extrusion. These alloys are also widely available as plates or sheets.
These steps have the effect of completing the break-up and rounding of brittle Fe phases begun earlier by the
homogenization treatment. Because mechanical working is not applied when metal is cast directly into the final shape,
many parameters need to be controlled to obtain the desired properties after heat treatment only. This paper will
summarize results obtained on interrelated topics of homogenization time and temperature, iron level and cooling rate
as they relate to mechanical properties and phase transformation. Work towards improving the castability of 6061 for
shape cast applications will also be covered.
Rio Tinto Alcan, Jonquiere, QC, CA
Tagungsbeitrag
Chen, Liliang; Zhou, Jianxin; Liao, Dunming; Hao, Jing; Shen, Xu; Wei, Pengcheng
Automatic intelligent casting process design coupled numerical simulation with artificial intelligence
Numerische Simulation zusammen mit künstlicher Intelligenz für einen automatisierten intelligenten Entwurf des
Gießprozesses
The goal of the research focuses on automatic intelligent casting process design technology. Namely, satisfied casting
process scheme will be designed automatically without any manual acting completely. In this paper, a new framework is
set up coupled numerical simulation (CAE) with artificial intelligence (Al) to realize the goal. In detail, casting process is
optimized by artificial intelligence and evaluated by numerical simulation respectively. Some key techniques are
developed such as automatic simulation, quantitative casting defect prediction, artificial Intelligent optimization,
automatic 3D geometry modeling, data transfer between CAE and CAD and so on. Among them, quantitative casting
defect prediction and artificial intelligent optimization are the footstones. Accurate quantitative casting defect
prediction provides the precondition for the optimization,and reliable optimization ensures the performance of casting
process design. Therefore, quantitative shrinkage defect is predicted based on dynamic feeding analysis technology, air
entrapment and slag inclusion are forecasted quantitatively by multi-phase fluid field simulation technology. Finally, as a
testing object, the riser system of a simple steel casting is designed by the technology automatically. The casting is
poured and the result proves the new technology can be used to optimize the foundry process with high efficiency. It
also shows the bright future of the new technology.
Chen, T. J.; Fu. M. F.; Li, Y. D.; Ma, Y.; Hao, Y.
Microstructural evolution during partial remelting of in situ Sip/ZA27 composite with developed
dendrites
Bildung des Mikrogefüges während des partiellen Umschmelzenz von in situ Si (Index p) /ZA27-Verbund mit
entwickelten Dendriten
Microstructural evolution during partial remelting in situ Sip/ZA 27 composite with developed dendrites has been
investigated. Simultaneously, the phase transformations occurring during this process have also been discussed.
Results indicate that the microstructural evolution can be divided into three stages: coarsening of primary dendrites,
structural separation and spheroidisation. The coarsening is attributed to the reaction of alpha + eta + epsilon to beta.
The structural separation results from beta + eta + epsilon + Si to L, alpha' + Si to L, and the spheroidisation is ascribed
to the two reverse reactions of alpha' + Si to L and L to alpha' + Si. The Si particles have no effect on the general
microstructural evolution steps of the ZA27 matrix, but they can slow the evolution progress. The Si particle size first
decreases due to partial melting and then increases due to Ostwald ripening. Correspondingly, their morphologies first
become more and more blunt and then become into large and spheroidal particles.
Heftnummer 5
Tagungsbeitrag
Chen, Y. Y.; Zhao, E. T.; Kong, F. T.; Xiao, S. L.; Chen, Y. F.
The castability of 600 deg C high temperature titanium alloys
Gießbarkeit von Titanlegierungen für eine Anwendungstemperatur von 600 Grad Celsius
600 deg C high temperature titanium alloys are near-alpha alloys working at 600 deg C in aerospace industry, are
usually processed by the route of forging. However, investment casting offers another manufacturing method with
economical and net-shape characteristics. It is necessary to investigate the castability of 600 deg C high temperature
titanium alloys, especially the mold filling capacity. In this paper, a wax mesh pattern was applied to the castability test,
and the castability index was evaluated by the percentage of the filled wax pattern segments. The results showed that
IMI834 has similar filling capacity compared to other 600 deg C high temperature titanium alloys, such as Ti-1100, BT36
and T1600, while the IMI834 alloy has inferior castability compared to the T1-6AI-4V alloy. The influence of the mold
preheat temperature was also evaluated. In this study, there Is no significant difference for mold temperature between
300 deg C and 500 deg C, but the temperature of 800 deg C presented better castability. A flat and thin-section
component of IMI834 was successfully prepared by investment casting.
Harbin Institute of Technology (HIT), CN
Cheng, J.; Kwak, S.-Y.; Hwang, H.-Y.
Development of casting shrinkage cavity modelling toolkit for finite element analysis using
ellipsoidal approximation technique
Entwicklung eines für die Finite-Elemente-Methode geeigneten Modells der Lunkerstellen in Gusssteilen mit Hilfe einer
Ellipsen-Näherungsmethode
This paper presents a technique for automatically approximating casting shrinkage cavity models and its application in
finite element analysis. First, reverse engineering was utilised to obtain the stereolithography format models of internal
shrinkage cavities. After that, an in-house python code was used to analyse the shape of shrinkage cavity and then
decompose it to ellipsoids, whose volume sum covers all points of the given shrinkage cavity obtained with reverse
engineering. Finally, the ellipsoids were merged into a single ellipsoidal blob shaped three-dimensional computer aided
design model, which can be used to model the casting with internal shrinkage for finite element analysis. The code was
developed and implemented into ABAQUS as a customised plug-in toolkit, which makes it easy for engineers to model
the casting with internal shrinkage cavities.
Department of Virtual Engineering, Korea University of Science and Technology, Deajeon, Korea; e-Design Center,
KITECH, Songdo-Dong, Yeonsu-Gu, Incheon, Korea
Heftnummer 3/4
Tagungsbeitrag
Cheng, Jie; Kwak, Si-Young; Choi, Jeong-Kil
Development of modeling system for structural analysis of casting with shrinkage cavities
Entwicklung eines Modellsystems für die Gefügeanalyse von Gussstücken mit Schwindungshohlräumen
This paper presents a modeling system for structural analysis of casting with internal shrinkage cavities. Firstly, surface
tessalation language (STL) format models of both the casting and internal shrinkage cavities were obtained with
industrial Computed Tomography (CT) X-ray system and ImageWare(TM), and secondly, a python-based code was
utilized to analyze shrinkage cavity shapes and then simplify them to minimal volume ellipsoids which enclose all points
of shrinkage cavities. The code was developed and implemented into ABAQUS(TM) as a customized plug-in toolkit which
makes it easy for engineers to model the casting with internal shrinkage cavities. At last, a case study (cast door
handle, made of aluminum alloy A356-T6) showed that the developed integrated modeling system can be easily used to
generate the casting model with shrinkage cavities.
Korea University of Science & Technology (UST), Daejeon, KR; Korea Institute of Industrial Technology (KITECH),
Incheon, KR
Tagungsbeitrag
Chiesa, F.; Giguere, N.; Duchesne, B.; Baril, J.
Measuring mold cavity filling time in low pressure permanent mold casting of aluminum A356 parts
Messung der Zeit für die Formhohlraumfüllung beim Niederdruckkokillengießen von Bauteilen aus der
Aluminiumlegierung A356
In the present work, a great number of castings were poured by the Low Pressure Permanent Mold process for a wide
range of filling times and pouring temperatures. One casting was a 2 mm-wall (0.080 in.) cover weighing 0.13kg (0.27
lb) and the other was a 7 kg (15.41bs) bell housing with walls varying in thickness from 6 to 25 mm (0.25 to 1 in.). Type
K thermocouple wires (0.12 mm diameter [0.0045 in.], with a response time of 0.1 s) were connected to a data logger
(20 readings per second) to detect the passage of the liquid metal front, allowing an accurate measurement of the filling
time (+-0.05 s). As the filling time is obtained by subtracting the passage times recorded by two identical
thermocouples, the time lags cancel out with no detrimental effect on the accuracy. This determined a "slowing factor"
(SF), defined as the ratio of the actual measured filling time to the filling time calculated based on the static equilibrium
level. Slowing factor was found to vary from 1, for very slow rates of filling, to values greater than 2 for extremely steep
pressure ramps. For typical industrial production conditions, SF is in the range 1.3 to 1.6 and appears to be closer to
1.0 for thin castings. It was found that the pouring temperature had little effect on SF except for extremely low pouring
temperatures (below 700 deg C [1292 deg F]).
Centre de Metallurgie du Quebec, CEGEP de Trois-Rivieres, QC, CA; College de Trois-Rivieres, QC, CA
Chisamera, M.; Riposan, I.; Stan, S.; Toboc, P.; Skaland, T.; White, D.
Shrinkage evaluation in ductile iron as influenced by mould media and inoculant type
Bestimmung der Lunkerung in Gusseisen mit Kugelgraphit durch die Einflussgrößen Formstoff und Impfmitteltyp
The present work was undertaken in hypereutectic ductile irons, to simultaneously study cooling curves, specimen
contraction curves, microstructures and shrinkage tendencies as a function of inoculant selection and mould rigidity.
Specific equipment was developed for simultaneous recording of cooling and contraction curves. The highest level of
both concentrated and total shrinkage was recorded on the green sand mould system, where a much higher level of the
initial eutectic expansion was observed, as compared fo furan resin moulds. It was found that the Ca,Ce,S,O-FeSi
inoculation gives the highest nodule count and a unique wide distribution of nodules sizes (large and small size nodules,
in a peculiar ratio), as well as lower tendency to shrinkage formation. Also, the strongest graphitising effect before the
start of eutectic solidification and more prolonged graphitising throughout the end of eutectic freezing characterise
were observed with this complex inoculant system in addition to its peculiar action on minimising the shrinkage
tendency of ductile irons.
Politehnica University, Bucharest, RO; Windcast Group, Kristiansand, NO; Elkem Metals, Pittsburgh, PA, US
Heftnummer 1
Tagungsbeitrag
Cuesta, Rafael; Maroto, Antonio; Martin, Jorge
A new mathematical model for the prediction of the critical velocity of liquid metals
Ein mathematisches Modell für die Vorhersage der kritischen Fließgeschwindigkeit von Flüssigmetall
The link between the entrainment of non metallic phases into the bulk liquid metal and the engineering quality of cast
parts has been long recognised in casting literature. In particular, oxide skin forming alloys(such as those of aluminium,
magnesium and ductile iron) flowing through vertical bottom gates have been shown to be critically sensitive to those
entrainment events. In this work, it is presented the development of a mathematical model for the calculation of the
critical flow velocity, v(ind cr), for that kind of geometry. As a theoretical basis for this model, the principle of
conservation of the momentum of the molten metal stream was applied specifically for flat and cylindrical flow
geometries. This yielded equilibrium equations for the three types of fluid dynamic forces concerned, namely mass
(gravity), surface tension and inertia, enabling the obtaining of an expression for v(ind cr). A comparison between the
calculated values of v(ind cr) and those found in numerical and experimental flow trials using metals and water alike
was made, revealing a good accuracy of the model. To conclude, the casting trials of one industrial component by
means of gravity pouring and the new EPGS (Electromagnetic Pump Green Sand) casting technique are briefly
described. The sensibly higher quality of the cast part produced by the EPGS process is explained because of the unique
maintenance of the flow velocity below the modelled critical values at all times of the filling.
Cidaut, Valladolid, ES
Hochschulschrift
Dahmen, Christoph
Gießtechnik der intermetallischen Ni-Al-Legierung FG 75 - Herstellung komplexer Bauteile
Dt. Diss.
Feng, Liu; Yi, Yang; Xianglong, Li; Jingcheng, Shao
Optimization of casting process based on the theory of inventive problem solving
Optimierung des Gießprozesses basierend auf der Theorie des kreativen Problemlösens
Optimization of casting process insolves the adjustment of parameters as well as the improvement of process schemes
and measures. This paper proposes a new method based on the Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ) for casting
process optimization, and realizes the idea of applying TRIZ to optimize the casting process of a magnesium alloy intake
manifold. By this method, the casting process demonstrates the feasibility of the proposed method.
Sichuan University, Chengdu, CN; Sichuan Engineering and Technology College, Deyang, CN; Xinxing Heave Industry
Hubei 3611 Mechanical Co., Ltd., Xiangfan, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Flender, E.; Sturm, J.
Thirty years of casting process simulation
30 Jahre Simulation des Gießprozesses
Not many developments in recent decades have changed the understanding of the metalcasting process as
fundamentally as casting process simulation has. The main intention of this paper is to provide an easy to read and
attractive overview for foundrymen addressing the development, current state, and future of casting process simulation
from the point of view of the European authors.
Magma, Aachen, DE
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Ghanti, S.B.; Druschitz, E.A.; Druschitz, A.P.; Griffin, J.A.
The effects of solidification under pressure on the porosity and mechanical properties of a206-T6
cast aluminum alloy
Einfluss der Erstarrung unter Druck auf die Porosität und die mechanischen Eigenschaften der Aluminiumgusslegierung
206-T6
The mechanical properties of aluminum alloy castings are severely affected by porosity. Previous results showed that
solidification under pressure could reduce the size of the hydrogen/gas porosity and improve the mechanical
properties. In the current study, the effects of solidification under pressure on the porosity and mechanical properties of
aluminum alloy A206-T6 were determined. Wedge shape castings were produced in chemically bonded sand molds. The
wedge shape provides directional solidification, various section sizes and a range of cooling rates. The results showed
an increase in ultimate tensile strength by 17-19% and elongation 112-120% due to a decrease in porosity of 79-83%
and increase in density by 2.8-2.9% for castings solidified under pressure. Density was significantly increased with the
application of pressure during solidification, but density did not show a good correlation with tensile strength or
elongation. The mechanical properties of castings solidified under pressure were compared with the HIPed casting and
it could be concluded that for A206-T6 alloy the solidification under 10 atmospheres of applied pressure could result in
similar equivalent properties of HIPed casting.
University of Alabama at Birmingham, AL, US
Guangwei, Zhao; XinZhong, Li; Daming, Xu; Jingjie, Guo; Hengzhi, Fu; Yong, Du; Yuehui, He
Thermo-Calc based multi-component micro-segregation model and solidification paths calculations
Auf dem Progamm Thermo-Calc basierendes Mehrkomponenten-Mikroseigerungsmodell und
Erstarrungswegeberechnungen
On the basis of a multi-length scale modeling, a mixture-averaged multi-component/multiphase micro-segregation
model was proposed without pre-set function for the micro-scale profile. The model explains the effect of morphologies
of solidifying phases and solid back diffusion (SBD) on segregation, and covers the two limiting solidification cases of
Scheil and Lever-rule models. A commercial Thermo-Calc software package/database was linked to the algorithms via
its TQ6interface for instantaneous determination of the related thermodynamic data of the multicomponent alloys. The influences of cooling rate and other parameters on the solidification path and micro-segregation
behavior were numerically investigated by sample calculation of the ternary Al-Cu-Mg alloys. A parallel experimental
investigation on Al-Cu-Si alloys solidified under different cooling conditions was conducted to validate the theoretical
model. Reasonable agreements were gained between the predicted solidification paths and the measured results.
Harbin Institute of Technology, Harbin, CN; Central South University, Hunan, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Hahn, Ingo; Sturm, Jörg C.
Autonomous optimization of casting processes and designs
Autonome Optimierung des Gießprozesses und Gusskonstruktionen
Twenty years after the introduction of simulation software for foundries into the industry, casting process simulation has
become an accepted tool for process and design lay-out. Casting process simulation always displays the status quo of
its expert user. The user decides if the rigging system or process parameters lead to an acceptable result. Additionally,
proposals for optimized solutions have to come from the operator. One of the biggest benefits of the casting process is
also its biggest downfall: Everything happens at the same time and is coupled. Changes in one process parameter
impact many casting quality defining features during the process. Multiobjective autonomous optimization offers a way
cut. Autonomous optimization uses the simulation tool as a virtual experimentation field and changes pouring
conditions, gating designs or process parameters and this way tries to find the optimal route to fulfill the desired
objective. Several parameters can be changed and evaluated independently from each other. Autonomous optimization
tools take the classic approach of foundry engineers,to find the best compromise and use validated physics. This not
only further reduces the need for trial runs to find the optimal process window, but allows the detailed evaluation of
many process parameters and their individual impact on providing a robust process- Obviously, what can be simulated
can be optimized. Optimization, therefore, is not a replacement for process knowledge and expertise. Despite beliefs to
the contrary, the simulation user of the future needs to know the objectives and goals, and especially the quality criteria
that are needed to reach these goals. The questions to ask a program are easy: What is a good gating system? To
answer this question, quantitative solutions are required. An old foundry man's dream is becoming reality: trial and error
is not performed on the shop floor but on the computer. The foundry man defines his optimization goals and can
evaluate the best possible solution. He also receives quantitative information about the sensitivity of important process
parameters and can assess the robustness of his designs. The paper will give an overview on the state of the art of
virtual autonomous optimization on selected industrial examples.
Hochschulschrift
Hecht, Ulrike
Gerichtete Erstarrung polykristalliner Al-Al(Index2)Cu Eutektika in ternären Al-Cu-Ag Legierungen
Dt. Diss.
Honggang, Zhong; Xiangru, Chen; Lu, Ao; Qijie, Zhai
Effect of cooling rate on solidification structure and linear contraction of a duplex stainless steel
Wirkung der Abkühlgeschwindigkeit auf das Erstarrungsgefüge und ie lineare Schwindung eines Rostfrei-Duplex-Stahles
Cooling rate is a key factor that can drastically affect the phase transformation and thermal stress of duplex stainless
steels. Therefore, in this research, different sand moulds were used to explore the influence of cooling rate on the
solidification of the 2304 duplex stainless steel (DSS). The macro and micro structures of the 2304 DSS were
investigated. Small equiaxed grains are obtained in chromite sand mould sample with a lower pouring temperature and
a higher cooling rate, whereas coarse columnar and equiaxed grains are found in silica sand and refractory powder
mould samples. The size of austenite phase is significantly increased with decreasing cooling rate, while the ferrite
phase content ranging from 51.6% to 53.9% does not change obviously. In addition, the linear contraction of the 2304
DSS decreases from 2.34% to 1.09% when the mean cooling rate above 1.173 K increases from 0.99 K.s(exp -1) to 3.66
K.s(exp -1).
Shanghai University, Shanghai, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Hrabina, David; Janosik, William
Turboprint - das Filtrationssystem mit Rotationskammer
Filtration von flüssigem Stahl bewirkt, dass während des Formfüllens nichtmetallische Einschlüsse entfernt und
Turbulenzen vermindert werden. Schaumstrukturfilter sind insbesondere beim Abbau von dynamischer Energie sehr
effizient. Beim Formfüllen werden die turbulenten Strömungen über Reibungskräfte in laminare Strömungen
umgewandelt. Das minimiert nachträgliche Reoxidation, verhindert Formstofferosion und verbessert die
Gussstückoberflächen. Außerdem wird durch das Herausfiltern von nichtmetallischen Einschlüssen die Reinheit des
Metalls verbessert. Je sauberer ein flüssiges Metall ist, umso besser sind seine mechanischen Eigenschaften wie
Dauerschwingverhalten, Kerbschlagfähigkeit und Dehnung. Basierend auf diesen Vorteilen ist das Filtrieren mit
keramischen Filtern in Schaumstruktur heutzutage weltweit als ein effektives "Werkzeug" zur Verbesserung der Qualität
von Gussteilen anerkannt. Damit einhergehend werden auch die Lieferzeiten verkürzt und Produktionskosten optimiert.
Foseco Prerov, CZ; Foseco Pittsburgh, US
Giesserei
Heftnummer 8
Isfahani, Amir H. G.; Brethour, James M.
Simulating Thermal Stresses and Cooling Deformations
Simulation von thermischen Spannungen und Verzug aufgrund der Abkühlgeschwindigkeit
FLOW-3D has recently added the capability of simultaneously simulation the fluid flow while computing the solid
mechanics. There are only a few software packages in the industry that can solve a fully coupled fluid-structure
interaction within a single simulation. Although the model is based on a linear Hookean model, large deformations are
possible because the stress is computed incrementally during each time step. In this method, the stress-strain
relationship during each small increment can be assumed to be linear in most cases. Furthermore,
temperature-dependent elastic properties of the die and solidified alloy can be specified.
This model is particularly benefician to the casting industry where thermal residual stresses cause the part to deform
from the desired geometry during cooling. Casters can predict these deformations and correct for them by changing the
die ever so slightly so that in fact the final deformed geometry is the desired shape.
This work represents an exciting new path for FLOW-3D users and serves as a foundation for severeal new capabilities
in future releases. Such efforts will include plastic deformations and full coupling between neighboring solid
components and between solid components and solidified fluid regions.
Flow Science Inc., Santa Fe, MX
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Ivanov, Todor; Bührig-Polaczek, Andreas; Vroomen, Uwe
Casting of microstructured shark skin surfaces and possible applications on aluminum casting parts
Gießen mikrostrukturierter Haifischhaut-Oberflächen und mögliche Anwendungen für Teile aus Aluminiumguss
Within the project "Functional Surfaces via Micro- and Nanoscaled Structures" which is part of the Cluster of Excellence
"Integrative Production Technology" established and financed by the German Research Foundation (DFG), an investment
casting process to produce 3-dimensional functional surfaces down to a structural size of 1 micro m on
near-netshapecasting parts will be developed. The common way to realise functional microstructures on metallic
surfaces is to use laser ablation, electro discharge machining or micro milling. The handicap of these processes is their
limited productivity. The approach of this project to raise the efficiency is to use the investment casting process to
replicate microstructured surfaces by moulding from a laser-microstructured grand master pattern. The main research
objective deals with the investigation of the single process steps of the investment casting process with regard to the
moulding accuracy. Actual results concerning making of the wax pattern, suitability of ceramic mould and core
materials for casting of an AISI 7Mg0.3 alloy as well as the knock-out behaviour of the shells will be presented. Using
the example of an intake manifold of a gasoline race car engine, a technical shark skin surface will be realised to reduce
the drag of the intake air. The intake manifold consists of an air-restrictor with a defined inner diameter which will be
microstructured with technical shark skin riblets. For this reason the inner diameter cannot be drilled after casting and
demands a very high accuracy of the casting part. A technology for the fabrication and demounting of accurate
microstructured castings will be shown. Shrinkage factors of different moulding steps of the macroscopic casting part
as wen as the microscopic riblet structure will be examined.
RWTH Aachen, DE
Jingang, Qi; Zuofu, Zhao; Shan, Dai; Dongjun, Zhang; Jianzhong, Wang
Further study on heredity of liquid aluminium modified by electric pulse
Weiterführende Untersuchung zur Vererblichkeit von einer durch elektrischen Impuls behandelten Aluminiumschmelze
The remarkable heredity of liquid aluminium modified by electric pulse (EP, EPM) has been uncovered. For better
understanding from all aspects on the hereditary properties, the present research deals with the heredity destruction
and the secondary EPM procedure. It is shown that the secondary EPM is capable of preventing the heredity reduction
of EP-modified liquid aluminium, and that the final refining effect has a close relationship with technique parameters of
the secondary EPM. Furthermore, at a certain superheated temperature depending on the initial EPM technique
parameters, the heredity relationship of EP-modified liquid aluminium can be cut off during remelting. High temperature
X-ray diffraction combining with the DSC tests also indicates that the EP-induced structure changes have almost
disappeared at an elevated remelting temperature.
Liaoning University of Technology, Jinzhou, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Jinhai, Liu; Litao, Yi; Guolu, Li; Changqi, Liu; Yinguo, Li; Zhaoyu, Yang
Influence of fading on characteristics of thermal analysis curve of compacted graphite iron
Einfluss des Abklingens auf die charakteristischen Merkmale der Thermischen-Analyse-Kurve von Gusseisen mit
Vermiculargraphit
In general, during the production of compacted iron (CGI), the active residual magnesium reduces and the effect of
inoculation fades after magnesium treatment. In this paper, characteristics of the thermal analysis curve of CGI are
compared with those of ductile iron and grey cast iron. The fading effect on the compacted graphite percentage and
thermal analysis curve were also studied. Results indicate that the undercooling of CGI is as low as that of ductile iron,
but CGI shows evident recalescence. In fading process, the magnesium element acts with oxygen. For a decrease in
magnesium content, both the compacted graphite percentage and the austenitic liquidus temperature increase. The
temperature of eutectic undercooling (T IndexEU) decreases before the flake graphite appears. After that, T (IndexEU)
increases quickly, up to as high as 20° C, and then gradually decreases. The evolution of recalescence degree is
opposite to that of T (IndexEU).
Hebei University of Technology, Tianjin, CN; Tianjin Sabulance Probe Engineering Co. Ltd., Tianjin, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Kotas, P.; Tutum, C.C.; Hattel, J.H.; Andersen, S.
Autonomous optimization of a solidification pattern and its effect on porosity and segregation in
steel castings
Autonome Optimierung eines Ersstarrungsmodells und und der Einfluss auf die Porosität und die Seigerung bei
Gussteilen aus Stahl
This work presented an attempt to perform multi-objective optimization of the solidification pattern of a large steel
forging ram. The main idea of this study was to demonstrate how the fully computerized optimization could be
effectively utilized for solving several conflicting objectives in daily foundry practice. The intention was to prove that
macrosegregation could be addressed by optimization even without prescribing it as one of the objectives, which would
not be feasible time-wise. It was found that by optimizing the solidification pattern so that directional and progressive
solidification with steep thermal gradients is established, multiple issues like porosity and segregation could be handled
with relative ease. The optimization objectives were minimization of the remaining volume of the top riser and the
avoidance (minimization) of centerline porosity through which the elimination of macrosegregation issues, particularly
channel segregates in the casting body was expected. The first step was to analyze the original casting layout provided
by the foundry. Both filling and solidification analyses were performed and potential flaws and defects were revealed.
The result of the improper solidification pattern together with poor chilling was a formation of shrinkage and centerline
porosity in the bottom cylindrical area of the part. Besides that, channel segregates were identified in the casting body.
These findings were verified by casting trials performed at the foundry. Therefore, it was decided to redesign the gating
system from the bottom-fill to the side- fill type, rearrange the chills and implement a new chill plate underneath the
casting to promote more intense cooling of that area. The manually optimized solution, Solution 1, served as a
reference or starting solution for the autonomous multi-objective optimization of the solidification pattern. In the
optimization problem, the dimensions of the riser and the chills were applied as design variables together with the
allowed ranges of variation. After optimization, one solution was selected from the design space. The new chill
arrangement caused significant improvements in the solidification patterns in both of the solutions. More pronounced
cooling established steeper temperature gradients and induced progressive and directional solidification in the
problematic bottom area, totally eliminating the shrinkage-related defects. The only porous areas were found in the riser
head and in the bottom pins. The casting body seemed free of porosity. New convection and macrosegregation patterns
were obtained giving favorable and promising results. Due to steeper thermal gradients, the mushy zone was reduced,
its permeability was lowered, imposing higher resistance for liquid-solid movement and for potential channel
segregation. The resulting carbon distribution seemed uniform over the casting body, mainly in case of Solution 1. As to
the under-riser area (in Solution 1) which will be heavily cyclically loaded during service, it is likely to have similar
mechanical properties as compared to the initial solution. Finally, the findings, regarding the casting yield, showed that
when correctly utilizing multi-objective optimization, it is possible to increase the casting yield substantially and thereby
reduce production costs.
Technical University of Denmark, Lyngby, DK; MAGMA Foundry Technologies, Schaumburg, IL, US
Tagungsbeitrag
Lekakh, S. N.; Richards, V. L.
Determining solidification parameters of alloy steels
Ermittlung der Erstarrungsparameter für legierte Stähle
Information concerning solidification parameters of alloy steel such as fraction solid and dendrite coherency point is
important to understanding the solidification phenomenon as well as for accurate modeling of melt flow in thinwalled
castings and feeding efficiency during solidification. The literature presents several theoretical approaches for
estimation of steel solidification parameters based on equilibrium and Scheil thermodynamic models. A
computer-assisted, single-thermocouple method has successfully been used for the study of solidification parameters in
aluminum alloys. This paper reports application of the method to steel solidification while overcoming the concomitant
hightemperature-related problems. The present work analyzes the limitations of using the computer-assisted
single-thermocouple method by applying virtual modeling experiments of steel solidification in which the thermal
conductivity changes at the time a solid dendrite network develops. A suitable technique for analysis of steel
solidification was suggested. Solidification parameters of high strength HY130 steel containing 5.5% Ni were
experimentally determined and compared with those predicted from a thermodynamic model.
Tagungsbeitrag
Li, Chong; Wu, Yaping; Wu, Yuing; Liu, Xiangfa
Morphology transition of eutectic Mg2Si in Al-Mg2Si alloys
Morphologieübergang von eutektischem Mg2Si bei Al-Mg2Si-Legierungen
Eutectic Mg2Si has two typical morphologies, namely, flake and rod, which coexist in eutectic structure. After the
injection of NiAl, phase in Al-Mg2Si composites, Al-Mg2Si binary eutectic structure evolves into Al-Mg2Si-NiAl3 ternary
eutectic, and flake-like Ma, Si completely transforms Into rods. The ternary eutectic presents a unique double rod
structure that rod-like NiAl3 and Mg2Si uniformly distribute in Al matrix, and the mechanism of eutectic structure
evolution was discussed and analyzed in terms of the detailed microstructural observations.
Tagungsbeitrag
Li Zheng; Liu, Xiaomei; Mao, Weimin
Semi-solid Al alloy slurry for rheocasting prepared by compound process
Compound-Verfahren zur Vorbereitung teilerstarrter Aluminiumlegierungsschmelzen für das Rheocast-Verfahren
The compound process prepared semi-solid Al alloy slurry was developed, in which local chilling was combined with low
superheat pouring and slightly electromagnetic stirring, and the effect of the compound process on morphology and
size of primary alpha -Al in the slurry was researched. The results indicated that the nucleation rate, morphology and
grain size of primary alpha -Al in the slurry were markedly improved by the compound process. Primary alpha -Al with
small size presented particle-like and distributes uniformly in the slurry, which satisfied to requirement of rheocasting.
Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou, CN; University of Science and Technology Beijing (USTB), CN
Tagungsbeitrag
Lin, Xiaoping; Su, Hui; Dong, Yun
Investigation on the modification behavior of A356 alloy inoculated by Sr-Y composite modifier
Untersuchung über das Modifizierungsverhalten der Legierung A356 geimpft mit einem
Sr-Y-Verbundmodifizierungsmittel
In the present paper, DSC, SEM and XRD were used to examine the effects of Sr-Y composite modifier on the
microstructure of A356 aDoy After adding Y to A3S6, YAI, compounds were formed, and the a (At) crystal nucleus was
increased The degree of supercooling caused by Sr-Y composite modificator was higher than Sr modification by 2.7 deg
C, which led to nucleation rate increased, which was favorable to refine eutectic structure and eutectic reaction was
delayed in maximum extent. The silicon phase in the as-cast A356 alloy modified by Sr-Y composite modifier was
granular or flaky, and no large flake eutectic silicon was found and the modification effects was completely compared
with using individual Sr modifier. After T6 heat treatment, most eutectic silicon showed grain-like shape , and the grain
got smaller. At the same time, there was no eutectic silicon with long snip shape a great enhancement in the particle
roundness and evenness of Si crystal , the globosity eutectic silicon was also increased . Both the roundness and
evenness of grained Si crystal were enhanced and globular eutectic silicon was increased, which showed that excellent
modification effect was achieved.
Northeastern University, Qinhuangdao, CN
Ling, Wang; He, Gong; Haofend, Zhao; Jianxin, Dong; Maicang, Zhang
Phase transformation and liquid density redistribution during solidification of Ni-based superalloy
Inconel 718
Phasenumwandlung und neuordnung dr Schmelzedichte während der Erstarrung der Nickelbasissuperlegierung Inconel
718
The influences of chemical segregation and phase transformation on liquid density variation during solidification of
Ni-based superalloy Inconel 718 were investigated using SEM and EDS. It was found that significant segregation in
liquid prompts high Nb phase to precipitate directly from liquid, which results in the redistribution of alloy elements and
liquid density in their vicinity. The term "inter-precipitate liquid density" is therefore proposed and this concept should
be applied to determine the solidification behavior of superalloy Inconel 718.
Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, CN; University of Science and Technology of Beijing,
Beijing, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Liu, B. C.; Xu, Q.Y.
Microstructure modelling and simulation of shaped casting with MCA method
Heftnummer 3/4
Liwen, Pan; Lijing, Zheng; Lei, Zhou; Huarui, Zhang; Xiaoxia, Tang; Limin, Ma; Hu, Zhang
Mictrostructure characteristics of Ni-43Ti-4Al-3Nb-2Hf alloy prepared by conventional casting and
directional solidification
Mikrogefügebesonderheiten bei der Legierung NiTi43Al4Nb3Hf2, hergestellt durch konventionelles Gießen bzw.
gerichtete Erstarrung
To further investigate the microstructure characteristics and solidification mechanism, so as to provide knowledge for
the microstructure control of a NiTi-Al based high-temperature structural material, the microstructure of
Ni43Ti-4Al-2Nb-2Hf (at. %) alloy ingots prepared by conventional casting (arc-melting) and directional solidification (DS)
at various drawing velocities (2 mm.min -1, 18 mm.min -1, 30 mm.min -1 and 60 mm.min -1, respectively) was
investigated by means of electron probe microanalysis. Experimental results reveal that the microstructures are
composed of NiTi matrix phase, Beta-Nb phase and Ti2Ni phase for samples obtained by both conventional casting and
DS. Conventional casting has an equiaxial structure, while DS has a slender and acicular cellular structure which grows
along the (001) orientation preferentially. Small amounts of white Beta-Nb phase and black Ti2Ni phase co-exist at the
grain boundaries or intercellular regions. With an increase in drawing velocity, the NiTi matrix phase is inclined to grow
along (100) and (200) crystallographic planes, and the cellular arm spacing reduce gradually, but the directionality of
the solidified structure weakens significantly. The homogeneous dispersion of Beta-Nb phase and the decrease of Ti2Ni
phase in DS samples are beneficial to improving the mechanical properties. Solidification mechanism analysis indicates
that the dark grey NiTi matrix phase initially precipitates from the liquid phase, and then the divorced eutectic reaction
takes place, which produces the light grey matrix phase and Beta-Nb phase. Finally, the peritectic reaction happens,
which generates the black Ti2Ni phase. The complete solidified path of the alloy is L NiTi+L NiTi+Beta-Nb+L
NiTi+Beta-Nb + Ti2Ni.
Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Luo, A. A.; Sachdev, A. K.
Process development and characterization of overcasting systems
Prozessentwicklung und Charakterisierung von Übergieß-Systemen
Overcasting, which combines light metals (Mg or Al) cast onto tubular substrates (steel, Al or Mg), is a key enabling
technology for hollow and/or mixed material subsystems for vehicle lightweighting. This paper summarizes the process
technology developed for overcasting, and describes the characteristics of the interface and ultimately the performance
of the total subsystem. Static and dynamic tests indicate that the "shrink-fit" between the casting layer and the tube
substrate due to the large solidification shrinkage is primarily responsible for the structural integrity obtained. The
overcasting process needs to be further developed to control casting cracking, tube deformation and interfacial
reactions for optimum performance of these lightweight overcast subsystems.
General Motors, Warren, MI, US
Mapelli, C.; Bosatra, M.; Morini, A.; Francese, M.; Vago, A.
Solidification process, microstructure control and mechanical behaviour in spheres produced in
2205 duplex stainless steel by swirling casting
Erstarrungsprozess, Mikrogefügeüberwachung und mechanisches Verhalten in kugelförmigen Teilen, hergstellt im
Duplexstahl 2005 nach dem Wirbelgießverfahren
Swirling casting is a process usually applied for the production of axial symmetric castings. The quality and
performances of the products realised through this technology are widely influenced by the directionality of the
produced solidification structure that rules the extension of the columnar zone. A correct design of the casting process
is a fundamental issue to reach the desired properties featuring the final products, and to reach this goal, the coupling
between the experimental observations and the computational simulations is needed. The work has also been
integrated with finite element method analysis with the scope of evaluation the internal component behaviour (sphere,
seat and support plate) of a sphere value subjected to different load cases in order to understand whether the obtained
microstructure of solidification is suitable and efficient for the construction of the valve.
Politecnico die Milano, Milano, IT; FONDINOX S.p.A., Sergnano, IT; PIBIVIESSE S.r.l., Nerviano, IT
Heftnummer 5
McGrath, M.; Van Aken, D.
On the crystallography of peritectic austenite and the role of primary ferrite in high manganese and
aluminum steels
Über die Kristallographie von peritektischem Austenit und die Rolle von primärem Ferrit in hochmangan- und
aluminiumlegierten Stählen
Two high manganese and aluminum steels with duplex microstructures of Delta-ferrite and austenite, having different
weight fractions of primary Delta-ferrite (0.35 vs. 0.66), were used to study the crystallography of austenite formed
during the peritectic reaction. Electron backscattered diffraction (EBSD) was used to characterize the crystallographic
growth directions and orientation relationships between the two phases. For a primary Delta-ferrite weight fraction of
0.66, the peritectic austenite product was seven times more likely to have the Kurdjumov-Sachs (K-S) orientation
relationship. In contrast, a lower weight fraction of Delta-ferrite produced a peritectic reaction where both Delta-ferrite
and the peritectic austenite product grew with the same <100> or <110> parallel to the heat flux. The K-S orientation
was observed for only 5% of the peritectic interfaces. Manganese and aluminum solute profiles across the peritectic
interface were used to show that the mechanism of the peritectic reaction remains the same for each alloy. Thermal
analysis was used to compare the two alloys at the dendrite coherency point and the alloy with the smaller fraction of
primary Delta-ferrite had a greater solid fraction (0.4 versus 0.34) at the dendrite coherency point.
Heftnummer 3
Minghong, Sha; Tongmin, Wang; Fudong, Bai; Jun, Li; Tingju, Li
Simulation on solidification of an Al-Ni alloy under electromagnetic stirring
Simulation der Erstarrung einer Al-Ni-Legierung unter elektromagnetischem Rühren
The microstructure of Al-Ni alloy has a significant influence on its performance, while electromagnetic stirring is one of the most effective methods for control of solidification structure of Al alloy. To investigate the
effect of electromagnetic stirring on the solidification on the ingot, the solidification of the Al-50Ni alloy in vacuum with
electromagnetic stirring was described by numerical simulation in this paper; and a three dimensional mathematical
model was established. The electromagnetic field was simulated by ANSYS software and the thermal-flow field was
simulated by FLUENT software. The coupling between the electromagnetic field and the thermal-flow field was
implemented by user-defined subroutines. It is found that the current intensity has significant influences on the fluid
flow and the microstructure of the alloy. The simulation results agree well with the experimental results, and the
optimum current intensity under the experimental conditions is 80 A, while the frequency is 50 Hz.
University of Science and Technology Liaoning, Anshan, CN; Dalian University of Technology, Dalian, CN, Sinopec
Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Fushun, CN; University of Leoben, Leoben, AT
China Foundry
Heftnummer 3
Nastac, L.
Modelling approach for quantitative predition of macroshrinkage and microshrinkage in A356 sand
mould castings
Modellsimulation zur annähernden quantitativen Vorhersage von Makro- und Mikrolunkern in Sandformgussteilen aus
der Legierung A356
An advanced casting simulation based optimisation approach was applied in this study to assist in the improvement of
the mould design of aerospace components made of A356 alloy. By using this approach, mould filling and solidification
related defects (including macroshrinkage and shrinkage porosity) were significantly minimised and hence it helped in
cost reduction, performance enhancement and quality assurance of complex A356 cast parts. An experimental
validation and detailed calibration procedures of the models for prediction of macroshrinkage and shrinkage porosities
were performed using A356 plates cast in furan-silica sand moulds using the Prometal rapid casting technology (RCT)
mould printing technology. Correlations between Niyama values and the pore percentage were also developed.
Therefore, the severity level of shrinkage porosity can be determined via the Niyama criterion. Predictions were then
compared with the macroshrinkage and porosity measurements in plates of various plate thickness and in other
commercial A356 casting components.
The University of Alabama, Tuscaloosa, AL, US
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Niklas, A.; Fernandez-Calvo, A. I.; Lacaze, J.; Suarez, R.
Thermal analysis as a microstructure prediction tool for A356 aluminium parts solidified under
various cooling conditions
Thermische Ana^lyse als Werkzeug für die Vorhersage des Mikrogefüges für Bauteile aus der Aluminiumlegierung A356
bei Erstarrung mit verschiedenen Abkühlungsbedingungen
Thermal analysis pertormed with standard cups has been used since decades lor melt control and microstructure
prediction before casting aluminium alloys. However, obtaining a proper microstructure in a standard cup does not
ensure that the miorostructure is correct in real parts which may solidify at very different cooling rates. For this study,
alloy A356 with different metal quality in terms of modification and grain refinement was tested. Different cooling rates
were obtained by employing cylindrical test samples with various diameters cast in sand and metallic moulds. The
correlation between microstructure features such as grain size, modification rate and secondary dendrite arm spacing
(SDAS) measured in the standard thermal analysis cup with those obtained in the cylindrical test parts has been
investigated. Thus, knowing the thermal modulus and the mould type it is possible to establish the required grain size
and modification rate in the standard cup in order to get a desired structure in a real part. Corrective actions can then
be taken in order to improve the metallurgical quality before casting the part.
AZTERLAN - Centro de Investigacion Metallurgica, Durango, ES; CNRS UMR 5085, Centre Interuniversitaire de
Recherche et d'Ingenierie des Materiaux (CIRIMAT), ENSIACET, INPT, Universite Paul Sabatier, Toulouse, FR
Ochoa, H.; Fornaro, O.; Bustos, O.; Schulz, B.
Directional solidification of dilute Sn-Pb alloys
Gerichtete Erstarrung von verdünnten Sn-Pb-L,egierungn
Microstructure evolution and pattern formation during directional solidification of dilute Sn-Pb system were analysed.
Planar, cellular and dendritic morphologies were obtained by adequate thermal gradient and interface velocity control.
The samples were obtained from pure elements in concentrations of 0.05, 1.0 and 4.0wt-%Pb. Growth was carried out
in a Brigdman device in the velocity range of 0.38-30µm s(exp-1) at thermal gradients from 1.3 to 2.6° C mm(exp-1).
The samples were examined using metallographic techniques to determine their morphology and dimensional
characteristics. The system was analysed to describe the different stages of evolution of the morphology and
transitions. It was observed that both primary cellular and dendritic spacing decreased with increasing velocity.
However, in the cellular-dendritic transition zone, an important increase in spacing was detected and basically
associated with convective effects during irregular cellular growth.
Universidad de Antofagasta, Antofagasta, CL; Universidad Nacional del Centro de la Provicia de Buenos Aires, Bueonos
Aires, AR; Universidad de Santiago de Chile, Santiago, CL
Heftnummer 4
Ramesh, G.; Prabhu, K. N.
Heat transfer at the casting/chill interface during solidification of commercially pure Zn and Zn base
alloy (ZA8)
Wärmeübergang an der Grenzfläche Gussteil/Kokille während der Erstarrung von kommerziellem Reinzink und
Zinkbasislegierung (ZAB)
Casting/chill interfacial heat transfer during solidification of commercially pure zinc and ZA8 alloy against copper, hot
die steel, stainless steel and aluminium instrumented chills was investigated. The peak heat flux strongly depends on
the thermophysical properties of chill, chill surface condition and superheat of the casting material. Contact angles of
alumina coating measured on various substrates suggested that the adhesion of the coating material on copper chill
was significantly better as compared to other chill materials. The heat flux curve in the case of coated chill is
characterised by a double peak indicating remelting of the solidified casting shell. The second peak in the HTC curve is
lower for high conductivity and higher for low conductivity chills as compared to the first peak. It is possible that solid
shell formation and remelting occurred in the case of high thermal conductivity chills, whereas shell remelting did not
happen in lower thermal conductivity chills.
National Institute of Technology Karnataka, IN
Heftnummer 3
Renukananda, K. H.; Chavan, Akash; Ravi, B.
Flow Rates in Multi-Gate-Systems: Experimental and Simulation Studies
Strömungsleistung in Mehreingusssystemen: Studien mit Experimenten und Simulation
Experimental observations in horizontal multi-gate system show that the trend in discharge (higher in gates farther from
the sprue) matches that in previously published literature. In the case of four-gate systems, with equal area of gate
cross-section, and constant area of runner cross-section, the ratio of discharge between the different gates has been
established. Similar ratios have also been obtained through simulation. However, the absolute values of discharge
showed significant error in simulation, pointing to the need to improve the simulation model. There is also a need to
correctly predict the values of velocity through different gates.
The current work could be extended by conducting more experiments with different ratios of cross-section areas of
gates and runners, varying cross-section areas of runner (reducing after each gate), and full/partial venting. These
results can be used to develop more accurate mathematical and simulation models, which will be useful to design and
optimise the gating systems in the industry.
Indian Institute of Technology Bombay, Mumbai, IN
Heftnummer 4
Tagungsbeitrag
Riposan, I.; Chisamera, M.; Stan, S.
Influence of iron powder addition on the solidification and structure of slightly hypereutectic gray
cast iron
Einfluss eines Eisenpulverzusatzes auf die Erstarrung und das Gefüge von leicht übereutektischem Gusseisen mit
Lamellengraphit
The purpose of the present paper is to investigate the solidification of gray irons (carbon equivalent [CE] = 4.35 - 4.45%)
after either a separate addition of iron powder, or inoculation, and in a double treatment with both. Chill wedges, each
with different cooling modulus (CM), were used along with different CM thermal analysis cups. Relative
clear/mottled/total chill measurement criteria were applied. Iron powder additions led to a higher chill tendency, while
single inoculation showed the strongest graphitizing effect. The double treatment led to intermediary results, with
lowest chill for inoculation applied after iron powder. It reflects the improved properties of (Mn,X)S polygonal
compounds as nucleation sites for graphite: larger size/low compactness in base iron, irregular polygonal and complex
morphology after iron powder treatment and compact polygonal/smallest size after inoculation. Iron powder treatment
favors austenite dendrite formation, acting as reinforcement for eutectic cells, with a negative influence on the graphite
nuclei characteristics. A double addition [iron powder + inoculant] appears to be an effective treatment, benefiting both
the austenite and graphite nucleation, with effects on the final structure and chill tendency. There is a residual benefit
of the Fe powder addition on austenite dendrite formation and inoculation restored the effective MnS morphology for
chill, eutectic cell and graphite control.
University Politehnica of Bucharest, RO
Tagungsbeitrag
Rolle, Claude-Alain
Konkrete Anwendungen bei der Prozessauslegung von Aluminiumguss mit Hilfe der Gießsimulation
(Folienvortrag) Gießsimulation ist die computergestützte Berechnung der Phänomene während des Formfüllens, der
Erstarrung, Abkühlung und Gefügeausbildung, auch zur Abschätzung von Eigenspannnungen und Verzug. Auf der Basis
von Beispielen ausgewählter Teile zeigt dieser Vortrag, wie die Simulation pragmatisch und erfolgreich in zwei kleinen
Gießereien implementiert wurde.
ESI Group
Roucka, J.; Kovac, M.; Jaros, M.; Sikula, O. ; Hrbacek, K.; Podhorna, B.
Thermal process while pouring into ceramic shells and their numerical simulation
Thermische Prozesse während des Gießens in keramische Schalenformen und deren numerische Simulation
In the thermal regime of ceramic shell moulds the role of heat transfer by radiation and convection into the surrounding
environment is most significant. In shells the walls are mutually irradiated and non-symmetrical heat flows in individual
directions. Experimental measuring enabled establishing the heat relations during casting and solidification of a model
system of cylindrical castings of different diameters placed on a ring gate. The N155 alloy (Cr-Ni-Co alloy steel) was
cast. Thermocouples were used to measure temperature in the castings an in the shell walls. The experimentally
established dat used was significant in the subsequent numerical simulation. The boundary conditions of heat transfer
were calculated using FLUENT software. The actual thermo-physical and boundary conditions of the system were
determined via inverse modelling ba means of the ProCAST software. Using the CAFE module ot the ProCAST program
the numerical simulations ot the alloy structure was perfomed; simulated structures were compared with the
metallographically established structure.
Brno University of Technology, Brno, CZ; Prvni brnenska strojirna Velka Bites, CZ; UJP Praha, CZ
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Sasha, P.; Viswanathan, S.
Grain refinement of magnesium by zirconium: characterization and analysis
Kornfeinung von Magnesium durch Zirkonium: Charakterisierung und Analyse
A Design of Experiments (DOE) approach was used to conduct a systematic study of the grain refinement of magnesium
by zirconium: variables included the amount of zirconium, the pouring temperature and the settling time prior to
casting. Optical microscopy was used to measure the grain size. Transmission Electron Microscopy (TEM) was used to
identify particles that are likely nucleation sites. The TEM results show that a range of particle sizes are likely substrates
and that particles which are likely nucleation sites are faceted. Sample dissolution followed by Scanning Electron
Microscopy (SEM) was used to characterize particle size and morphology while an AccuSizer 770 was used to measure
particle size distributions, both in the master alloy and grain refined samples. While less than 2% of the total particles
serve as nucleation sites, a comparison of the grain density versus faceted particle density shows close agreement. This
suggests that only faceted particles are likely nucleation sites.
University of Alabama, Tuscaloosa, AL, US
Satapathy, A. K.
Quasi-steady thermal analysis of solidification of cylindrical rod in Ohno continuous casting process
Quasi-stabile thermische Modellanalyse der Erstarrung eines zylindrischen Rundbarrens beim Ohno Stranggießverfahren
The Ohno continuous casting process, associated with unidirectional crystallisation of high purity metals, is of practical
importance because of its increasing application in electronic industries. This paper deals with analytical solution of
axisymmetric heat transfer during solidification of pure metals in this casting process. The two-dimensional quasi-steady
heat conduction equations for solid and liquid phases along with associated interface and boundary conditions are
solved by the method of separation of variables. The expressions for temperature field in the melt and the solid regions
are obtained as a function of various model parameters such as Biot number, Peclet number, dimensionless latent heat
of solidification and liquid to solid thermal conductivity ratio. Besides, the casting rates of three different pure metals
are compared for the known operating conditions.
National Instiute of Technology, Orissa, IN
Heftnummer 5
Tagungsbeitrag
Shibuya, Ryota; Noda, Yoshiyuki; Terashima, Kazuhiko
Sloshing control of molten metal pouring transfer and tilt motion of ladle by automatic pouring robot
Kontrolle des Überschwappens beim Flüssigmetalltransport und der Kippbewegung der Pfanne durch einen
automatischen Gießroboter
This paper presents a sloshing suppression control during a ladle transfer with tilt motion. In this transfer system,
molten metal in the ladle is poured into a mold by tilting the ladle while the ladle is transferred. Sloshing in the ladle is
then generated if the ladle is rapidly moved. Natural frequency of sloshing is varied by the tilting condition and the ladle
shape. In the present paper, the natural frequency of sloshing is estimated by the analysis formula with principal
components. Sloshing suppression control can be designed by using the estimated natural frequency, and the designed
controller has the time-varying notch filter corresponding to the estimated sloshing natural frequency. The effectiveness
of proposed control system is shown thorough experiments using a ladle transfer system.
Toyohashi University of Technology, JP
Shiping, Wu; Qin, Xu; Jun, Zhang; Hai, Nan; Xiang, Xue; Jingjie, Guo
Solidified structure of thin-walled titanium parts by vertical centrifugal casting
Erstarrungsgefüge von dünnwandigen Teilen aus Titan, hergestellt nach dem vertikalen Schleudergießverfahren
The solidified structure of the thin-walled and complicated Ti-6Al-4V castings produced by the vertical centrifugal
casting process was studied in the present work. The results show that the wall thickness of the section is featured with
homogeneously distributed fine equiaxial grains, compared with the microstructure of the thick-walled section. The
grain size of the castings has a tendency to decrease gradually with the increasing of the centrifugal radius. The
inter-lamellar space in thick-walled casting parts is bigger than that of the thin-walled parts, and the profile of
inter-lamellar space is not susceptible to the centrifugal radius.
Harbin Institute of Technology, Harbin, CN; Northwestern Polytechnical University, Xi'an, CN; Beijing Aviation Material
Research Institute, Beijing, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Sifeng, Gao; Lin, Liu; Yiku, Xu; Chubin, Yang; Jun, Zhang; Hengzhi, Fu
Influences of processing parameters on microstructure during investment casting of nickel-base
single crystal superalloy DD3
Einfluss der Prozessparameter auf das Mikrogefüge beim Feingießen der Einkristall-Nickelbasissuperlegierung DD§
The effects of solidification varbiables on the as-cast microstructures of nickel-base single crystal superalloy DD3 have
been investigated by using modified Bridgman apparatus. The experiments were performed under a thermal gradient of
approximately 45 K.cm (Exp.-1) and at withdrawal rates ranging from 30 to 200 m.s (Exp.-1). The experimental results
show that the primary and secondary dendritic arm spacings (PDAS and SDAS) decrease when the withdrawal rate is
increased. Compared with the theoretical models of PDAS, the results are in good agreement with Trivedi's model. The
relationship of PDAS and SDAS with withdrawal rates can be described as Lambda1 = 649.7V -0.24+/-0.02 and
Lambda2 = 281V -0.32+/-0.03, respectively. In addition, the size of the Gamma phase significantly decreases with
increasing withdrawal rate.
Northwestern Polytechnic University, Xi'an, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Sparkman, D. A.
Microstructure by thermal analysis
Mikrogefügebestimmung durch thermische Analyse
Thermal analysis has come a long way since its inception. With modern high speed computers, higher precision thermal
couple readings and good mathematical procedures, it is now possible, by using higher order derivatives, to measure
the energy signatures of different phases and structures in iron and aluminum and interpret them into usable chemistry
and microstructure readings. The advantage is to have high quality information on the foundry floor within minutes of
sampling while reducing the turnaround time of the laboratory to just a few minutes. In this paper the 2nd, 3rd, 4th and
5th derivatives will be used to delimitate multiple arrests in aluminum and iron, so that the energy of those phases can
be measured. A new test will be introduced for nodularity based on the smoothness of the energy production of the
different forms of graphite. Finally, the problem of shrinkage in ductile iron will be revisited in the form of the balance of
energy from the thermal analysis curve. All of these new tools are derived from the use of higher derivatives and the
integration of the energy flows found through thermal analysis. The calculation of higher order derivatives presents a
problem of signal filtering to remove the noise without losing the data. This has finally been accomplished in a computer
system. What remains is to understand and interpret what can now finally be clearly seen.
MeltLab Systems, Winchester, MA, US
Heftnummer 5-068
Publikationssprache: Englisch; Französisch
Stucky, Michel
Elimination of oxides in aluminium alloys: dream or reality?
Vollständige Beseitigung aller Oxide aus Aluminiumlegierungen: Traum oder Wirklichkeit?
Zur Kostenoptimierung bei Gussteilen gehört auch die genaue Kalkulation ihrer Abmessungen. Hierbei ist es
erforderlich, den Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von solchen "Fehlern" zu berücksichtigen, die vom
Gießverfahren selbst eingebracht werden; dies gilt insbesondere für die Zeitfestigkeit, die mechanische und
thermomechanische Ermüdung. Zur Erfassung dieses Effekts müssen die Eigenschaften der Legierung in absolut
fehlerfreiem Zustand ermittelt werden. Selbst wenn die meisten Gussfehler zumindest in der Probenherstellung
vermeidbar sind, bleibt die vollständige Unterdrückung von Oxidfilmen nach wie vor problematisch, selbst im
Probenformat. Dieser Artikel basiert auf einer Recherche in der Fachliteratur zu den Gründen für die Entstehung von
Dross und den Mitteln zu seiner Beseitigung. Die Eliminierung von Oxiden, die beim Schmelzen oder Warmhalten
entstanden sind, scheint durchaus möglich; zur Vermeidung der Oxidfilme, die sich beim Formfüllen bilden, sind jedoch
optimale Gießtechniken wie Squeeze-Casting oder Niederdruckgießen unerlässlich.
CTIF
Fonderie
Heftnummer 26
Tagungsbeitrag
Tsunekawa, Y.; Fukui, Y.; Taga, K.; Okumiya, M.
Crystallization of non-equilibrium alpha -aluminum and primary silicon with acoustic cavitation in
hypereutectic Al-Si alloy
Erstarrung von alpha -aluminium und Primärsilicium bei Ungleichgewichtsbedingungen mit akustischer Kavitation bei
einer übereutektischen Al-Si-Legierung
Ultrasonic vibration has been applied to various molten metal processes owing to the functions of (a) Improvement in
wettability, (b) liquid adhesion at a vibrating end surface and (c) sono-solidification such as grain refinement. The
present study is focused on the sono-solidification with acoustic cavitaion in hypereutectic Al-18mass%Si alloy. There
appears an equilibrium microstructure composed of primary silicon and eutectic alpha -Al/Si phases in Al-18mass%Si
alloy, however, non-equilibrium alpha -Al grains develop along with the equilibrium phases in the sono-solldiflcation with
acoustic cavitation. During the sono-solidification of Al-18mass%Si alloy, non-equilibrium alpha -Al grains are recognized
in the molten metal close to the ultrasonic radiator just before reaching the eutectic temperature of 577 deg C in
addition to the refined primary silicon particles. The crystallization of alpha -Al grains is understood through acoustic
cavitation, that is, ultrasound in molten Al-Si alloys exhibits two outstanding behaviors of cavitation bubbling and
acoustic streaming. Firstly the de-coupled eutectic reaction, which is recognized in the solidified eutectic Al-Si alloy with
severe stirring, causes divorced alpha -A grains by the acoustic streaming with cavitation. Secondly it is expected that
high pressure of over 1 GPa generated by the collapse ol cavitaion babbies leads to not only an increase in the eutectic
temperature, but also higher silicon content at the eutectic point in Al-Si alloy. Consequently, non-equilibrium alpha -Al
grains are nucleated at collapsed cavitaion bubble sites, and they are characterized by higher silicon content compared
with that of primary alpha -Al grains in hypoeutectfc Al-7masst% Si alloy. Whereas well refined primary silicon grains are
also crystallized close to the liquidus temperature of 660 deg C, so that the sonosolidification with acoustic cavitaion
may cause the promoted nucleation, restrained silicon growth and silicon grain destruction, which bring fine granular
primary silicon. Although the equilibrium microstructure is composed of primary silicon and eutectic, the eutectic area
decreases due to the crystallization of non-equilibrium alpha -Al grains in the sono-solidification, as well as an increase
in primary silicon.
Toyota Technological Institute, Nagoya, JP
Unterreiter, Guenter; Ludwig, Andreas; Menghuai, Wu
Numerical microstructure prediction for an aluminium casting and its experimental validation
Numerische Vorhersage des Mikrogefüges in einem Aluminiumgussteil und dessen experimentelle Verifizierung
Virtual manufacturing based on through-process modelling becomes an evolving research area which aims at
integrating diverse simulation tools to realize computer-aided design, analysis, prototyping and manufacturing.
Numerical prediction of the as-cast microstructure is an initial and critical step in the whole through-process modelling
chain for engineering components. A commercial software package with the capability of calculating important
microstructure features for aluminium alloys is used to simulate a G-AlSi7MgCu0.5 laboratory casting. The simulated
microstructure, namely grain size, secondary dendrite arm spacing and diverse phase fractions are verified
experimentally. Correspondence and discrepancies are reported and discussed.
Materials Center Leoben Forschung GmbH, Leoben, AT; University of Leoben, Leoben, AT
China Foundry
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Viswanathan, S.; Saha, P.; Foley, D.; Hartwig, K. T.
Developing an improved zirconium grain refiner for magnesium
Entwicklung eines verbesserten Kornfeinungsmittel auf Zirkoniumbasis für Magnesiumguss
The goal of this work was the development of a more efficient zirconium-based grain refiner master alloy for cast
high-temperature magnesium alloys. Based on a related study that suggested that only faceted particles were activated
as nucleation sites during casting solidification, Equal Channel Angular Extrusion (ECAE) processing of a
magnesium-15wt-% zirconium grain refiner master alloy was attempted to try to increase the number of faceted
particles. ECAE processing of the master alloy only resulted in a modest decrease in grain size, even though the
percentage of faceted particles doubled as a result of ECAE processing, since only 1.6% of zirconium particles in the
as-received master alloy were faceted and deemed to be likely nucleation sites. The results of this work provide useful
direction for the future development of efficient grain refiners.
University of Alabama, Tuscaloosa, AL, US; Texas A&M University, College Station, TX, US
Tagungsbeitrag
Viswanathan, S.; Samuel, C.
Solidification of ductile iron revisited
Erstarrung von Gusseisen mit Kugelgraphit
For the past fifty years, two models of ductile iron solidification have been commonly accepted, the austenite shell
model and the nodule entrapment model. In this study, ductile iron samples with copper levels ranging from 0 to 0.8
wt% were characterized by Electron Probe Microanalysis (EPMA) to measure the copper distribution between nodules.
Based on the results of the EPMA mapping, quench experiments were conducted at 6 and 100% fraction solid. The
resulting distributions of copper and silicon are used to advance a revised model for ductile iron solidification that
graphite grows in contact with the enriched liquid until solidification is complete. Interrupted solidification experiments
and EPMA analyses were used to investigate and explain solidification and segregation in ductile iron. The partition
coefficients for copper and silicon are less than one and not greater than one as commonly believed, i.e. copper and
silicon are rejected into the liquid during solidification and the center of the austenite dendrite is lean in copper and
silicon. The region next to graphite nodules is enriched in copper and silicon and the measured concentration is
consistent with that calculated using the Gulliver-Scheil equation. Based on these results, a revised model of ductile
iron solidification is proposed: 1. Austenite and graphite nucleate and grow independently in contact with liquid. 2.
Copper and silicon are rejected into the interdendritic liquid during solidification. 3. The graphite nodules get pushed
into the interdendritic region and grow in contact with the enriched/segregated liquid. 4. Graphite nodules are
encapsulated in austenite at the end of solidification, resulting in almost uniform segregation around the nodules.
University of Alabama, Tuscaloosa, AL, US; ThyssenKrupp Steel and Stainless, Calvert, AL, US
Tagungsbeitrag
Wang, L.; Lett, R.; Felicelli, S. D.; Berry, J. T.
Reliability evaluation of four casting processes for magnesium alloy AZ91
Bewertung der Betriebssicherheit von vier Gießprozessen für die Magnesiumlegierung AZ91
The performance of four different casting processes for magnesium (Mg) alloy AZ91 was evaluated through
microstructure characterization, mechanical testing and scanning electron microscope (SEM) analysis of fracture
surfaces. Passenger car control arms were cast by indirect squeeze cast, low pressure permanent mold (LPPM), T-Mag
and ablation processes. Samples were cut from twelve locations on the control arms for the microstructure
characterization. The microstructure, grain size, porosity distribution, and defect analyses were obtained with optical
microscopy and image analyzer. The four casting processes were evaluated in terms of reliability using two-parameter
Weibull statistics of the ultimate bending strength (UBS) determined from the four-point bending (FPB) test samples. The
FPB test samples were cut from the same two locations on each control arm with identical dimensions to represent
different thicknesses. Metallographic analysis was performed on these samples, revealing noticeable microstructural
differences between them, with some even showing possible evidence of oxide films. The following conclusions were
drawn for the casting processes evaluated: 1. The best two among the four casting processes are T-Mag and ablation
according to defect and fracture surface analysis. 2. T-Mag castings present better mechanical properties than squeeze
cast and LPPM according to the Weibull analysis of FPB test results. 3. Ablation castings present significantly higher
ductility than other processes since no ablation sample could be broken by FPB tests. 4. While the largest average grain
size was found in the T-Mag casting, fine dendrites were found in the squeeze casting. Both LPPM and ablation castings
have similar grain size distribution. 5. Five types of casting defects are identified, including microporosity, oxide film
defects, sponge shrinkage, gas pore and crack-like defects. 6. Significant shrinkage porosity and oxide film defects
were observed in the squeeze cast and LPPM specimens.
Mississippi State University, MS, US
S. S.487-495
Tagungsbeitrag
Weidler, Thomas
Regelbares Gießsystem zur Herstellung hochqualitativer Druckgussteile aus Aluminium
(Folienvortrag) Bei der Gestaltung des Gießsystems gibt es Zielkonflikte durch Anforderungen, Gestaltung und
Wirkungsweise, die hier übersichtlich dargestellt werden. Eine wesentliche Neuerung ist, dass die überwachte und
geregelte Größe zukünftig der Schmelzestrom im Gießlauf und in der Form ist.
Tagungsbeitrag
Weiss, D. J.; Weiss, K. J.
Improving mechanical properties in aluminum through enhanced filtering techniques
Verbesserung der mechanischen Eigenschaften bei Aluminium durch fortschrittliche Filtertechniken
In the filtration of granular material, two-piece screens can be up to twenty percent more effective than singlepiece
screens. There may be some additional advantage to positioning one filter perpendicular to the flow and the other at an
angle in order to prevent contaminants from aligning in such a way that they would pass through both filters. In this
experiment, the concept was tested for inmold filtering of molten aluminum. Test bars of four different filter
configurations were molded in air set molds and poured from A356 and heat treated to a T6 condition. These four
different configurations included a 10 pore per inch (PPI) reticulated foam filter alone, a 10 PPI filter in conjunction with
angled screens, straight 20 PPI filters or angled 20 PPI filters. This paper will discuss the static tensile results and
examine the fracture surface from each of these configurations. The paper demonstrates the improvements in metal
cleanliness and mechanical properties using multiple filter systems.
Eck Industries, Manitowoc, WI, US
Tagungsbeitrag
Wiese, Erhard
Optimierung von Gussoberflächen durch Reduzierung von Turbulenzen bei der Formfüllung udn dem
Herausfiltern von nichtmetallischen Verunreinigungen aus der Schmelze
Keramische Filter im Gießsystem verhindern das Einschleppen von Schlacken und dadurch eine Reaktion zwischen dem
Formstoff und diesen Schlacken.
Neben der Hauptaufgabe, Schlacken, Dross und andere nichtmetallische Einschlüsse aus flüssigen Metallen
herauszufiltern, erfüllen keramische Filter einen hervorragenden Dienst beim Beruhigen der metallischen Strömungen.
Ein gleichmäßiger, turbulenzarmer Strom verhindert die Erosionen von Formsand in Umlenkungen und Kurven der Läufe.
Eine beruhigte, turbulenzarme Formfüllung verringert außerdem die Kontakfläche zwischen Metall und Formstoff und
schränkt die Bildung von durch Re-Oxidation entstehender Krätze ähnlicher Oberflächenfehler in Größe und Tiefe.
Speziell bei mit Mangan legiertem Stahlguss ist das sehr wichtig.
Dieser Vortrag befasst sich mit den strömungstechnischen Vorgängen, die im Inneren eines keramischen Filters in
Schaumstruktur ermittelt wurden. Außerdem werden Beispiele gezeigt, wie durch den Gebrauch von Filtern im Eisensowie im Stahlguss eine verbesserte Qualität von Gussstücken erzielt wurde.
Foseco Foundry Division, Vesuvius, Borken, DE
Tagungsbeitrag
Wu, Guohua; Sun, Ming; Dai, Jichun; Ding, Wenjiang
Effects of filter materials on the microstructure and mechanical properties of AZ91
Einfluss von Filtermaterialien auf Mikrogefüge und mechanische Eigenschaften von AZ91
The present investigation studied the effects of different kinds of ceramic foam filters (CFF) incorporating gas bubbling
on the microstructure and mechanical properties of virgin AZ91 alloys, and the reactions between filters and Mg molten
during filtration. The results show that the purification process of CFF incorporating gas bubbling process can improve
obviously the ultimate tensile strength (sigma (ind b)) and elongation (delta ) of AZ91 alloy, especially delta . Amongst
the selected four kinds of CFF, the magnesium oxide (MgO) filter is the most suitable for filtrating Mg melt, and the
filtration effectivity sequence of four kinds of filtrating materials is as follows: MgO > Al2O3 > ZrO2 > SiC. With MgO
filter incorporating gas bubbling treatment under Ar flow rate of 2 liter/minute (l/min) and temperature of 730 deg C,
the ultimate tensile strength sigma (ind b) and elongation delta can be improved greatly from 175.3 MPa and 2.74 % to
195.4 MPa and 4.54 %, respectively. No inclusions are found on the fracture surface of the sample filtrated by MgO
ceramic foam filter, and the fracture mode is quasi-cleavage crack.
Shanghai Jiao Tong University, CN
Xuefeng, Zhou; Feng, Fang; Jianjing, Jiang
Solidification microstructure of M2 high speed steel by different casting technologies
Erstarrungsgefüge von M2-Schnellarbeitsstahl, hergestellt nach verschiedenen Gießverfahren
The present work investigated the solidification microstructure of AlSi M2 high speed steel manufactured by different
casting technologies, namely iron mould casting and continuous casting. The results revealed that the as-cast structure
of the steel was composed of the iron matrix and the M(Index2)C eutectic carbide networks, which were greatly refined
in the ingot made by continuous casting process, compared with that by the iron mould casting process. M(Index2)C
eutectic carbides presented variation in their morphologies and growth characteristics in the ingots by both casting
methods. In the ingot by iron mould casting, they have a plate-like morphology and grow anisotropically. However, in
the ingot made by continuous casting, the carbides evolved into the fiber-like shape that exhibited little characteristics
of anisotropic growth. It was noticed that the fiber-like M(Index2)C was much easier to decompose and spheroidize
after heated, as a result, the carbides refined remarkably, compared with the case of plate-like carbides in the iron
mould casting ingot.
Southeast University, Nanjing, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Yano, Kenichi; Maeda, Masahiro; Kuriyama, Yoshifumi; Nishido, Seishi
Optimization of multistep pouring control input for aluminum gravity casting
Optimierung der mehrstufigen Eingießkontrolle für das Schwerkraftgießen von Aluminium
A tilting-ladle-type automatic pouring machine is used tor aluminum gravity casting in manufacturing processes, and its
pouring speed is set by workers through trial and error. Therefore, it is difficult to realize pouring that allows high-quality
casting and high process yield. In this study, the optimum pouring control input is calculated by CFD analysis in order to
prevent product defects that form during aluminum gravity casting. The optimization is performed with the genetic
algorithm incorporating CFD simulations. The effectiveness of the proposed system is shown through CFD simulations
and experiments.
Gifu University, JP; Aisin Takaoka, Takaokashin-machi, Toyota, JP
Ying, Zhang; Meng, Wang; Xin, Lin; Weidong, Huang
Effect of substrate micro-morphology on heterogeneous nucleation
Wirkung der Mikromorphologie eines Substrates auf die heterogene Keimbildung
The heterogeneous nucleation process of NH(Index4)Cl crystals from a NH(Index4)Cl-70wt.%H(Index2)O solution on
rough chilling substrates was considered in this paper. Scratched and etched substrates of aluminum were prepared
with different surface morphologies. It was concluded that for nucleation to occur on a rough substrate surface, the
wettability or the generally said roughness are not the key factors affecting the heterogeneous nucleation process.
Rather the surface morphologies on the nanometer scale, which is close to the scale of the critical nucleation radius,
are more important.
China Foundry
Heftnummer 3
Yutuo, Zhang; Wanning, Zhang; Tie, Wang; Liyan, Fan; Chengzhi, Wang
Phase field modeling of dendritic coarsening during isothermal solidification
Modellierung des Phasenfeldes der Dendritenvergröberung während der isothermischen Erstarrung
Dendritic coarsening in Al-2mol%Si alloy during isothermal solidification at 880K was investigated by phase field
modeling. Three coarsening mechanism operate in the alloy: (a) melting of small dendrite arms; (b) coalescence of
dendrites near the tips leading to the entrapment of liquid droplets; (c) smoothing of dendrites. Dendrite melting is
found to be dominant in the stage of dendritic growth, whereas coalescence of dendrites and smoothing of dendrites
are dominant during isothermal holding. The simulated results provide a better understanding of dendrite coarsening
during isothermal solidification.
Shenyang Ligong University, Shenyang, CN; Shenyang Government Investment Project Evaluation Center, Shenyang,
CN; Dalian Jinzhou Cable Co., Ltd., Liaoning Baolin Group, Dalian, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Zhang, Haitao; Hiromi, Nagaumi; Cui, Jianzhong
Producing super-high strength aluminum alloy billets by low frequency electromagnetic casting
Produktion von superhochfesten Barren aus einer Aluminiumlegierung durch niederfrequentes elektromagnetisches
Gießen
Low frequency electromagnetic casting process is used to produce the super-high strength AI-10Zn-2.3Mg- 2.4Cu-Zr
aluminum alloys in this research. Moreover, the effects of low frequency electromagnetic field on the macrophysical
fields (flow field, temperature field and stress-strain field) in the semi-continuous casting process of aluminum alloys
and the microstructure and crack in the billets are studied and analyzed in detail by the numerical and experimental
methods. Comparison of the results for the macro-physical fields in the LFEC process with that in the conventional DC
casting process indicate the following characters due to the application of electromagnetic field: a vigorous forced
convection of the melt; an entirely changed direction of melt flow; a remarkably increased velocity of melt flow; a
uniform distribution of temperature; a decreased gradient of temperature; the elevated isothermal lines; the reduced
sump depth; the decreased stress and plastic deformation. Further, the microstructure of the billet is refined
remarkably and the crack in the billets is eliminated in LFEC process because of modification of the macro-physical
fields induced by the application of low frequency electromagnetic field.
Northeastern University, Shenyang, CN; Nippon Light Metal, JP
Tagungsbeitrag
Zhao, Haidong; Li, Yuanyuan; Chen, Weiping; Bai, Yanfei
On the microstructure and impact properties of A356 die castings fabricated with slow injection
method
Über die Mikrostruktur und die Zähigkeitseigenschaften von Druckgussteilen aus A356 hergestellt mit dem langsamen
Injektionsverfahren
Microstructure and impact properties of slow injection A356 die castings have been investigated. The microstructure in
the casting different regions were analyzed and compared. As for the as-cast castings, eutectic Si particles are
characterized as fibrous or long acicular shape as well as inhomogenously network distribution, and impact absorbed
energy varies from 1.17 to 2.35J. After T6 heat treatment, eutectic Si particles were changed to small granular or short
bacilliform, and Si particle aspect ratio (A. R.) and area fraction decreased evidently. The impact absorbed energy of the
T6-treated castings is between 1.45 and 3.80J. Furthermore, fracture mechanism of different regions in castings are
analyzed and discussed. Through mathematical regressbn analysis, it is indicated that the impact property is dependent
on both Si particle A. R. and secondary dendrite arm spacing (SDAS).
Zhao, Z.; Fan, Z.-T.; Tang, B.; Jiang, W. M.; Dong, X. P.
Influence of pressure solidification on AZ91D magnesium alloy feeding in lost foam casting process
Einfluss einer Erstarrung unter Druck auf die Speisung der Magnesiumlegierung AZ91D beim Lost-Foam-Gießverfahren
(Vollformgießen)
Feeding capacity of AZ91D magnesium alloy is enhanced by using pressure solidification in lost foam casting. The
pressure-adding time and the surface depression of the casting were calculated and analyzed. The results showed that
the pressure-adding began at above 590° C, and ended at above 514° C. Compared the castings with the temperature
field simulation of the samples, it was found that the surface depression of the castings generated easily at the hot spot
where solidified last. The mathematical model of the depression showed that the surface depression is directly
proportional to wall thickness. To prevent the depression of the casting surface, the gating system needs to be modified
and a riser should be added. After this modification, the directional solidification could be achieved. Thus, the surface
depression was transformed to the riser and the last solidified part of the gating system.
Heftnummer 1
Araiza, Juan
The Systems Approach, Quantifying Abrasive Operations, and the Bottom Line
Ansatz zur Systematisierung und Quantifizierung der Bearbeitungsschritte und Festlegen der Ausgangslinie
In order to produce a more meaningful meassurement of productivity, material removal data would be more accurate
than part count. In conjunction with time, these measurements lead to the derived parameter of matrial removal rate.
Labor costs are indirectly proportional to the material memoval rate of an abrasive. As material removal rates increase,
cycle times decrease. This translates to cost reduction, or even better, increase revenue through higher productivity.
Incast
Heftnummer 6
Cadarso, Carlos
Japanese technology for runner recycling
Japanische Technologie für das Recyceln von Gießläufen
In a foundry's quest for continuous improvement and search for competitiveness, the cost associated with the incorrect
handling and management of its own returns is often ignored, here Carlos Cadarso of Euro-Equip SA discusses the
implications and one solution.
Euro Equip SA, Bilbao, ES
Heftnummer 3678
Gibbs, Shea
Choosing Blast Media
Auswahl des Strahlmittels
Modern Casting
Heftnummer 1
Grotz, Johannes
Robustes Equipment zum Entgraten von Gussteilen - Modular aufgebaute Entgratzellen für die
Automobilzulieferindustrie
Beim automatisierten Präzisionsentgraten von Einspritzpumpen, Motorblöcken oder Getriebeteilen ist neben der Bahngenauigkeit des Roboters vor allem die Zuverlässigkeit der Greifer, Ausgleichseinheiten und
Entgratungswerkzeuge entscheidend. Sie müssen dauerhaft präzise arbeiten und zugleich Staub und kleinsten Spänen
widerstehen. Die WMS-engineering GmbH, Klettgau-Grießen, ein Spezialist für Entgratzellen, nutzt für die Ausstattung
seiner hoch effizienten Anlagen das umfassende Modulprogramm der Schunk GmbH & Co. KG, Lauffen/
Neckar. Es eröffnet ein hohes Maß an Planungsfreiheit, hat sich als äußerst zuverlässig erwiesen und bietet auch für
spezielle Anforderungen überzeugende Lösungen.
Valufaktur Marketing- und PR-Agentur, Tauberbischofsheim, DE
Gießerei-Erfahrungsaustausch;
Heftnummer 9+10
Richter, Jochem
Jahresübersicht zu Verfahren der Rohgussnachbehandlung: GIFA 2011, Putzerei als Gesamtprozess, Entkernen,
Reinigungsstrahlen, Entgraten, weitere Bearbeitungsschritte
Giesserei
Heftnummer 1
Tagungsbeitrag
Song, Gaoju; Yang, Lei; Shen, Henggen
A pilot study on optimal venting volume and air flow distribution of the special hood for controlling
the dust from flask shaker
Pilotstudie zum optimalen Entlüftungsvolumen und zur Luftstromverteilung der Staubabzugshaube des Rüttelausformers
Clean industrial plant and modern workplaces are characteristics of modern foundry. In the interests of human health
and to protect the environment, a new hood has been designed for dust control in the foundries. A strategy has been
analyzed with the optimal venting volume and better air flow distribution in this pilot study. Computational Fluid
Dynamic (CFD) method is applied for the simulation of air flow field and dust moving path in order to optimize the
location of exhaust outlet and the venting volume. Experimental results in the workplace can verify the designed
exhaust outlet and the venting volume. It can be concluded that the venting volume has been designed for the better
velocity control in the dust resource so that the dust cannot easily escape from the hood into the workplace. Moreover,
the optimal venting volume can also contribute to energy saving. The better air flow distribution may decrease the
turbulent circuit and reduce the dust deposit in the hood.
Donghua University, Shanghai, CN; Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou, CN
Modeling Microstructure During Heat Treatment
Modellbildung des Mikrogefüges während der Wärmebehandlung
Simulating local microstructure could provide a tool for optimizing part geometry and casting operations to achieve
dsired properties at desired locations. In this report, the measured and simulated yield strength profile for AlSiMg alloys
with several magnesium concentrations proved to correlate well. The predicted magnesium concentration after solution
treatment and local quenching rate corelated with actual measurements.
Modern Casting
Heftnummer 9
Dragulin, Dan; Bolte, Markus; Harms, Alexander
Vergleich zwischen der Wärmebehandlung von Aluminiumdruckguss- und
Aluminiumkokillengusslegierungen für Automotive-Anwendungen
Eien Wärmebehandlung, hier an der Legierung AlSi10MnMg, führt zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften.
Belte, Delbrück, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 3
S. 84-86, 87-91 (7 Seiten, 22 Bilder, 2 Tabellen, 132 Quellen)
Köser, O.; Jacot, A.; Getzlaff, U.
Modellierung der Wärmebehandlung von ausferritischem Gusseisen
Ausferritisches Gusseisen (ADI) verbindet die Gestaltungsfreiheit von Gusseisen mit der Festigkeit von Stahl. ADI
entsteht durch Wärmebehandlung von Gusseisen mit Kugelgraphit. Die vollständige Ausschöpfung des Potenzials dieses
Werkstoffes erfordert jedoch eine umfangreiche Kontrolle des Fertigungsprozesses auf Seiten des Gießens als auch der
Wärmebehandlung. Der vorliegende Artikel beschreibt einen integrierten Ansatz aus experimentellen Untersuchungen
und Modellierung zur optimierten Prozessauslegung. Die entwickelten Simulationswerkzeuge ermöglichen eine genaue
Vorhersage der Gefügeausbildung durch die Wärmebehandlung. In Verbindung mit der Einhaltung geeigneter
technischer Parameter kann ein ausferritisches Gefüge ohne Perlit, Martensit und Bainit erreicht werden. Die
produzierten Bauteile weisen reproduzierbar sehr gute mechanische Eigenschaften auf, die deutlich oberhalb der
festgeschriebenen Normen liegen.
Calcom ESI, Lausanne, CH; ACTech; Freiberg; DE
Giesserei
Heftnummer 1
Petkov, Tose; Künstner, David; Pabel, Thomas; Faerber, Katharina; Kneißl, Christian; Schumacher, Peter
Optimierung der Wärmebehandlung einer AlMgSi-Gusslegierung
In dieser Arbeit soll ein Optimierungsvorschlag für die Parameter des Lösungsglühens und Warmauslagerns der
Aluminiumgusslegierung AlMg5Si2Mn (MAXXALLOY -59) dargestellt werden.
Das Bestimmen der optimalen Lösungsglühtemperatur erfolgt anhand von thermophysikalischen Berechnungen mit der
Software Thermo-Calc theoretisch, und in weiterer Folge durch experimentelle Kalorimetrieversuche mittels DSC.
Im zweiten Schritt wurden die Warmauslagerung des Wärmebehandlungsprozesses und die Auswirkungen der
Wärmebehandlung auf das Gefüge und die Werkstoffeigenschaften bei verschiedenen Temperaturen und Zeiten
untersucht.
Die daraus ermittelten Temperaturen und die auf Literaturergebnissen (1) und Erfahrungswerten basierenden
Haltezeiten wurden auf Gussproben angewandt.
Österreichisches Gießerei-Institut, Leoben, AT; Montanuniversität Leoben, AT
Giesserei Praxis
Heftnummer 6
Versmold, Ralf
Imprägnieren von Gussteilen - Teil 3 - Anlagentechnologie
Teil 3, Analgentechnologie: Vakuum/Druck-Autoklav; Abtropf/Zentrifugen-Einheit; Wasch/Spül-Station;
Aushärtestation; Imprägnierkorb; Toplader; Frontlader;
Godfrey & Wing GmbH, Reken, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 6
Versmold, Ralf
Imprägnieren von Gussteilen. Teil 1 – Die Grundlagen der Vakuum-Imprägnierung
Das Ziel der Vakuumimprägnierung ist das Abdichten von Leckagen und Porositäten. Durch Vakuum wird die Luft aus
den Porenräumen entfernt. Das Imprägnieren bedeutet das Auffüllen des so entstandenen Vakuums mit einem
dauerhaft stabilen Material, bei dem es sich um Methacrylat-Monomere, Silikate oder Epoxide handeln kann. Hier
werden die Auswahlkriterien, der Prozessablauf und die Anlagentechnologie sowie die Dichtungsmittel beschrieben.
Godfrey & Wing, Reken, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 3
Versmold, Ralf
Imprägnieren von Gussteilen. Teil 2, Imprägnierprozesse
(Teil 1 ist erschienen in Giesserei-Praxis 2012, Nr.3). Es werden die wichtigsten Imprägnierverfahren zum Abdichten
von Porositäten an Gussteilen mit ihren Vor- und Nachteilen beschrieben und es werden Entscheidungskriterien für die
Wahl des richtigen Verfahrens genannt.
Giesserei-Praxis
Heftnummer 4
Adolf, Stephanie; Winkler, Dieter
Optische 3-D-Koordinatenmesstechnik
Bereits vor der Erstmusterprüfung am Gussteil ermöglicht die dreidimensionale Form- und Maßanalyse eine zuverlässige
Qualitätskontrolle und gezielte Prozessoptimierungen. In der Gießerei- und Schmiedeindustrie kommt dabei weltweit der
flächenhaft messende ATOS 3-D-Digitalisierer der GOM Gesellschaft für Optische Messtechnik mbH, Braunschweig, für
die Form- und Maßkontrolle an Modellen, Sandkernen und Gussteilen zum Einsatz. Zusätzlich bietet GOM
Inspektionssoftware, Schulungsangebote und Support aus einer Hand. Als langjährige Anwender schätzen innovative
Firmen wie die Krämer + Grebe GmbH & Co. KG Modellbau aus dem hessischen Biedenkopf-Wallau neben diesen
Vorteilen vor allem die durchgängigen Lösungen aus flächenhaftem und taktilem Messverfahren.
GOM Gesellschaft für Optische Messtechnik, Braunschweig, DE; Krämer + Grebe Modellbau, Biedenkopf-Wallau, DE
Heftnummer 5+6
Tagungsbeitrag
Adolf, Stephanie
Optische 3D-Koordinatenmesstechnik in gießereitechnischen Prozessen
(Folienvortrag) Die optische 3-D-Messtechnik hat sich imBereich der Qualitätskontrolle zu einem Standard in der
industriellen Messtechnik entwickelt. Verschiedene Messverfahren bieten Möglichkeiten zur Bestimmung von
Materialkennwerten, z. B. als Eingangsprüfung für Simulationsversuche, zur 3-D-Geometriemessung für die Form- und
Maßkontrolle an Bauteilen und Werkzeugen, sowie zur statischen und dynamischen 3-D-Verformungsmessung zur
Analyse des Bauteils unter Belastung.
GOM - Gesellschaft für Optische Messtechnik, Braunschweig, DE
Ambos, Eberhard; Besser, Wolfgang; Brunke, Oliver; Heikel, Christian; Huxol, Andrea; Lux, Holger; Neuber, Dirk; Stuke,
Ingo; Ziesemann, Mike
Ein Innovationssprung in der Werkstoffprüfung - Schnelle Computertomographen
Die umfangreichen Untersuchungen von hochbeanspruchten Realteilen aus der Druckgussfertigung mit den neu
entwickelten schnellen Computertomographen lassen erkennen, dass mit diesen neuen Prüfeinrichtungen
hochleistungsfähige, für den Einsatz in der Fertigung ausgereifte Ausrüstungen zur Verfügung stehen. Die beispielhafte
Kooperation zwischen Geräteentwickler und -fertiger und einer namhaften Druckgießerei ermöglichte dabei in kurzer
Zeit das Erreichen gewünschter Leistungsparameter.
Ing.-Büro Prof. Dr.-Ing. Eberhard Ambos, Samswegen, DE
Giesserei Rundschau
Heftnummer 1/2
Ambos, Eberhard u. a.
Neue zerstörungsfreie Werkstoffprüfung im Test
Bereits seit längerer Zeit sind Computertomographen konventioneller industrieller Ausführung vorwiegend in speziellen
Prüflaboren im Einsatz. In der jüngsten Vergangenheit sind jedoch durch namhafte Ausrüster für
Röntgeninspektionssysteme die Vorteile der medizinischen Computertomographie auch für den industriellen Einsatz
erkannt und systematisch in Prüfgeräte für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung umgesetzt worden. Der nachstehende
Bericht schildert die dabei gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse am Beispiel einer Druckgießerei.
Ing.-Büro Samswegen, DE; GE Sensing & Technologies, Wunstorf, DE; GE Inspection Technologies GmbH, Ahrensburg,
DE; Druckguss Heidenau, Dohna, DE; Druckguss Hoym, Hoym, DE; Hochschule Ostwestfalen-Lippe,
Lemgo/Detmold/Höxter/Warburg, DE
Heftnummer 3+4
anonym
Measuring the Effect of Surface Structure on Fatigue
Messen des Einflusses der Oberflächenstruktur auf die Errmüdung
The study demonstrated and documented the casting skin effect on fatigue properties. The as-cast samples exhibited
significant reduction in fatigue strength compared to the mashined samples. The study allowed the development of a
linear equation to estimate the dependency of fatigue strength on mean stress, or the fatigue skin factor.
Modern Casting
Heftnummer 3
Benveniste, E.; Bouvet, P.; ben Ismail, A.; Taphuoc, K.; Marciniak, A.; Corde, S.; Malka, V.
A promising innovative approach to producing X-rays for the examination of metallic parts: the laser
Plasma accelerator
Ein vielversprechendes innovatives Konzept zur Erzeugung von Röntgenstrahlen für das Prüfen von Metallteilen: der
Laserplasma-Beschleuniger
Die Forscher im Labor für angewandte Optik (gemischte Forschungsgruppe ENSTA, Ecole Politechnique und CNRS)
entwickeln einen neuen Beschleunigertyp auf der Grundlage von Lasr und Plasmatechnik. Der
Laser-Plasma-Beschleuniger kann ultrakurze Elektronenbündel (wenige fs) über einige Millimeter bis nahe an die
Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Damit kann auch ein Werkstoff mit guter räumlicher Auflösung geröntgt werden.
Die Erzeugung hochenergetischer Röntgenstrahlen mit mehreren MeV oder darüber bietet interessante neue
Möglichkeiten für die Röntgentechnik und mittelfristig auch für die Röntgentomographie von dickwandigen Metallteilen.
CTIF arbeitet an dieser neuen Lösung zum Prüfen von Bauteilen aus Stahl, Gusseisen und Kupferlegierungen. Der
Laser-Plasma-Beschleuniger könnte sich zum Alternatzivmodell zu herkömmlichen Beschleunigern und dem
Kobalt-Gammastrahlenverfahren entwickeln.
Ecole Polytechnique-CNRS/ENSTA, FR; CTIF, FR
Fonderie
Heftnummer 23
Cho, In-Sung; Hwang, Jeong-Ho; Yang, Jin-Seok; Yoo, Seung-Mok; Lim, Chae-Ho
Evaluation of defects in aluminum piston castings by using ultrasonics and computer tomography
Auffinden von Fehlern in Aluminiumkolbenguss durch Einsatz von Ultraschall und Computertomographie
Pistons used in automobile engines are made of aluminum alloy; and endurance of high pressure and high temperature
is required. Recently, high strength pistons are needed to cope with the increase of pressure and temperature in the
engine cylinder. A high strength piston is possible when the piston casting has little or no casting defects, such as
micro-pores and cracks. Generally the defects can be evaluated by non-destructive testing (NDT), and the most efficient
ways for evaluation are using ultrasonics and computer tomography. In the present study, two NDT methods were
compared and evaluated to investigate the defects in the aluminum piston castings. Artificial defects were machined by
using very small drill bits with diameters 1, 0.5, 0.3, 0.2 and 0.1 mm. The defects were investigated by using an
ultrasonic tester and a computer tomography system. Defects smaller than 0.3 mm may not be found by using the
ultrasonic test, but the defects may be found by using the computer tomography system. The investigation conditions
for detecting small defects and the scanning time for in-line defect analysis are discussed in the present study.
Korea Institute of Industrial Technology (KITECH), Incheon, KR
China Foundry
Heftnummer 3
Daricilar, G.; Peters, F.
Methodology for assessing measurement error for casting surface inspection
Methodik zum Einschätzen des Messfehlers bei der Gussoberflächenuntersuchung
Visual assessment of objects is critical to many fields including metalcasting. While the output for such a task is often a
simple attribute, the problem studied here is for inspection tasks requiring an output that defines shape, size and
location of anomalous areas, which are random and are not defined a priori. This paper defines a methodology to
quantify the amount of repeatability and reproducibility variation. The application of the methodology for the visual
surface assessment of steel castings reveals significant repeatability and reproducibility error. The work presented here
is the impetus for current efforts that are defining the capabilities of the visual inspection process and ways to improve
it through the selection, training and retraining of operators and through better control of the process.
Iowa State University, Ames, IA, US
Heftnummer 3
Buch
FMEA- Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse
Deutsche Gesellschaft für Qualität -DGQ-, Frankfurt am Main, D (Hrsg.)
Heftnummer 13-11
S.
Hochschulschrift
Glowig, A.
Anwendung ausgewählter lokaler Konzepte für eine schwingfeste Bemessung von
Schweißverbindungen aus Aluminium
Die Abschätzung der Lebensdauer mit virtuellen Methoden gewinnt aufgrund der immer kürzer werdenen
Entwicklungsintervalle im Fahrzeugbau zunehmend an Bedeutung. In dieser Arbeit wurde die Eigung von lokalen
Konzepten zur Lebensdauerabschätzung von MIG-geschweißten Fahrwerksbauteilen untersucht und bewertet.
Verglichen wurde das Kerbspannungskonzept, das Rissfortschrittskonzept und das Spannungsintensitätskonzept.
Anhand des Versuchsprogramms konnten Einheitswöhlerlinien (Masterwöhlerlinien) abgeleitet werden und die
Lebensdauer mit den werkstoffbasierten Konzepten abgeschätzt werden.
Technische Universität Bergakademie Freiberg, Freiberg, DE
Deutsche Dissertation
Tagungsbeitrag
Hagner, Lutz
Der Computertomograph als Werkzeug im Entwicklungsprozess von Gussprodukten
(Folienvortrag)
Microvista GmbH, Blankenburg, DE
Heckmann, Carl Justus
Verfahrenstechnische Maßnahmen zur Vermeidung von Platten- und Schieferbruch bei GJS
Institut für Gießereichtechnik gGmbH, Düsseldorf, DE; AiF Otto von Guericke
AIF Schlussbericht Nr. 15159 N/2
Jiyang, Zhou
Colour Metallography of Cast Iron, Chapter 4 Vermicular Cast Iron
Farbmetallographie von Gusseisen, Teil 4 Gusseisen mit Vermiculargraphit
Der Beitrag enthält farbige Abbildungen von metalloraphischen Untersuchungen an GJV, dazu die Bescheibung der
Erstarrungsmorphologie, der typischen Merkmale der Abkühlkurve und von Seigerungen in GJV.
Dalian University of Technology, CN
China Foundry
Heftnummer 2
Jiyang, Zhou
Colour Metallography of Cast Iron - Chapter 5 White Cast Iron
Farbmetallographie von Gusseisen - Teil 5 Weißes Gusseisen
Besonderheiten des weißerstarrten Gusseisens, Klassifikation; NIhard I bis IV, Verschleißwiderstand; Einfluss der
Legierungselemente, Carbidtypen, Kristallisation
Dalian University of Technology, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Hochschulschrift
Konorsa, René
Langzeitbeanspruchung von Aluminium-Fahrwerkskomponenten unter erhöhter Temperatur
Um weitere Werkstoffpotenziale nutzen zu können, wie z.B. die Kaltverfestigung von nicht ausscheidungshärtenden
Legierungen, wurde das Verhalten von nicht ausscheidungshärtenden sowie von ausscheidungshärtenden
Aluminiumlegierungen unter typischen Temperaturbeanspruchungen im Fahrwerksbereich untersucht. Diese
thermischen Belastungen wurden eruiert und in einen realitätsnahen Kurzzeittest überführt. Ziel war es, eine rasche
Aussage in der Entwicklungsphase bezüglich der Verwendungsmöglichkeiten einer Legierung treffen zu können. Ebenso
wurde in dieser Arbeit der Einfluss der zyklischen Temperaturbelastung bewertet. Im Fokus der Untersuchungen einer
nicht ausscheidungshärtenden Legierung stand die Ermittlung der Restfestigkeiten von kalt umgeformten und somit
verfestigten Bauteilen am Ende der Lebenszeit des Fahrzeuges. Die Annahme der kompletten Erholung auf den
weichgeglühten Zustand galt es zu überprüfen. Bei den ausscheidungshärtenden Legierungen wurden mögliche
Einflussgrößen durchleuchtet, wie z.B. die Warmauslagerungsbedingungen beim Lieferanten und der Einfluss einer
langen Temperaturbelastung hinsichtlich des Auslagerungszustandes. Für beide Legierungstypen wurden Modelle
kalibriert, validiert und die Grenzen aufgezeigt.
Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, DE
Dt. Diss.
Tagungsbeitrag
Kwak, Si-oung; Cheng, Jie; Choi, Jeong-Kil
Impact analysis of casting parts considering shrinkage cavity defect
Schlagprüfung von Aluminiumgussteilen unter Beachtung von Lunkern
Shrinkage cavity may be detrimental to mechanical performances of casting parts. As a consequence, design engineers
often use overly large safety factors in many designs due to insufficient understanding of quantitative effects of
shrinkage cavity defects. In this paper, process of Al alloy wheel impact test was computationally analyzed for both the
wheel model which has shrinkage cavity defects and the one does not have. Based on shrinkage cavity data obtained
from industrial CT (Computerized Tomography), the shrinkage cavity defects were modeled with SSM (Shape
Simplification Method), which reconstructs shrinkage cavity defects to hollow spheroid primitives. After the impact
simulation was conducted, the results considering shrinkage cavity defects show that the wheel may fracture under
impact test condition while the sound-assumed wheel may not.
Korea Institute of Industrial Technology (KITECH), Incheon, KR; Korea University of Science & Technology (UST),
Daejeon, KR
Lung, D.
Werkstoff- und werkzeugseitige Untersuchungen der Zerspanbarkeit von austenitisch-ferritischem
Gusseisen mit Kugelgraphit ADI
Wärmebehandelte Gusseisenwerkstoffe mit globular eingeformtem Graphit in einem austenitisch-ferritischen
Grundgefüge finden aufgrund der gießtechnischen Gestaltungsfreiheit, verbunden mit den für Gusseisen
außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften, in vielen industriellen Bereiche, z.B. im Automobilbau, im
Kraftfahrzeugbau und in der Windkraftindustrie, zunehmend Anwendung.
Die spanende Bearbeitung dieses Werkstoffes unterscheidet sich deutlich von der Zerspanbarkeit von nicht wärmebehandelten Eisengusswerkstoffen und stellt somit eine Begrenzung der wirtschaftlichen
Einsatzmöglichkeiten dieses Werkstoffes in neuen Anwendungen dar. Viele Bauteile, welche aus ADI hergestellt sind,
werden in kleinen bis mittleren Stückzahlen insbesondere von kleinen und mittelständischen Unternehmen hergestellt.
In Außenlängsdrehoptionen wurden in dem Forschungsprojekt die werkstoffseitigen Einflüsse analysiert und quantifiziert
und Richtlinien für die Werkstoffzusammensetzung und Wärmebehandlung von Gusseisen mit verbesserter Zerspanbarkeit entwickelt. Molybdängehalte > 0,3 % wirkten sich durch
Bildung von Molybdänkarbiden negativ auf die Zerspanbarkeit aus. Für Hohlwellen mit einer Wandstärke von 30 mm war eine Wärmebehandlungsdauer von 90 Minuten optimal hinsichtlich
Wirtschaftlichkeit und Zerspanbarkeit.
Durch die gezielte Variation von werkzeugseitigen Einflüssen auf die Zerspanbarkeit wurden für Dreh-, Fräs- und
Bohroperationen Bearbeitungsrichtlinien erstellt. Hervorzuheben ist die Mikrogeometrie der Werkzeugschneide, welche leicht verrundet ausgeführt sein sollte.
Durch die Untersuchungen zur Zerspanbarkeit von austenitisch-ferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit konnten am
Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH die werkstoff- und werkzeugseitigen Einflüsse auf die Bearbeitung analysiert und quantifiziert werden. Diese Ergebnisse dienen als Bearbeitungsrichtlinien, insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen, und ermöglichen diesen eine effektivere spanende Bearbeitung von ADI Werkstoffen. Im Weiteren werden den
Gießereien Erkenntnisse über den Einfluss der Werkstoffzusammensetzung und der Wärmebehandlung auf die spanende Bearbeitung bereitgestellt. Diese Erkenntnisse können einerseits
von den Gießereien im eigenen Unternehmen angewendet werden und andererseits an die Kunden weitergegeben
werden, woduch die Wettbewerbsposition dieser deutlich gestärkt wird.
RWTH Aachen, Aachen, DE; AiF Forschungsvereinigung Gießereitechnik e.V.
AiF-Schlussbericht 15308 N/4
Meissner, Knut; König, Burckhardt
Die neue Gießuhr - vollflexibles Markiersystem für Gussteile
Die stetig steigenden Kundenanforderungen an die Qualitätssicherung - insbesondere im Bereich der Nachverfolgbarkeit
von Produkten und der Kontrolle von Prozessen - zwingen moderne Gießereien zunehmend, ihre Gussteile eineindeutig
zu markieren und so während des Produktionsprozesses und darüber hinaus identifizierbar zu machen. Da die
traditionellen Verfahren, wie z.B. die häufig eingesetzte Gießuhr, nicht die notwendige zeitliche Auflösung ermöglichen
und neuere Verfahren wie das Nadelprägen oder Lasermarkieren sowohl teuer als auch aufwändig sind und nicht direkt
während des Urformens eingesetzt werden können, sind Untersuchungen zu weiteren Markierverfahren notwendig. Dies
betrifft insbesondere das weit verbreitete Kokillengießverfahren. An dieser Stelle setzt das vom Institut für
Automatisierung und Informatik GmbH (IAI), Wernigerode, neu entwickelte Markiersystem (DE 10 2008 024 906.8) zum
direkten Eingießen eines Data-Matrix-Codes an. Diese an die Gießuhr angelehnte Vorgehensweise ermöglicht ein
schnelles und dauerhaft sicheres Markieren von Gussteilen. Das hier vorgestellte Markierverfahren geht dabei von einer
zentralen Datenhaltung aus, d.h., die eigentlichen Prozess- und Werkstückdaten werden in einer zentralen Datenbank
abgelegt, und der Zugriff auf die Daten erfolgt über den in der Markierung abgebildeten eineindeutigen, aber nicht
sprechenden Code in Form einer Seriennummer. Durch die gute Wiedererkennbarkeit und die bestehenden
Fehlerkorrekturmechanismen ist das sichere Erkennen des Data-Matrix-Codes mit modernen Scanvorrichtungen
problemlos möglich. Die mit dem Markiersystem aufgebrachten Codes können somit an beliebigen Stellen innerhalb des
Produktionsprozesses problemlos eingelesen und die in den einzelnen Fertigungsschritten erfassten Prozessparameter
und Werkstückdaten zur weiteren Verarbeitung und Auswertung in einer Manufacturing Execution System
(MES)-Lösung gespeichert werden. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine lückenlose Dokumentation der zum
Herstellungszeitpunkt vorherrschenden Prozessbedingungen sowie der eingesetzten Materialien gegenüber Kunden und
Prüforganisationen. Zur Speicherung der Prozessdaten steht zum einen für kleinere Unternehmen ein auf das Markierbzw. Scannersystem abgestimmtes Softwaresystem zur Erfassung und Auswertung der Daten zur Verfügung und zum
anderen können beide Komponenten aufgrund der verwendeten Standard-Feldbusse und Protokolle problemlos und
schnell in bestehende Architekturen eingebunden werden. Für die gängigen Speicherprogrammierbaren
Steuerungssysteme (SPS) sind vorkonfigurierte Funktionsbausteine verfügbar.
IAI GmbH Institut für Automatisierung und Informatik, Wernigerode, DE; Metallgießerei Hans Seifert, Wernigerode, DE
Giesserei
Heftnummer 6
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: 108-113
Hochschulschrift
Meuser, Heike
Ermittlung und Bewertung von Werkstoffparametern für das Thixoforming von Aluminium- und
Stahllegierungen
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Ermittlung und Bewertung geeigneter Werkstoffparameter zur Beurteilung
der Einsatzmöglichkeiten von Aluminium- und Stahlwerkstoffen für das Thixoforming. Untersucht wurden im Bereich der
Aluminiumwerkstoffe die Legierungen A319, A356, AA6082 und AA7075 sowie im Bereich der Stahlwerkstoffe die
Legierungen X210CrW12 und HS 6-5-3.
Für alle untersuchten Werkstoffe wird ein Prozessfenster zur Formgebung im teilflüssigen Bereich ermittelt. Neben der
Bestimmung der werkstoffspezifischen Solidus-Liquidustemperaturen wird der Einfluss von Temperatur- und Haltezeit
auf die Gefügeausbildung im teilflüssigen Bereich untersucht und mit Hilfe geeigneter Kennwerte quantitativ
beschrieben. Das Parameterfeld zur Beurteilung der Werkstoffeignung für das Thixoforming wird um die
konstitutionellen Kennwerte Kontiguität und Matrixcharakter erweitert. Diese Kennwerte ermöglichen es, die
Gefügeanordnung in Bezug auf den Skelettierungsgrad der Festphase sowie die Qualität der Flüssigphasenverteilung
quantitativ zu beschreiben.
Die Anwendung bildanalytischer Algorithmen erlaubt es, die Kennwerte mit Hilfe eines interaktiven Bildanalysesystems
rechnergestützt zu ermitteln. Die Kennwerte können mit hoher Genauigkeit reproduzierbar bestimmt werden. Die
Erweiterung des Prozessfensters für die Formgebung durch eine quantitative Beschreibung der zu erwartenden
Gefügekonstitution ermöglicht eine verbesserte Vorhersage des Werkstoffverhaltens im teilflüssigen Bereich. Hierdurch
sind Rückschlüsse auf die Fließeigenschaften des teilflüssigen Materials möglich.
Institut für Eisenhüttekunde der RWTH Aachen, Aachen, DE
Dt. Diss.
Minetola, P.; Iuliano, L.; Argentieri, G.
Contactless inspection of castings: analysis of alignment procedures
Kontaktloses Prüfen von Gussteilen: Analyse von Verfahren in der Linie
In foundry industries as well as in many other sectors, inspection practice has been facing a gradual revolution through
the introduction and development of optical scanners in recent years. The main advantage of contactless qualitity
control is that the external geometry of the cast tool or cast part can be completely inspected in short times by
retrieving the coordinates of hundreds of thousands of points. The role and importance of the alignment operation in
part inspection is undeniable since any error leads to an unreliable inspection of the part. Therefore, the definition of
part reference systems on scan data for computer aided inspection is a crucial operation. The aims of this paper are to
highlight this issue and to point out how an improper procedure for part alignment can lead to an incorrect evaluation
or real part deviations, especially when the accuracy ot the scan data is low.
Department of Production Systems and Business Economics, Torino, IT; Avio, AeroEngine Division, Torino, IT
Heftnummer 1
Tagungsbeitrag
Persson, P. E.; Odroiu, A.; Vomacka, P.; Wang, G.; Sjögren, T.
ATAS(R)as a tol for analyzing, stabilizing and optimizing the graphite precipitation in grey cast iron
ATAS(R)als Werkzeug zur Analyse, Stabilisierung und Optimierung der Graphitausscheidung in Grauguss
Adaptive thermal analysis system (ATAS(R)) is a well established tool for analyzing, stabilizing and optimizing the
production process for grey and ductile iron. ATAS(R) enables foundries to measure the quality of the melt when
producing grey and ductile iron. Therefore ATAS(R) creates incentives to improve the production process in terms of,
among other benefits, saving energy, decreasing scrap rate, decreasing the amount of alloying materials and
consequently decreasing the overall environmental impact of a foundry. In industrial applications today such as brake
discs, brake drums, injection molds using grey cast iron and working at high temperatures the distribution of various
forms of lamellar graphite (A, B, C, E and D) has become very important. In this study, the formation and distribution of
flake graphite during solidification was studied in a grey cast iron alloyed with Cr and Ni. As is well known, the formation
and distribution of grey cast iron can be controlled by adjustments in the chemical composition of the melt and by
influencing the thermal parameters of cooling curves. When monitoring the cooling curves the eutectic reaction can be
controlled by different treatments in the liquid phase such as preconditioning, inoculation, deoxidizing and
sulphides/silicates/nitrides introduction. The presented article discusses a mathematical model for prediction of
chemical composition and optimization of thermal analysis parameters for obtaining optimal graphite precipitation from
the melt. Examples of different corrections to the melt evolution in order to reach the optimal graphite formation and
distribution during the production process are given and verified by means of the introduced mathematical model.
NovaCast Foundry Solutions, Ronneby, SE; SP Technical Research Institute of Sweden, Boras, SE
Petzschmann, U.
Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden Berechnungsmöglichkeiten für die Abhängigkeit von den Konzentrationen
an Mn, Cr, Nb, V und B in der Legierung zu erwartenden Gehalte an Perlit und Karbiden für zwei Erstarrungszeitbereiche
erarbeitet. Außerdem wurde eine Möglichkeit aufgezeigt, den Karbidanteil im Gefüge über die Differenz zwischen der
eutektischen Temperatur der metastabilen Erstarrung und der Solidustemperatur zu ermitteln. Weiterhin konnten
Zusammenhänge für den Einfluss von Perlit und Karbiden auf statische, dynamische und zyklische mechanische
Kennwerte sowie auf bruchmechanische Verhalten gefunden werden. Im Rahmen des Projektes wurden erstmals
Berechnungen zur Erstarrung von Gusseisenlegierungen unter Berücksichtigung kinetischer Effekte durchgeführt.
Dadurch konnte ein Berechnungsmodell für die legierungsabhängige Simulation der Gefügebildung und der Berechnung
des im Gefüge zu erwartenden Karbidanteils entwickelt werden.
Institut für Gießereitechnik (IfG), Düsseldorf, DE
AIF-Forschungsvorhaben 15803 N
Erscheinungsjahr 2011 (72 S. Seiten, 36 S. Bilder, 11 S. Tabellen
Predki, W.; Pohl, M.
Metallurgische Optimierung von CuSnNi-Legierungen am Beispiel der Tragfähigkeitssteigerung von
Schneckengetrieben
Die vorliegende Arbeit untersucht den Einfluss einzelner Gießparameter auf die Gefügeausbildung von im Schleudergussverfahren hergestellten Schneckenradrohlingen aus der Legierung CuSn12Ni4-C-GZ.
Anwendungsnahe Prüfstandsversuche in Kombination mit sehr detaillierten werkstoff-wissenschaftlichen
Untersuchungen stellen einen Zusammenhang zwischen der Gefügeausbildung und der Tragfähigkeit von
Schneckenrädern her. Unter Tragfähigkeit sind in diesem Zusammenhang die Verschleißtragfähigkeit und die
Grübchentragfähigkeit von Schneckenrädern zu verstehen. Zur Einordnung der Ergebnisse erfolgen weitere
Untersuchungen mit drei Stranggusslegierungen. Ein auf Grundlage der experimentellen Untersuchungen erstellter
Erweiterungsvorschlag für die DIN 3996 ermöglicht es dem Konstrukteur, die Ergebnisse der Forschungsarbeit anzuwenden.
AiF- Forschungsvereinigung Gießereitechnik
Tagungsbeitrag
Saigal, Anil; Gu, Rongbiao; San Marchi, Christopher, Matson, Douglas M.
Thermography Assisted Fatigue Testing
Ermüdungsprüfung mit Hilfe der Thermographie
Hydrogen embrittles most structural metals, although the form and magnitude of embrittlement depends on the source
of the hydrogen as well as the stress in the metal. Hydrogen fuel cell systems typically store gaseous hydrogen fuel at
high-pressure, which provides both a source of hydrogen and high stresses in the containment materials. Understanding
and measuring the effects of hydrogen on the mechanical properties of common structural metals, especially fatigue
properties, is important for safe, long-term operation of such systems. This work explores the use of thermography to
efficiently and quantitatively evaluate hydrogen-assisted fatigue of type 304 austenitic stainless steel. In particular,
thermographic analysis was used with rotating-beam fatigue testing and shown to provide repeatable results which are
in general independent of test cycle frequency while reducing test times by several orders of magnitude. The effects of
hydrogen were studied by thermally precharging fatigue test specimens in gaseous hydrogen prior to
thermography-assisted fatigue testing and then compared to testing of non-charged specimens. Hydrogen-precharging
increased the strength of this type 304 austenitic stainless steel and increased the fatigue life by a factor of about
50-100.
Tufts University, Medford, MA, US; Sandia National Laboratories, Livermore, CA, US
Buch
Salbert, G.
Metallographie
In diesem Band der Materialkundlich-Technischen Reihe wird auf moderne und kompakte Weise das für die
Werkstoffherstellung, -verarbeitung und -prüfung erforderliche Wissen über die Präparation von Metallproben für
Gefügeuntersuchungen dargestellt. Wichtige makroskopische und mikroskopische Untersuchungsverfahren von
Eisenwerkstoffen und Nichteisenmetallen werden eingehend erklärt.
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden in charakteristischen Gefügebildern präsentiert. Die Zusammenhänge
zwischen diesen Gefügebildern und der Materialzusammensetzung einerseits sowie der technologischen Behandlung
des Materials andererseits werden erläutert.
Für eine Vielzahl behandelter Eisenwerkstoffe und Nichteisenmetalle werden die Zugfestigkeit sowie andere
Gebrauchseigenschaften, die aus dem Gefügeaufbau resultieren und die Anwendung der Werkstoffe bestimmen,
angegeben.
Erscheinungsjahr 2010 (155 S. Seiten, 159 Abb. Bilder, 19 Quellen)
Hochschulschrift
Schiffl, Andreas
Untersuchungen zur Kornfeinung von Mg-Al-Legierungen mit SiC-Partikeln
Gießerei-Institut, RWTH Aachen, DE
Dt. Diss.
Sobota, Andreas
Einfluss von Gefügeabweichungen auf das Festigkeitsverhalten von ausferritischem Gusseisen mit
Kugelgraphit (ADI) bei statischer, zyklischer und dynamischer Beanspruchung
AiF Forschungsvereinigung Gießereitechnik e.V.; Institut für Gießereichtechnik gGmbH, Düsseldorf, DE
AIF Schlussbericht Nr. 15461 BG
Tagungsbeitrag
Steil, Peter
Innovative Qualitätssicherungskonzepte im Druckguss
(Folienvortrag) Qualitätsdefinition. Konzeptphase: Machbarkeitsanalyse, Produkt- und Prozessfreigabe. Serienphase.
Fehler-Vorbeugemaßnahmen.Bauteilmessung. Formenverschleiß. Poren und Lunker. Quasartheorie
Albert Handtmann Metallgusswerk, Biberach/Riss,DE
Tokár, Monika; Dúl, Jenó; Mende, Tamás
Study of the inhomogeneous parts of thick-wall high pressure die castings by computer image
analysis
Studie zu den inhomogenen Teilen in dickwandigen Druckgussteilen mit Hilfe der Compurterbildanalyse
Nowadays, one of the most up to date and dynamically developing measuring/evaluation possibility is the computer
image analysis. We determined the pore distribution on microscope photos by using image analysing to study the
failures of the thick-wall high pressure die castings.
University of Miskolc, Miskolc-Egyetemváros, HU
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Tuttle, R.B.
A gage R&R study of the ASTM A609 ultrasonic testing standard
Ein Anzeige-R&R-Studie der ASTM-Norm A609 für die Ultraschallprüfung
Ultrasonic testing has become increasingly specified in steel castings with heavy section thicknesses. The increased use
of ultrasonic testing has arisen due to safety and regulatory concerns with radiographic sources and greater production
of castings for European customers. Because of the nature of ultrasonic testing, there has been a concern among
foundries about the repeatability of the process. No systematic study has been performed to identify the actual
repeatability and reproducibility R and R) of the current ultrasonic testing standard. In this study, five plates were cast
with varying levels of shrinkage defects. The plates were x-rayed and ultrasonically tested by five foundries. X-ray
ratings showed a dramatic variation between foundries. X-ray readers could not agree on the rating at all. Statistical
analysis of the x-ray results found the operator to be a significant contribution to the variation in ratings; however,
results from the ultrasonic testing resulted in very little disagreement. No statistically significant effect on the ultrasonic
rating was found based on the operator making the reading. A method was also developed to predict the ultrasonic
rating of a casting with a commercial solidification modeling package.
Norm
Unterausschuss Akustische Resonanzverfahren im DGZfP-Fachausschuss für Ultraschallprüfung
Richtlinie US 6 - Akustische Resonanzverfahren zur Zerstörungsfreien Prüfung - Prinzip,
Vorgehensweise, Merkmale, Validierung
In der täglichen Praxis kommt eine Vielzahl von zerstörungsfreien Prüfverfahren zur Anwendung. Die Schriftenreihe "ZfP
kompakt und verständlich" gibt einen Überblick über die gebräuchlichsten Verfahren.
Die vorliegende Richtlinie (ein ähnliches Dokument wurde von der ASTM in den USA veröffentlicht) beschreibt das Prinzip des akustischen Resonanzverfahrens und die Vorgehensweise zur Anwendung in der Praxis.
Das Verfahren unterscheidet sich grundsätzlich von den "klassischen" Verfahren, deren Zielrichtung die Bestimmung
von Ort und Größe der Abweichungen ist und daraus ableitet, ob die Zuverlässigkeit des untersuchten Prüfobjektes
gegeben ist. Das akustische Resonanzverfahren bewertet dagegen integrativ Abweichungen, die Auswirkungen auf die
mechanischen Eigenschaften des gesamten Prüfobjektes haben. Es wird in der Praxis insbesondere in der
Serienfertigung zur schnellen und aufwandsarmen Qualitätsprüfung eingesetzt. Je nach Aufgabenstellung ergänzt oder ersetzt es die klassischen ZfPVerfahren.
DGZfP - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V.
Voigt, Patrick; Tijani, Y.
Entwicklung und Integration von Beurteilungskriterien zur Qualitätssicherung und
Bauteilberechnung unter Berücksichtigung des Einflusses von Poren und nichtmetallischen
Verunreinigungen auf die Schwingfestigkeit von Aluminium-Gusslegierungen (Kurztitel: EPOS),
AiF-Forschungsbericht I295 ZN
Porositäten und nichtmetallische Verunreinigungen stellen eine häufige Fehlerart bei Gussteilen aus
Aluminium-Legierungen dar. Um Aluminiumgussteilen in Konkurrenz mit anderen Leichtbaukonstruktionen einen
dauerhaften Wettbewerbsvorteil zu verschaffen, sind Materialeinsparungen durch dünnere Bauteilquerschnitte und die
Gewährleistung der mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit von Werkstoff, Gefüge und dem Reinheitsgrad des
Werkstoffs notwendig. Wenn die Auswirkungen von Porositäten und nichtmetallischen Einschlüssen auf die
Bauteileigenschaften örtlich quantifiziert werden, wäre eine Absenkung der Sicherheitsfaktoren für Gusskonstruktionen
und somit eine Reduzierung der Bauteilgewichte möglich. In dem Projekt wurde eine Methode zur Bewertung des
Einflusses von Porositäten in Aluminiumguss auf die Lebensdauer erfolgreich erarbeitet.
Institut für Gießereitechnik (IfG), Düsseldorf, DE; Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Systemzuverlässigkeit
und Maschinenakustik, Darmstadt, DE
Fertigungsfehler
Buch
Casting Defects Handbook: Iron & Steel
Gussfehler-Handbuch: Eisen und Stahl
This manual is specifically designed to be a useful guide for in-plant use by quality assurance, inspection and other
personnel. Deals with disgnosis and corection phases of quality control for rejected castings requiring repair, grinding or
cleaning.
American Foundry Soc. (AFS), Des Plaines, US
Fertigungsfehler
Tagungsbeitrag
Bast, Jürgen; Strehle, Matthias.
Reduzierung des Gussausschusses durch Nutzung statistischer Methoden
Ursache dafür, dass mit den in den Gießereien üblicherweise aufgenommenen Daten nur schwer Ursachen für
Gussfehler erkennbar sind, ist die Komplexität von Gussfehlern, welche durch eine Vielzahl von Prozessen, Maschinen
und Stoffen beeinflusst werden. In diesem komplexen System ist es daher selten möglich, Gussfehler mit den derzeit
häufig vorzufindenden getrennten Datenbanken (Kern, Form, Schmelze) wirkungsvoll und nachhaltig zu bekämpfen.
Fertigungsfehler
dThirugnanam, Muthiah
How to Solve Casting Defects in the Aluminium Gravity Die-Castings in the Shop-Floor!
Wie man Gussfehlerprobleme beim Aluminiumkokillengießen im Gießereibetrieb löst
The main objective of this paper is to share the practical knowledge gained in solving the casting defects, in an
Aluminium Gravity Die-Casting, in two foundry shop-floors. In this paper, the problems faced and solved in a typical
aluminium casting namely "Body casting" is explained. This casting is meant for USA export. This is a very critical
casting with respect to quality. It has an 'encast' steel insert, and a resin-bonded shell core. Heat treatment T6,
pressure tightness, shot blasting and painting are asked for by the customer.
Generally speaking, with respect to casting defects, a lot of theoretical knowledge is available in the books. But, it is
difficult to apply that knowledge in the foundry shop directly.
In this papers, some theoretical aspects of the casting defects are explained. Then, how to find out solutions? By
applying "Tree Diagrams" which are derived from 7 QC & M7 tools.
Why?Why? analysis was used to find solutions for the defects. Magma simulation was used when the new die was
designed.
GM, Samurai Aluminium Foundry, Chennai, IN
Heftnummer 9
S. 34-48 (15 Seiten
Fertigungsfehler
Tagungsbeitrag
Harmon, S.; Horvath, L.; Lawson, E.; Showman, R.; Wedell, J.
A systematic approach to veining control
Ein systematischer Ansatz für die Kontrolle von Blattrippen (Gussfehler)
A number of different strategies have been used to control veining in ferrous castings made with chemically bonded
sand molds and cores. These have included the use of specialty sands, various sand additives, coatings and changes in
process variables. A new engineered sand additive (ESA), patent pending, has been developed that is effective at lower
levels than most other types of sand additives. Data is presented showing both laboratory and field test results for the
new additive. The effectiveness of the additive can be increased through a "systems approach" by using the additive in
conjunction with the base sand, binder, binder levels, coating, and coating thickness. A Design of Experiments (DOE)
was conducted to show the relative effects of these variables.
Ashland Performance Materials, Dublin, OH, US; ThyssenKrupp Waupaca, Tell City, IN, US
Fertigungsfehler
Tagungsbeitrag
Löchte, Klaus
Casting defects such as gas bubbles and finning in organically bonded molds and core
Gussfehler wie Gasblasen und Blattrippen bei organisch gebundenen Formen und Kernen
Although gren sand is still used in the modern foundry industry, the great majority of cast products are manufactured
using molds made of organically bonded silica sand. The process used to manufacture molds and cores are not limited
with respect to either th wall thickness or the productivity. Different processes were used for series casting and heavy
castings (furan-phenolic no-bake binders being common in the latter case). All synthetic resin systems have one
property in common: they burn or pyrolyze at temperatures above 100 deg C. Under certain conditions, the volumes of
gas liberated in this process can led to gas bubbles in the casting and thus to defective parts. In the present case,
however, the investigations specifically concerned only exogenic gas bubbles of larger dimensions. A method of
measurement developed to determine the gas pressure and the gas volume in dependence on time.
Hüttenes-Albertus Chemische Werke, DE
Fertigungsfehler
Tagungsbeitrag
Thirugnanam, M.
How to solve casting defects in the aluminum tilting gravity die castings in the shop floor?
Wie sind Gussfehler mit einer Schwerkraftkipppfanne beim Druckgießen in einer Aluminiumgießerei lösbar ?
In this paper some theory about die defects , how to find solutions by applying " Tree diagrams" (Matrix diagrams) which
are derived from 7 QC to & M7 tools (new seven tools for Quality Control), how to apply why? Why? analysis. In Part 1:
Classification of casting defects & Thenbasic mechanisms are explained. Main focus is given to "porosity " since this is
the number one defect that Occurs in many castings. It is caused by Precipitation of Hydrogen from the liquid solution,
Shrinkage during solidification, combination of the above two, mold reactions high temperature oxidation, entrapped
gases nonmetallic inclusions, initial temperature of the die, conductivity of the die, casting design, pouring rate, metal
temperature and feeder sizes. In Part 2: a case study on an Inlet manifold casting in which 100% leakage defect was
occurring, is taken. How it was solved with ' Tree-diagrams' ? is illustrated.
Fertigungsfehler
Titley, John
Eliminating Zinc Diecasting Defects
Vermeidung von Gussfehlern beim Zinkdruckguss
The diecaster should consider the following as a possible cause of casting defects: alloy chemistry, metal
temperature/metal handling, casting design, die design, ejection, die lubrication, secondary operations.
The Brock Metal, Cannock, GB
Modern Casting
Heftnummer 9
Tagungsbeitrag
Céspedes-Gonzales, Gregor; Renz, Ralph; Grandel, Oliver
Strukturgebende Fügetechnologien für die Herstellung von attraktiven Mischbaukomponenten
Für die Umsetzung von attraktiven Mischbaukomponenten, hergestellt mittels Verbundguss als strukturgebende
Fügetechnologie, muss die gesamte Prozesskette betrachtet und die einzelnen Prozessschritte aufeinander abgestimmt
werden.
Für eine serientaugliche Umsetzung von Verbundgussstrukturen muss neben der Prozesssicherung zur gezielten
Beeinflussung und Einstellung der gewünschten Verbindungsmechanismen die Betriebssicherheit der
Verbundgussstruktur gewährleistet werden. Hinsichtlich der Auslegung der Struktur bedarf es geeigneter
computergestützter Simulationstools, welche sinnvoll miteinander vernetzt werden müssen. Ausgehend von der
Konstruktion und der Gusssimulation zur Werkzeugauslegung und Parametrisierung ist für eine Konzeptbewertung eine
FE-Strukturanalyse erforderlich, in der über sogenannte "Mapping"-Algorithmen die aus dem Gussprozess entstandenen
Eigenspannungen (Kraftschluss) möglichst realitätsnah abgebildet werden können. Weiterführend könnte die
Strukturanalyse mit einer Lebensdaueranalyse gekoppelt werden.
Eine gezielte Einflussnahme auf die Betriebssicherheit der Verbundgussstruktur erfordert eine Charakterisierung der
Qualität und Verbindungsfestigkeit nach einer Wärmebehandlung und korrosiven Belastungen sowie die
Charakterisierung der Betriebsfestigkeit beziehungsweise Lebensdauer. Dabei müssen die Belastungsarten nicht nur
getrennt, sondern auch in Kombination verifiziert und bewertet werden. Zur Erfassung der qualitativen und quantitativen
Merkmale werden geeignete Prüfverfahren und Richtlinien zur Absicherung des Serienprozesses benötigt.
Porsche, DE
Fujii, N.; Suzuki, H.; Yasuda, K.; Takahashi, J.
Comparison of strength characteristics of cast iron/mild steel welds produced by various welding
processes
Vergleich der Festigkeitseigenschaften von Gusseisen/Weichstahl-Verbindungsschweißungen bei verschiedenen
Schweißverfahren
When used for welding of spheroidal graphite cast iron to mild steel, gas welding and metal arc welding with a covered
electrode and DFCNi and DFCNiFe wire conventionally used for welding of cast iron show low evaluation results in the
overall evaluation. TIG welding with Ni-Fe wire has similar evaluation results.
Process recommended for welding of spheroidal graphite cast iron to mild steel are metal arc welding with a covered
electrode (D316) and MAG welding (Y308, YF308LC (CO2)), YGW12).
The testpieces produced with YGW12 show good elongation and high tensile strength. The corresponding welding wire
evaluation gives a stainless wire price of 20 %. This process there-fore has the greatest practical applicability for welding
of spheroidal graphite cast iron/cast iron products.
Polytechnic University; Iwate Polytechnic Centre, JP
Welding International
Heftnummer 2
Gawrysiuk, W.; Rozanski, M.; Wojcik, M.
Braze welding. Examples of the bonding of difficult to weld material systems
Fugenlöten. Beispiele für das Verbinden von Materialien, die schwer miteinander zu verschweißen sind
In the manufacture of machine elements, a very common tendency, nowadays, is the use of relatively cheap, but strong,
and resistant to frictional wear materials, as, for instance, cast iron bonded to steel elements with a higher carbon
content. The bonding of such materials, which are used in various sub-assemblies of pumps, and gearing or clutches, by
the traditional arc-welding, involves a number of expensive, and time-consuming heat-treatment operations, such as
pre-weld heating, and post-welding heat processing.
An alternative to the arc-welding of difficult to weld materials without any time-consuming heat treatment, is the use of
MAG arc and braze welding.
Welding Inst., Ljubljana, SI
Welding International
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Pangerl, Christoph
Aluminium Punktschweißen. Ein Thema mit Zukunft.
Folgende Voraussetzungen wirken sich sehr vorteilhaft auf das Aluminium-Punktschweißen aus: - Servomotorischer
Hauptantrieb: Sanftes Aufsetzen, schnelles Nachsetzverhalten und
Steuerung der Kraft während des
Schweißprozesses
- Gleichstrom: schnelles Regelverhalten, konstantes Linsenwachstum, keine Stromstärkenspitzen, hoher Energieeintrag
bei kurzer Schweißzeit
- Prozessband: Schutz der Elektrode und dadurch reproduzierbares Schweißen mit hoher Maschinenverfügbarkeit
- Prozessband aus Stahl: Zusätzlicher Widerstand führt zu einer Erwärmung des Prozessbandes. Dies bewirkt eine
Abschirmung in Richtung Elektrodenkühlung sowie einen zusätzlichen Wärmeeeintrag in die Bauteile, wenn gewünscht
oder notwendig
Fronius International GmbH,
Schram, A.
Neuartige wärmearme Fügeprozesse zum Instandsetzen von Gusseisenteilen
Die Aufhärtungsneigung und die Gefahr der Rissbildung in Schweißverbindungen aus Gusseisenwerkstoffen machen den Einsatz besonderer Techniken für das Fügen dieser Werkstoffgruppe erforderlich. Insbesondere bei der Verwendung artfremder Zusätze weist die Wärmeeinflusszone des Gusseisens Härtespitzen durch die Bildung von Martensit und Ledeburit auf. Durch neuzeitliche
wärmearme Fügeprozesse, wie sie insbesondere für die fügetechnische Verarbeitung hochfester Stahlbleche entwickelt wurden, können die Verbindungseigenschaften auch bei
Gusseisenwerkstoffen verbessert werden.
TU Clausthal-Zellerfeld, DE
DVS
Heftnummer 237
Investment casting case studies and applications
Fallstudien und Anwendungen für Feinguss
Es werden zahlreiche Beispiele für Feingussteile und deren Anwendungsbereiche gezeigt.
Investment Casting Institute, US
Incast
Heftnummer 8
S. 4a-39a (36 Seiten, zahlreiche Bilder, 0 Tabellen, 0 Quellen)
Aloe, Marco; Koeser, Ole
Simulacija in obratovanje ulitega dela
Simulation und Leistung eines Gussteils
Casting simulation has become a state of the art tool for the industry. It's a very powerful tool which helps the foundry
solve many problems in the production and design department. However for the future, there is a clear trend towards end to end virtual manufacturing and prototyping. This means that the current systems and way of working in the casting industry will meet new challenges. The
lecture shows this trend, and illustrates this by showing a few samples: Integrating heat treatment and welding stages
after casting and linking the resulting simulation directly to the virtual prototyping will change the way of working.
Moving towards end to end virtual prototyping is not done over night, this is a process which will take several years, but
it's important to understand the challenges which we will meet the nex few years.
Calcom ESI, ProCAST & Quik, CH
Livarski Vestnik
Heftnummer 2
anonym
Binder chemistry is critical to foundry´s wind power strategy
Die Formstoffbinder sind ein kritisches Kriterium für die strategisch auf Windkraft ausgerichteten Gießereien.
Eisengiesserei Torgelow commits to growing its market for large-scale castings, working with suppliers to develop the
appropriate product and process technologies. The expertise and experience of the suplier of chemical binders were
critical in adapting applications for sulfur boundary layers and special resins that exhibit a high degree of slippage, and
finishes that can withstand high thermal loads. In this article, you can find informations about the used sand, binder
system and coating.
Heftnummer 12
Anyalebechi, Prince N.
Effect of process route on the structure, tensile, and fatigue properties of aluminium alloy
automotive steering knuckles
Auswirkung des Verfahrensweges auf das Gefüge, die Festigkeit und die Ermüdungseigenschaften von
Automobilsteuerungsgelenken aus einer Aluminiumlegierung (A356)
A quantitative study has been conducted on the effects of process route on the microstructure, tensile, and fatigue
properties of automotive steering rear knuckles made of aluminium alloy A356 in the T6 temper condition. The study
involved the characterization of the microstructure, strength, and fatigue properties of knuckles produced by the
vacuum riserless/pressure riserless casting (VRC/PRC), pressure counter pressure casting (PCPC), and the hybrid
CobapressTM (a casting-forging) processes in accordance with the appropiate ASTM standards. Surprisingly, the
knuckles produced by the hybrid Cobapress process exhibited the lowest strength. For example, the average 0.2 % yield
strength of the Cobapress knuckles was 31 MPa and 40 MPa less than that of the VRC/PRC and PCPC knuckles,
respectively. However, between stresses of 150 - 200 MPa, the fatigue lives of the VRC/PRV, PCPC, and Cobapress
knuckles were comparable. But above 200 MPa, the Cobapress knuckles exhibited the lowest fatigue life. The observed
differences in the mechanical properties of the different knuckles are attributed to the difference in their
microstructures and internal quality. For example, the relatively poor strength and large variability in the strength,
ductility, and fatigue properties of the hybrid Cobapress knuckles can be attributed to the comparatively larger dendrite
cell size, presence of coarse Beta-(AlFeSi) constituent phase particles, oxide films, and porosity in the knuckles.
Grand Valley State University, Grand Rapids, MI, US
Heftnummer 3
Bähr, Rüdiger; Eigenfeldt, Klaus; Braunhardt, Marc; Otremba, Maik
Verkürzung von Entwicklungszeiten durch den Einsatz der gießtechnischen Simulation
Herkömmliche Herstellungsverfahren für Zylinderkurbelgehäuse und Zylinderköpfe stoßen an Grenzen, die es zu
überwinden gilt. Die bislang eingesetzten Verfahren für Motoren bieten, in Abhängigkeit vom eingesetzten Werkstoff und
der Gießtechnik, Nachteile in Gewicht, Taktzeit oder Anlagenkosten. Als ein Lösungsweg erschien es, die Potenziale des
Schwerkraft-Kokillengießverfahrens zu untersuchen, um eine wirtschaftliche Fertigung hochbeanspruchter
Zylinderkurbelgehäuse zu ermöglichen. Die Bauteile Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse werden seitens der
Aggregateentwicklung nicht primär auf ein Gießverfahren ausgelegt. Die verfahrensbedingten Vorteile kommen erst
nach einer Prozess- und Produktentwicklung des Gießers zum Tragen. Die notwendigen Auslegungen und eine
Vorgehensweise für diese Verfahrensanpassung, insbesondere mit Hilfe der gießtechnischen Simulation, die neben der
allgemein bekannten Formfüll- und Erstarrungssimulation auch Möglichkeiten zur Eigenspannungs- und
Eigenschaftsvorhersage der Bauteile im Produktentstehungsprozess bietet, werden ausführlich beschrieben.
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, DE; TU Bergakademie Freiberg, DE; Volkswagen AG, Braunschweig, DE
Giesserei Rundschau
Heftnummer 9/10
Tagungsbeitrag
Blümlhuber, Wolfgang
Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von Druckguss-Strukturbauteilen im Karosseriebau
(Folienvortrag) Für den Wertstrom von Druckguss-Strukturteilen ergeben sich schon jetzt neue Herausforderungen:
Virtuelle Absicherung für den Prozess und für die Funktionsauslegung mit Hilfe der Simulation, Erhöhung der
Werkzeugstandzeite,und Verbesserung der Integration der Gussteile ins Fahrzeug insbesondere durch Verbesserung der
Fügeverfahren zwischen unterschiedlichen Werkstoffen.
BMW, Landshut, DE
Tagungsbeitrag
Branner, Georg
Strukturbauteile für zukunftsweisende Leichtbauarchitekturen - Konzeption, Simulation, Vision
(Folienvortrag) In der simulationsgestützten Produktentwicklung liegt der Fokus einerseits auf der Bauteilkonzeption
unter Leichtbauaspekten und andererseits auf der prozesssicheren Bauteilproduktion. Daher entwickelt Audi
imGeschäftsbereich Technologieentwicklung Methoden für die Prozesssabsicherung und Prozessoptimierung des
Druckgießens.
AUDI Technologieentwicklung Gießen, DE
Braunhardt, M.; Bähr, R.; Eigenfeld, K.; Niedick, I.
Untersuchungen zum Schwerkraftkokillengießen von Aluminium-Zylinderkurbelgehäusen
Die Automobilindustrie setzt vermehrt auf den Werkstoff Aluminium und versucht, große Bauteile oder auch
Schweißkonstruktionen mittels intelligenter, innovativer Gießverfahren im Leichtbau abzubilden. Eine der größten
Gewichtseinsparungen ist durch die Einführung von Zylinderkurbelgehäusen (ZKG) aus Aluminium-Silicium-Legierungen
realisierbar. Im Artikel sind die notwendigen Schritte für die Prozess- und Produktentwicklung prinzipiell aufgezeigt. Für
eine prozesssichere und wirtschaftliche Fertigung sind wichtige Randbedingungen zu beachten und aufeinander
abzustimmen. So beeinflussen sich Gießlage und Rohteilgestaltung stark. Daneben ist die Werkzeugauslegung für die
Erreichung der mechanischen Eigenschaften und Taktzeit verantwortlich. Auch die Laufflächentechnologie entscheidet
maßgeblich über die Wirtschaftlichkeit und Produkttauglichkeit. In Summe zeigt das Schwerkraftkokillengießen
besondere Vorteile gegenüber den bestehenden Verfahren und wird zukünftig sicherlich als alternatives
Fertigungsverfahren an Bedeutung gewinnen.
Volkswagen AG, Wolfsburg, DE; Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, Magdeburg, DE; TU Bergakademie Freiberg,
Freiberg, DE
Giesserei
Heftnummer 5
Brischwein, Sandra
Anlaufmanagement in der Automobilzulieferindustrie - systematisches, effektives und effizientes
Umsetzen in Gießereiunternehmen
Optimierte, verschwendungsfreie und kundenorientierte Produktionsanläufe führen zur erheblichen Steigerung der
Produktionseffizienz, zur Kostenreduzierung und zu zufriedenen Kunden.Im globalen Wettbewerb ist der
zufriedenstellende Anlauf, neben der Innovationskraft eines Unternehmens, häufig der einzige Weg, um sich vom
Wettbewerb zu differenzieren.
Unlimited Solutions, München, DE
Giesserei
Heftnummer 6
Carlsson, Andreas
Simulation of thin walled ductile iron
Simulation can be used throughout the entire development process and provides valuable information without the use
of expensive physical tests. The result above indicates that cast simulation can be used at thin walled section and
deliver relevant feedback to support problem solving at construction and preparation. Cast simulation can also be used
to predict nodule count, carbide formation and other quantities related to the microstructure. This type of simulation
has a bright future ahead.
The most important steps to control to cast thin walled ductile irons with success are:
Cast friendly construction
Chemical composition of the melt
Inoculation process
Cast simulation for ingate design
Thermal balance between melt and mould material
Cast temperature
Swerea SWECAST, Stockholm, SE
Heftnummer 3678
Dinger, Peter; Heppes, Frank; Rupp, Susanne
Stabile Einlegerohre für Gießereien
Neue Technologien erfordern neue Kühlungskonzepte und eine konsequente Leichtbauweise. Mit den gefüllten und
hoch stabilen combicore-Einlegerohren realisieren Gießereien komplexe Kanäle für Öl, Wasser und andere Kühlmittel
oder Gase in verschiedenen Gussteilen. Das Rohr wird durch eine Füllung stabilisiert und behält damit auch bei hohem
Gießdruck von mehr als 10 kN/cm2 (1000 bar) seine Form. Das gefüllte und strapazierfähige combicore-Rohr folgt der
Geometrie des Bauteils, sodass ein endkonturnahes Gießen und eine deutliche Werkstoffeinsparung möglich sind.
Gleichzeitig wird das Gussteil erheblich leichter. Nach dem Gießprozess wird der Formstoff vollständig entfernt. Das
Rohr verbleibt im Gussteil. Combicore-Einlegerohre sind für alle Gießverfahren, besonders für das
Aluminiumdruckgießen, das Magnesiumgießen und das Gradientengießen, geeignet. Getriebegehäuse, Motorblöcke,
Bremsen oder Akkuzellen für Elektromobile sind typische Anwendungen im Automobilbereich.
Drahtzug Stein combicore, Altleiningen/Pfalz, DE
Giesserei
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Drude, N.; Meier, L.; Hoffmann, H.; Scheurle, J.
Modellbasierte Strategien zur Optimierung der Verrippungsstruktur großer Umformwerkzeuge
(Folienvortrag) Wechselwirkung zwischen Topologie und Gießprozess. Mathem. Optimierungsproblem.
Materialverteilungsmethode. Verrippungsstrukturen. Mögliche Gießfehler. Eigenspannungsreduzierung.
Technische Universität München, DE
Eberlein, Jürgen; Polzin, Hartmut
Die MMG GmbH arbeitet erfolgreich an der Erhaltung und dem Ausbau der Marktführerposition in der Herstellung
großer Schiffspropeller.
Voraussetzungen dazu sind u.a. eine Gießerei mit 22 Großformplätzen und die Anwendung des umweltfreundlichen und
kostengünstigen Zementsandformverfahrens.
Durch umfangreiche Untersuchungen an der TU Bergakademie Freiberg gelang es, die "Stärken" des
zementgebundenen Formstoffes weiter auszubauen und die "Schwächen", wie z.B. lange Abbindezeiten, zu reduzieren.
Entwicklungen zu effizientem Recycling sind ebenfalls im Gange. Damit erhält der Zementsandformstoff, vor allem für
Großgussteile, eine nicht zu übersehende Zukunftschance.
Mecklenburger Metallguss GmbH Waren, DE; Gießerei-Institut der TU Bergakademie Freiberg, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 4
Egner-Walter, Achim; Hahn, Ingo
Verkürzung des Entwicklungsprozesses von Gussteilen durch Einsatz von virtueller
Versuchsplanung
Der Entwicklungsprozess in der Automobilindustrie bedarf einer kontinuierlichen Anpassung an immer schärfere
Wettbewerbsbedinungen. Dazu gehört insbesondere die Verkürzung der Entwicklungszeiten. Möglich wurde dies durch
den parallelen Ablauf von Arbeitsschritten sowie durch die Entwicklung und stetige Verbesserung von
Simulationsprogrammen.
Eine weitere Reduktion der Entwicklungszeiten kann durch Übertragung von Methoden der statistischen
Versuchsplanung (DoE) in die virtuelle Bauteil- und Prozessentwicklung erreicht werden. Mit ihrer Hilfe kann sehr
effektiv der Einfluss einer Vielzahl von Geometrie- und Fertigungsparametern auf die Bauteilqualität untersucht werden.
In diesem Beitrag wird am Beispiel eines Aluminium-Kurbelgehäuses mit eingegossenen Laufbuchsen gezeigt, wie mit
Hilfe virtueller Versuchsplanung die Entwicklung eines Fertigungsprozesses effizient und kostengünstig ablaufen kann.
Ergebnisse der virtuellen DoE sind die optimalen Geometrie- und Fertigungsparameter sowie das zuverlässige
Prozessfenster.
Giesserei Rundschau
Heftnummer 9/10
Tagungsbeitrag
Fuchs, Heinrich A.
Leichtbau mit Al und Mg im Fahrwerks-; Chassis- und Karosseriebau
(Folienvortrag) Immer dort, wo komplexe Funktionen mit engen Bauraumvorgaben zusammentreffen, bieten Gussteile
Vorteile hinsichtlich komplexer Geometriemöglichkeiten und Funktionalitäten. Anhand von Beispielen und
Referenzteilen werden Lösungsmöglichkeiten vorgestellt. Die relevanten Verfahren und Werfkstoffe werden erläutert.
Durch die Kombination von Guss, Strangpressteilen und Blech können maßgeschneiderte Hybridlösungn, die
insbesondere Crashoptimierungen bei Subframe- und Karosserieanwendungen ermöglichen, angeboten werden. Diese
Lösungen werden sowohl im Pkw als auch im Lkw Anwendung finden.
Martinrea Honsel Germany GmbH, Meschede, DE
Geier, Georg F.
Technische Besonderheiten von Großbauteilen aus GJS am Beispiel der Gesenkschmiedepresse
"Super Giant"
DieStrukturbauteile für eine dr größten gesenkschmieden der Welt sind selbst die größten Bauteile aus Gusseisen mit
Kugelgraphit (GJS). Die Oberholme der presse mit 283 t Schmelzemasse bedeuteten im Juli 2010 einen neuen
Weltrkord für diesen Werkstoff. Anhand deren Produktion wird der Herstellprozess für solch große Gussteile erläutert.
Siempelkamp Gießerei, Krefeld, DE
Giesserei-Rundschau
Heftnummer 11/12
Tagungsbeitrag
Habibullah, Pervaiz; Virk, M. Arshad
Designing by computer modeling and casting replica of an antique of early Islamic period, in vacuum
mould
Entwurf durch Rechnersimulation und Gussreplik eines antiken Teils der frühen Islamperiode mit dem
Vakuumformverfahren
One of the most precious relic of early Islamic period is the bowl remained in the use of founder of Islam. It was
originally made from wood - tamarix articulata - later on, it was encased in metallic cup of silver and was engraved from
exterior with an arabic verse. Using the photograph of bowl, first of all the prototype of the cup 4 1/2 in. dia and 1 3/4
in. in height was made from stainless steel, on die by pressure sinking and through hit and trial method and with the
computer designing on Microsoft Word. It was made almost of same size and shape as that of the relic. The curvature
of die cup appeared in the pictures were traced on Microsoft Word. When we were fully satisfied, the metallic cup was
handed over to carpenter for making cup of this size from wood tamarix articulata. The wooden cup made was used as
pattern for making mould cavity in the vacuum mould. The vacuum applied from 0 - 1 daN/cm(exp 2)(0 ~10(exp 4)
daN/m(exp 2)). The properties of the moulding sand used: 4% H2O, 21.6% clay, permeability No. 88, sieve analysis ASF
No. 121. Brass with composition, Cu = 60% ,Zn = 27% ,Sn = trace 0.6% and some other elements was melted in gas
fired furnace and was cast in vacuum mould at 1050 deg C. The vacuum pump was started immediately after pouring
and it was operated till the casting solidifies and vacuum was the increased step by step upto 0.8 daN/cm(exp 2). The
casting produced was checked and was found free of any casting defect such as scab, rattail, surface imperfection,
blowholes, misruns, hot and cold tears. This was due the met that the vacuum applied on the green sand mould crested
"depression'' and trajectory of gases entering in the casting during solidification was reversed and condensation zone
was shifted away from the casting wall. Beside this when the active mould surface was impregnated with polystyrene
soln. in Ccl4, increases the contact angle of liq. alloy with mould surface almost 45 - 55% reduces dia and volume the
pores of mould surface thus reducing the ohanoes of entrance of gas bubbles in liq. alloy. The bowl cast was fettled and
verse was embossed on its exterior. The cup made from the wood was then fixed in it.
Pakistan Standards & Quality Control Authority, Lahore, PK
Hahn, Ingo; Sturm, Jörg C.
Automatische Optimierung in der Gießprozesssimulation
Einer der größten Vorteile des Gießprozesses ist gleichzeitig auch die größte Hürde bei der Durchführung von
Verbesserungen: Alles geschieht gleichzeitig und ist gekoppelt. Änderungen an einem einzigen Prozessparameter wirken
sich im Prozess auf viele Merkmale aus, die die Gussqualität bestimmen. Die auf mehrere Ziele gleichzeitig
ausgerichtete selbsttätig ablaufende (oder: automatische) Optimierung liefert einen vielversprechenden Ansatz. Die
automatische Optimierung nutzt das Simulationswerkzeug als virtuelles Experimentierfeld und ändert die
Füllbedingungen, die Anschnittauslegung oder die Prozessparameter, um auf diese Weise die optimale Route zum
angestrebten Ziel zu finden. Verschiedene Parameter können geändert und mehrere Ziele unabhängig voneinander
ausgewertet werden. Automatische Optimierungswerkzeuge verwenden den klassischen Ansatz der Gießerei-Ingenieure,
um den besten Kompromiss zwischen diesen Zielen zu finden. Dadurch wird nicht nur der Bedarf an Testläufen zur
Identifizierung des optimalen Prozessfensters weiter reduziert, sondern es wird eine detaillierte Auswertung zahlreicher
Prozessparameter und deren einzelne Auswirkungen auf die Gestaltung eines robusten Prozesses möglich. Prinzipiell
kann man alles, was simuliert werden kann, auch optimieren. Dennoch ist Optimierung kein Ersatz für
Prozess-Know-how und Fachwissen. Entgegen üblicher Annahmen muss auch der zukünftige Simulationsanwender die
Ziele und insbesondere die Qualitätskriterien, die zum Erreichen der Ziele erforderlich sind, kennen. Die Fragen, die
einem Programm gestellt werden, müssen einfach und klar sein, z.B.: Welche Gießtechnik ist am besten geeignet? Die
Beantwortung dieser Frage erfordert quantitative Lösungen. Das Prinzip von Versuch und Irrtum wird so nicht mehr im
Betrieb, sondern am Computer praktiziert. Der Gießer legt seine Ziele für die Optimierung fest und kann die
bestmögliche Lösung auswerten. Er erhält auch quantitative Informationen bezüglich der Empfindlichkeit, mit der der
Gießprozess auf einzelne Prozessparameter reagiert und kann somit die Robustheit seiner Entwürfe beurteilen. Der
vorliegende Bericht liefert einen Überblick zum Stand der Technik bei der automatischen Optimierung anhand von
ausgewählten Beispielen aus der Industrie.
Magma Gießereitechnologie, Aachen, DE
Giesserei
Heftnummer 4
S. 56-60; 62; 64-67 (10 Seiten, 13 Bilder, 0 Tabellen, 9 Quellen)
Hailiang, Yu; Jinwu, Kang; Gang, Nie; Haimin, Long; Xiaokun, Hao; Tianyou, Huang
A real-time measuring technology for studying distortion of hydraulic turbine blade castings during
heat treatment process
Ein Echtzeitmessverfahren zum Untersuchen der Verformung von Hydraulik-Turbinenschaufeln während der
Wärmebehandlung
During heat treatment process, the distortion behavior inevitably appears in hydraulic turbine blade castings. In this
research, a technology was developed for real-time measurement of the distortion in hydraulic turbine blade castings at
the still air cooling and forced air cooling stages during heat treatment process. The method was used to measure the
distortion behavior at the cooling stages in both normalizing and tempering processes. At the normalization, the
distortion at the blade corner near outlet side undergoes four stages with alternating bending along positive and
negative directions. At the tempering stage, the distortion could be divided into two steps. The temperature difference
between the two surfaces of blade casting was employed to analyze the distortion mechanism. The measured results
could be applied to guide the production, and the machining allowance could be reduced by controlling the distortion
behavior.
Tsinghua University, Beijing, CN; University of Wollongong, AU
China Foundry
Heftnummer 3
Hanguang, Fu; Zhongze, Du; Ping, Li; Yehua, Jiang; Rong, Zhou; Qihong, Cen; Jianqiang, Hou; Yongping, Lei; Hongxing,
Guo
On microstructure and performance of tempered high-boron high-speed steel roll
Beitrag zum Mikrogefüge und zur Leistung einer Hochgeschwindigkeitswalze aus wärmebehandeltem hochborhaltigen
Stahl
Influences of the tempering temperature on the microstructure, mechanical property and wear resistance of High-Boron
High Speed Steel (HBHSS) roll materials were investigated by means of optical microscopy, scanning electron
microscopy (SEM), X-ray diffraction, hardness measurement, impact tester, tensile tester and pin abrasion tester. The
results show that the as-cast structure of HBHSS consists of a great amount of martensite and M(Index2)(B, C) and a
few retained austenites and M(Index23)(B, C)(Index6). After solution treated at 1,050° C and followed by oil cooling, the
amount of M(Index23)(B, C)(Index6) carbo-borides in quenched HBHSS increases obviously and the macrohardness of
the quenched HBHSS is 66 HRC, which is very close to the 65.8 HRC of as-cast HBHSS. On the whole, the hardness of
HBHSS alloy shows a trend of slight decrease with increasing tempering temperature when tempered below 500° C.
While when above 500° C, the hardness increases slightly as the tempering temperature increases and reaches a peak
at 525° C and then decreases obviously. The impact toughness of HBHSS has a tendency to increase as the tempering
temperature increases. Tempering can improve the tensile strength and elongation of HBHSS, but a higher tempering
temperature causes a slight decrease in both tensile strength and elongation. Excellent wear resistance can be
obtained by tempering at 500 to 550° C.
Beijing University of Technology, Beijing, CN; Xi'an University of Architecture and Technology, Shaanxi, CN; Kunming
University of Science and Technology, Yunnan, CN; Yunnan Kun-Steel Heavy Equipment Manufacturing Group, Yunnan,
CN
China Foundry
Heftnummer 3
Hartmann, Dierck; Plitzner, Michael; Rupp, Andreas
Die Glocke aus ingenieursmäßiger Sicht
Kirchenglocken werden beim Läuten aufgrund der Wirkung unterschiedlicher Schädigungsmechanismen hoch
beansprucht. U.a.bewirkt der Klöppel beim Läuten der Glocke abhängig von den dynamischen Eigenschaften des
Systems aus Glocke, Joch, Klöppel und Läutemaschine lokal hohe Verformungen, die zu Ermüdungsschäden führen
können. Fortschreitende Schäden an Glocken führen zu hörbaren Veränderungen des Klangs. Mit Hilfe geeigneter
Analysen von Tonaufnahmen können schon nur geringe Schäden erkannt werden.
Europäisches Kompetenzzentrum für Glocken - Probell, Hochschule Kempten, Kempten, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 4
Honsel, Christoph; Weiss, Konrad; Vomhof, Reinhard
Maßhaltigkeit mit dem ersten Abguss
Zunächst wird beschrieben, wie der Temperaturverlauf iin einem Druckgusswerkzeug im Serienbetrieb zu berechnen ist.
Es müssen mehrere Zyklen unter Berücksichtigung aller Vorgänge berechnet werden. Ausgehnd von den dann
vorliegenden Formtemperaturen werden Formfüllenund Erstarren berechnet. Im Weiteren wird der thermische Verlauf
des Gussteils betrachtet, von der Entnahme bis zum Abkühlen auf Raumtemperatur. Bei der Berechnung der
Eigenspannung und des Verzuges hat nicht nur der thermische Verlauf, sondern auch die Bearbeitung einigen wichtigen
Einfluss. Es werden die berechneten Werte, die gemessenen aus der Vorserie und der Serie (nach Änderungen)
verglichen.
RWP, Roetgen, DE
Giesserei
Heftnummer 1
Horacek, M.; Kosour, V.; Zemcik, L.; Macku, M.; Stachovec, Lrj; Michalcik, P.; Vastak, P.; Horensky, J.; Jedovnicky, J.;
Mazurek, T.
Research and development of technology for large thin-walled, high quality aluminium castings for
the aircraft industry
Forschung und Entwicklung zur Technologie von großen dünnwandigen, qualitätsmäßig hochwertigen
Aluminiumgussteilen für die Luftfahrtindustrie
Investment casting technology is able to achieve both very narrow dimensional casting tolerances (referred to as 'net
shaphe technology') and also very complex casting shapes. The concept of a joint three-year research project at Fimes
a.s. - aluminium investment casting foundry in Uherske Hradiste (Czech Republic) and the Brno University of Technology
is focused on the development of this technology.
Brno University of Technology, Brno, CZ; FIMES, Hradiste, CZ
Heftnummer 3698
Buch; Tagungsband
Publikationssprache: Deutsch; Englisch
Huber, O.; Bicker, M.
5. Landshuter Leichtbau-Colloquium
1 Beitrag zu höchstfeste Aluminiumlegierungen, ansonsten zu Leichtbau bei anderen Fertigungsverfahren
Leichtbau-Cluster, Hochschule Landshut, Landshut, DE
Jorstad, J.; Apelian, D.
Pressure assisted processes for high integrity aluminium castins - part I
Druckunterstützte Verfahren für anspruchsvolle Aliminiumgussteile - Teil 1
Low pressure is perhaps the longest-running pressure assisted process for manufacturing high integrity structural
aluminium castings and recent variations on that process have enhanced its capability. Still, high pressure die casting
has long dominated the manufacture of aluminium castings and variants like high-vacuum, squeeze and semi-solid now
make die casting quite suitable for even the most demanding high integrity applications. This paper provides a review of
prominent pressure assisted casting processes, and discusses underlying principles and fundamentals. Representative
examples of products successfully made by each process are provided.
JLJ Technologies.; Richmond, VA, US; Metal Processing Institute, WPI, Worcester, MA, US
Heftnummer 3668
Klimesch, Christian; Bechtle, Sebastian; Vogt, Oliver; Ziegler, Steffen; Röpke, Sven; Schüller, Andreas
Herausforderungen bei hoch beanspruchbaren Zylinderköpfen
Die steigende spezifische Leistung insbesondere im Zuge der Leistungskompensation beim Downsizing sowie die
weitere Optimierung des dieselmotorischen Brennverfahrens setzen thermisch wie mechanisch hoch beanspruchbare
Zylinderköpfe (ZK) voraus. Diese stellen nicht nur die obere Begrenzung der Brennräume dar, sondern sind zudem ein
wesentlicher Bestandteil des Motorgehäuses.
Leichte Zylinderköpfe für Pkw-DI-Dieselmotoren sind eine besondere Herausforderung sowohl für Aluminiumlegierungen
als auch für das zum Einsatz kommende Gießverfahren. So wird für ein turbulenzarmes, schichtend steigendes, schaumbzw. oxidfreies Formfüllen sowie die schnelle und gelenkte Erstarrung das innovative 90°-Schwerkraftkippgießen
eingesetzt. Hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit machen angepasste Kernlagerungs-, Kerngasabsaugungsund Kokillenreinigungskonzepte sowie spezielle Messverfahren zur Kanallage erforderlich. In Summe lassen sich die
hohen werkstofflichen Anforderungen zukunftsweisender Zylinderköpfe, wie am Beispiel des 3-Zylinder 1,2 l TDI von
Volkswagen dargestellt, nur mit entsprechend innovativer Prozesstechnik realisieren.
KS-Aluminium-Technologie GmbH, Neckarsulm, DE; Volkswagen AG, Wolfsburg, DE
Giesserei
Heftnummer 6
Tagungsbeitrag
Loibl, Dieter
Neue Ansätze zur Fertigung von Druckguss-Strukturbauteilen im Karosseriebau
(Folienvortrag) U. a.: Beispiel für das Integrationspotential von Guss (von 12 Stahllteilen zu 1 Gussteil).Die Prozesskette
Druckguss muss sich durch die neuen Herrausforderungen grundlegend neu orientieren. Konzentrationssprühen.
BMW, Werk Landshut, DE
Lübke, Thomas; Steinkemper, Udo; Wolff, Horst
Neuartiges Prozessmanagement zur Verbesserung der Prozessfähigkeit bei der Fertigung von
Gussteilen
AiF Forschungsvereinigung Gießereitechnik e.V.; IfG Institut für Gießereiechnik, Düsseldorf, DE
Mackay, R. I.; Cusinato, D.; Sokolowski, J. H.
Chemistry optimisation to improve casting durability of engine blocks
Chemische Optimierung zur Verbesserung der Haltbarkeit von Motorblöcken
The research contained herein reviews an alternative Al-Si-Cu alloy that provides the fatigue durability that would be
nearly comparable to the 356 or the 319 alloys (having integrated chill), while having comparable or lower associated
raw material and processing costs. A total of forty-three V8 engine blocks were produced with an Al-9Si-1Cu alloy,
assessed and compared to the production version of the same engine block casting that uses the 319 alloy
(Al-7Si-3.5Cu). The casting process used to manufacture the engine blocks was the Cosworth Precision Sand Process.
This comparison to the production variant of the V8 engine block includes a detailed microstructrue assessment
(secondary dendrite arm spacing Alpha (index2), secondary phase distribution/type and porosity), room temperature
tensile testing, elevated temperature fatigue staircase plots and hardness measurements. The observation found from
the aforementioned analysis was that the Al-9Si-1Cu alloy has lower porosity and, as a consequence, was able to show
a 40 % increase in the elevated temperature fatigue staircase plot when compared to the same plots made from regular
production.
Nemak of Canada Corporation, Ontario, CN; University of Windsor, Ontario, CN
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Menge, Marc
Leichtbau durch Fahrwerkskomponenten aus Aluminiumguss
(Folienvortrag) Vorteile von Fahrwerksteilen aus Aluminiumguss. Anforderungen an den Werkstoff Aluminium.
Anforderungen an Produkt und Prozesse. Produktbeispiele für realisierte Gewichtsoptimierungen.
KSM Castings Wernigerode GmbH, Wernigerode, DE
Nazirudeen, S. S.. Mohamed; Nagasivamuni, B.
Improving the Quality of Green Sand Castings to Minimise the Defects Using Artificial Neural
Network
Verbesserung der Qualität von in Grünsand geformten Gussteilen durch Verringerung der Fehler mit Hilfe eines
künstlichen neuralen Netzwerkes
Artificial neural network is implemented effectively to predict and reduce the percentage of defectives produced. The
defects that arise due to improper moulding sand condition alone were taken as outputs, because the conditions of
green sand is the critical factor in determining the final quality of castings than defects from other routes. The data
collected from the foundry were within their range of specifications with which the model was created and validated.
Most common defects due to improper moulding properties include blowholes, pinholes, porosity, scab, rat tail, swell,
rough surface and hot tears etc. The causes for the predicted defects are to be found out pin-pointedly and the
moulding parameters are to be altered accordingly. This particular neural network has a unique advantage of processing
a raw data with past history of information to predict the percentage changes in defectives in order to instruct the
foundrymen to check whether the conditions are better to cast.
Heftnummer 2
Ohnaka, I.; Zhu, J-D.; Sako, N.; Sugiyama, A.; Ye, C-K.
Challenging issues in computer simulation of casting
Herausfordernde Probleme bei der Computersimulation des Gießens
Although computer simulation has progressed rapidly and widely in the casting industry over the last decades, many
problems still remain challenging. This paper overviews the problems being faced most frequently, including estimation
of material properties and boundary conditions, simulation of mould filling and solidification, prediction of porosities and
optimisation of casting. The authors emphasise, in particular, the importance of estimating the material properties of
sand moulds and boundary conditions with consideration of the oxide film on the molten metal, and the comparison of
simulation results with observations of real casting processes.
Multi-Flow Software, Vancouver, CA; Qualica Inc. Suita-shi, JP; Qualica Shanghai Inc., CN; JPSangyo University, Osaka,
JP
Heftnummer 3/4
Otremba, Maik; Gehring, Kai; Kahn, Dietrich
Gießen von Zylinderköpfen für hoch belastete Dieselaggregate
Zukünftige modulare Diesel-Zylinderköpfe von Volkswagen unterliegen höchsten Betriebslasten. Um diesen
Anforderungen zu genügen, sind Weiterentwicklungen im Bereich der Gießtechnik erforderlich. Ein verstärkter Einsatz
der Gießsimulation ermöglicht dabei die Vorhersage gießrelevanter Gesichtspunkte und gestattet kürzere
Entwicklungszeiten. Das Kippgießverfahren zur Erzielung eines turbulenzarmen Formfüllens, einer gerichteten Erstarrung
und feinkörniger Gefügestrukturen, steht dabei im Fokus. Die Einhaltung notwendiger Bauteileigenschaften durch
innovative Gießtechnik und wirtschaftliche Werkzeugauslegung wird im Beitrag durch Beispiele belegt. Durch die
Schaffung gemeinsamer Parameter und Schnittstellen ist ein standardisierter Gießprozess durchführbar.
Volkswagen Braunschweig, DE; Volkswagen, Wernigerode, DE
Giesserei
Heftnummer 10
Pabel, Thomas; Kneißl, Christian; Schumacher, Peter; Brotzki, Jörg; Müller, Jens
Improved properties of aluminium cast parts through the use of inorganic cores
Verbesserte Eigenschaften von Aluminiumgussteilen durch Verwendung von anorganischen Kernen
The interest in inorganic mould or core manufacturing methods, by foundries is usually motivated by the possibility of
reducing emissions. In fact, the use of inorganic binder systems is not only beneficial to the environment. For instance,
advantages in productivity and quality can also be seen in application for series production. The use of the INOTEC
inorganic binder system not only increases tool availability, e.g. by reduced cleaning intervals for the core box and die
mould, but also significantly reduces the cleaning costs of castings, where condensation e.g. of phenol binders is a key
factor. However, one crucial observation was that castings manufactured using the INOTEC method exhibit less
porosity. This was the starting point for a large-scale project in which the impact of the inorganic binder system on the
material properties of typical cylinder head and block alloys were examined. Comprehensive series of investigations
were designed in collaboration between ASK Chemicals GmbH, Hilden, Germany, and the Austrian Foundry Research
Institute in Leoben, Austria. In addition to the simulation and construction of the tool developed specially for this
investigation, consisting of a core box and gravity die casting mould, metallographic examinations and the
determination of static and dynamic material testing were performed. The casting trials were conducted with INOTEC
cores and cold-box cores simultaneously, and the results were assessed in a comparative manner.
Austrian Foundry Research Institute ÖGI, Leoben, AT; ASK Chemicals, Hilden, DE
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Pysz, S.; Karwinski, A.; Kowalski, P.; Zuczek, R.; Pieklo, J.
Application of computers and rapid prototyping technique as an element of the cost-effective
process of casting manufacture
Anwendung von Rechnern und Rapid-Prototyping-Verfahren für kosteneffiziente Prozesse in Giessereien
The article describes the advantages that result from the application of computers and rapid prototyping technique. The
essence of computer application (simulation of the casting process) consists in acquiring the largest possible volume of
information on the run of the technological process, including identification of possible threats. By conventional means
and tools, such information and data can be obtained in numerous tests, requiring a repeated metal melting operation,
which is the most energy-consuming link in the whole casting process. Less frequent melting is possible designing the
technological process in a way such that reducing to minimum the uncertainty factor and error becomes realistically
possible. Due to this it is also possible to reduce the demand for energy consumed in metal melting and emitted during
the reverse process. One of the Important steps in process studies and design is computer simulation. The second
energy consuming factor in the casting process is the stage of pattern tooling manufacture. Modern systems based on
CNC machine tools speed up and shorten the cycle of this manufacturing process. Unfortunately, all these techniques
are based on the principle of removing (subtracting) a predetermined amount of the excess material, which in practice
means generating heaps of the waste and consumption of large energy volumes. The waste has to be recycled, thus
additionally increasing the energy consumption used by the re-processing system. The application of rapid prototyping
technique in the fabrication of foundry tooling considerably reduces both the manufacturing cost (due to the reduced
level of energy consumption) and the amount of waste produced in the manufacturing cycle, as in this particular case,
the manufacturing process consists in additive construction. So, it is a waste-free production and equipment used in
this process consumes up to 80 % less energy. Studies on the problems related with reduced energy consumption in
casting manufacture have been and are carried out by the Centre of Design and Prototyping operating at Foundry
Research Institute in Krakow.
Foundry Research Institute, Krakow, PL; AGH University of Science and Technology, Krakow, PL
Tagungsbeitrag
Rau, Guido
Leichtbau in Eisenguss - kein Widerspruch
(Folienvortrag) Bionischer Designansatz zur Gewichtseinsparung mit Gussbeispielen. Werkstoffvergleiche. Simulation
der Auswirkungen von Gefügeinhomogenitäten.
GF Automotive AG, Schaffhausen, CH
Saal, Patrick; Meier, Leopold
Reduction of residual stresses in forming tools - stress reduction in topology optimized cast parts by
well chosen geometric parameters
Verringerung von Restspannungen in Formwerkzeugen - Verringerung der Spannung in gestaltsoptimierten Gussteilen
durch gut gewählte Geometrieparameter
For dimensioning cast parts according to load distribution, topology optimization is increasingly being applied. For
example, in this way an arrangement of the ribs of a forming tool can be found which is mechanically superior to
conventional crossed ribs. However, criteria for optimal casting are only integrated to a small extent in existing software
packages. In particular, the incidence of thermal residual stresses is barely taken into account, though these can
significantly limit the mechanical properties of the optimized component. In a three stage simulation study, it was
shown that by varying the correct geometrical parameters it is possible to influence the occurrence of residual stress. It
was found that, the designer can manipulate the result most efficiently by varying the rib base thickness and the width
of the space between ribs.
Techniscche Universität München, München, DE
Heftnummer 2
Scharf, Stefan; Rehse, Chris
Jahresübersicht Gießtechnik im Fahrzeugbau (4. Folge)
Giesserei
Heftnummer 11
Tagungsbeitrag
Schroth, Achim
Autonome Optimierung - Die nächst Generation der Gießprozesssimulation
(Folienvortrag) Die autonome Optimierung ermöglicht schnellere und bessere Lösungen als die Vorgehensweise mit
Versuch und Irrtum. Dies wird an einer Speiseroptimierung und einem Gießlauf eines Druckgussteils demonstriert.
MAGMA Gießereitechnologie GmbH, DE
Tagungsbeitrag
Schubert, Tobias; Wolf, Michel
Entwicklung eines Magnesiumradträgers für das Racetech Racing Team
(Folienvortrag) Beschrieben werden die Verfahrensschritte bei der Herstellung dieses Gussteils: Konstruktion mit Hilfe
der Topologieoptimierung, Legierungswahl (hier Magnesium), Ofensystem, Wärmebehandlung, Korrosionsschutz und
Bauteilprüfung.
Erscheinungsjahr 2009 (9 Seiten, 12 Bilder, 1 Tabellen
Schütt, Karl-Heinz
Jahresübersicht Gusskonstruktion und Gussanwendung (3. Folge)
Giesserei
Heftnummer 7
Schulze, Thomas; Steinberg, Wilhelm; Walz, Marc; Wolf, Wilfried
Optimierung aller Entwicklungs- und Herstellprozesse von anspruchsvollen Bauteilen aus Gusseisen
Die Anforderung an moderne leistungsstarke Motoren wächst stetig und wird getrieben durch den Gesetzgeber,
weltweite Einsetzbarkeit und durch den Endkunden. Das Zylinderkurbelgehäuse ist das zentrale und auch schwerste
Einzelbauteil eines Verbrennungsmotors, da es das größte mechanische Belastungskollektiv aufnehmen muss. Mit dem
Einsatz modernster Simulationstechniken wird unter Einbeziehung aller interdisziplinären Fachbereiche die Basis für
eine prozesssichere, dünnwandoptimierte Großserienfertigung geschaffen. Der Erfolg solcher Entwicklungen hängt
maßgeblich von einem engen Vernetzungsgrad zwischen Konstruktion, Simulation, Werkstoffentwicklung und
Produktionsprozess ab. Die moderne Gießerei als leistungsfähiger Zulieferer hat ihre Entwicklungskapazitäten mit den
notwendigen Entwicklungswerkzeugen und hochqualifiziertem Personal entsprechend ausgebaut. Sie ist heute in der
Lage, die kostenintensiven Entwicklungsleistungen von der Konzeptphase bis zur Serienreife zu prüfen.
Fritz Winter Eisengießerei, Stadtallendorf, DE
Giesserei
Heftnummer 7
Schwab, Ulrich
Zinkdruckguss im Automobil
Die "spektakulären" Teile im Automobilbau wie bspw. Zylinderblöcke, Kurbel- und Getriebegehäuse, Struktur- und
Außenhautteile der Karosserie sowie Innenausstattungsteile werden heute fast ausschließlich aus
Aluminiumdruckgusslegierungen, Stählen und verschiedenen Kunststoffarten gefertigt, wobei der Leichtbau und somit
bspw. Magnesium-Druckguss immer mehr in den Vordergrund rückt. Kaum jemand wird auf Anhieb sagen können,
wieviel Zinkdruckguss in einem Automobil verbaut ist und welche Teile auf diese Weise gefertigt werden, da diese Teile
eher im Verborgenen und für den Benutzer kaum wahrnehmbar agieren. Nichtsdestotrotz können sie sogar Leben
retten und stellen ebenfalls hochkomplizierte, anspruchsvolle Teile dar.
Die Adolf Föhl GmbH & Co. KG aus Rudersberg im Großraum Stuttgart gehört zu den Marktführern im Zinkdruckguss
und fertigt neben Teilen für die Beschlagindustrie sowie für allgemeine industrielle Anwendungen, die fast ausschließlich
an sogenannte Tier1-Lieferanten gehen.
Der Artikel zeigt somit die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten von Zinkdruckguss im Automobil auf und befasst sich
mit den damit verbundenen Aspekten.
Adolf Föhl, Rudersberg, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 6
Ségaud, Jean-Marc
Nachhaltigkeit und deren Auswirkung auf die Leichtbaukonzepte und Prozessketten
Die BMW Group sieht große Potentiale in einem ganzheitlichen Energiemanagement. Der Ansatz eines ganzheitlichen
Energiemanagements wird einer der wesentlichen Schritte auf dem Weg zu einer nachhaltigen Mobilität sein. Die
Ansätze in diesem Gesamtkonzept werden beschrieben: Resourcenmanagement in der Produktion, Downsizing in der
Konstruktion, Nachhaltigkeit bei Leichtbaukonzepten und Prozessketten
BMW Group Leichtmetallgießerei Landshut, DE
Heftnummer 4
Shim, Sung Yong; Kim, Dae Hwan; Ahn, In Shup; Lim, Su Gun
Optimisation by Taguchi Design Method of Manufacturing Condition for Semi-Solid Al-Zn-Mg Alloy
Optimierung der Herstellbedingungen für halberstarrte (semi solid) Al-Zn-Mg-Legierungen mit Hilfe der
Taguchi-Gestaltungsmethode
The semi-solid Al-Zn-Mg-Al alloy were fabricated by pouring seed method. The preliminary results can be summarised as
follows.
The results seemed that the pouring temperature is main effect on spherical microstructures since signal vs noise (S/N
ratio), which is sensibility on surround environment, was lowest.
The optimum condition for Al-Zn-Mg-Al alloys was 40° of cooling plate, 680° C of pouring temperature with 70 ìm grain
size, 1.3 aspect ratio.
School of Nano and Advanced Material Engineering, i-Cube Center; K-MEM R & D Cluster, Gyeongsang National
University, Gyeongnam, KR
Heftnummer 11
Sievers, Björn; Gerke, Lorenz; Predki, Wolfgang; Pohl, Michael
Verschleiß- und Grübchentragfähigkeit von Bronzeschneckenrädern
Vorangegangene Forschungsarbeiten verfolgten Ansätze, die Tragfähigkeit von im Schleudergießverfahren hergestellten
Schneckenrädern aus einer Kupfer-Zinn-Legierung über eine Variation der Legierungszusammensetzung zu erhöhen. Die
Auswirkungen einer in Abhängigkeit von den Herstellungsparametern variierenden Gefügeausbildung bei einer festen
Legierungszusammensetzung blieben in diesem Zusammenhang jedoch weitestgehend unerforscht. In der industriellen
Praxis sind bezüglich der Tragfähigkeit von Schneckenrädern große Streuungen zu beobachten, die häufig durch eine
Überdimensionierung des Schneckenrades kompensiert werden müssen. Zur Steigerung der Konkurrenzfähigkeit von
Schneckengetrieben ist es erforderlich, die Tragfähigkeit des Schneckenradwerkstoffes in Abhängigkeit von dessen
Gefügeausbildung respektive von den Gießparametern des Schleudergießverfahrens charakterisieren zu können. Die
dem Beitrag zugrundeliegende Arbeit erfasst durch systematische Untersuchungen des Schleudergießverfahrens in
Kombination mit werkstofftechnischen Untersuchungen erstmals den Einfluss der Herstellungsmethode und denjenigen
einzelner Gießparameter auf die Gefügeausbildung im Verzahnungsbereich von Schneckenradrohlingen aus der
Legierung CuSn12Ni4-C-GZ. Anwendungsnahe Prüfstandsversuche in Kombination mit einer werkstofftechnischen
Schadensanalyse der Schneckenräder stellen einen Zusammenhang zwischen der Gefügeausbildung und der
Tragfähigkeit von Schneckenrädern her. Unter "Tragfähigkeit" sind in diesem Zusammenhang die
Verschleißtragfähigkeit und die Grübchentragfähigkeit von Schneckenrädern zu verstehen. Zur Einordnung der
Ergebnisse erfolgen weitere Untersuchungen mit den drei Stranggusslegierungen CuSn12Ni-C-GC, CuSn12Ni-C-GCG
und CuSn12Ni-4-C-GC. Ein auf den Prüfstandsversuchen basierender Erweiterungsvorschlag für das derzeit aktuelle
Tragfähigkeits-Berechnungsverfahren nach DIN 3996 ermöglicht eine direkte und relativ einfache praktische
Anwendung der Ergebnisse.
Ruhr-Universität Bochum, Bochum, DE
Giesserei
Heftnummer 12
Singammeni, S.; Diegel, O.; Singh, D.; McKenna, N.
Rapid casting of light metals: An experimental investigation using Taguchi methods
Schnelle Herstellung von Gussteilen aus Leichtmetallen : Eine experimentelle Forschungsarbeit mit Anwendung der
Taguchi-Methoden
Auckland University of Technology, Auckland, NZ
Heftnummer 3
Starobin, A.; Goettsch, D.; Walker, M.; Burch, D.
Gas pressure in aluminium block water jacket cores
Gasdruck in Wassermantelkernen von Aluminiumblöcken
Thermophysical properties of mixture gas are computed from prior laboratory pyrolysis studies of polyurethane cold-box
binder (PUCB) performed by Lytle, Bertsch and McKinley. This gas is found to have an overall gas constant of 230
J/kg/C. Controlled aluminium submersion tests at a PUCB bonded water jacket core yield values of gas pressure at
discrete points during fill of an engine-block casting. There are found in adequate agreement with predictions of a
physical model that considers details of binder pyrolysis and product gas transport in the sand core.
Flow Science, Santa Fe, NM, US; GM Powertrain, Pontiac, MI, US; GM R&D Center, Warren, MI, US; Alchemcast LLC,
Birmingham, AL, US
Heftnummer 3
Tagungsbeitrag
Storsberg, Lutz
Einsatz von Gussbauteilen im Rohbau als Beitrag zu innovativem Leichtbau am Beispiel des neuen
Mercedes SL
(Folienvortrag) Es werden einige Gussteile vorgestellt und die Grundidee der Multimaterialkarosserie erläutert. Leichtbau
der nächsten Generation wird durch intelligenten Multmaterialmix im gesamten Fahrzeug geprägt sein.
Daimler AG, Sindelfingen, DE
Versmold, Ralf
Fachinformation Imprägnieren - Teil 5: Großguss-Rettung
Impregnation - Part 5: Impregnation of large castings
Giesserei Praxis
Heftnummer 10
Tagungsbeitrag
Vomhof, Reinhard
Die Simulation - ein Werkzeug zur Prozess- und Bauteiloptimierung am Beispiel des
Druckgussprozesses
(Folienvortrag) Im Rahmen der immer enger werdenden Randbedingungen für die Entwicklung neuer Komponenten und
Bauteile für die Automobilindustrie werden auch die Anforderungen an die Softwareentwickler immer höher. Diser
Vortrag stellt an zwei Beispielen die heutige Vorhersagegenauigkeit von FE-Software im Bereich Gießerei vor. Im ersten
Beispiel werden auf Basis der Formfüll- und Erstarrungsberechnung die mechanischen Eigenschaften eines
Audi-Aluminium-Strukturbauteils vorgestellt. Das zweite Beispiel behandelt die Aufgabe, für ein
Magnesium-Strukturbauteil die Schwindung und den Verzug, die während der Erstarrung durch Eigenspannungen
entstehen, in der Gussform auszugleichen.
RWP GmbH, Roetgen, DE
Tagungsbeitrag
Wang, Xinjie
Research and application of lost foam iron casting in engine cylinder head & block
Erforschung und Anwendung von Vollform-Gusseisen für Zylinderköpfe und Motorblöcke
By means of prototype making, small-scale and large quantities production assemble application, green molding lost
foam casting technology of engine grey-iron exhaust pipe, cylinder head, cylinder block has been determined. The
exhaust pipe and cylinder head linked up new technology has been explored in view of the above-mentioned. The weight
of a set of engine is reduced by 19.0 kg compared to ordinary sand mould casting. Furthermore, oil consumption index
cut down on 1.5 g/kWh, tail gas exhausting temperature dropped by 9 deg C and smoke degree by 0.1 FSN (filter
smoke number) in the condition of twisting force, and tall gas exhausting temperature dropped by 19 deg C and smoke
degree by 0.2 FSN in the condition of demarcate power. As it should be, this article also points out a series of
questions: casting deform, casting sand stick and casting leakage and put forward some solutions.
Zhejiang University, Hangzhou, CN
Tagungsbeitrag
Wanke, Peter
Innovative Strukturgusskonzepte bei AUDI
(Folienvortrag) AUDI-Leichtbaustrategie. Karoseriestrukturen. Werkstoffe und Technologien. Fügevrfahren. Ausblick
AUDI, Neckarsulm, DE
Weiß, Konrad; Honsel, Christoph; Vomhof, Reinhard
Ermittlung der mechanischen Eigenschaften eines Aluminium-Strukturbauteils
Determination of mechanical Properties of Aluminum Structural Components
Am Beispiel eines Längsträgers, der im Druckgießverahren hergestellt wird, wurde die Möglichkeit der Vorhersagbarkeit von mechanischen Eigenschaften aufgezeigt. Dazu wurde der Realprozess weitestgehend in der Simulation mit WinCast (R) nachgefahren. Die Auswerteverfahren, die im Postprocessing
zur Verfügung stehen, ermöglichen auf einfache Weise eine Beurteilung der zu erwartenden mechanischen
Eigenschaften. Es ist gut zu erkennen, dass es im Bereich der Zugfestigkeiten hohe Übereinstimmungen gibt. Bei den
Streckgrenzen gibt es größere Unterschiede, wobei auch hier die Realproben stark streuen. Insgesamt liegen die
Messergebnisse jedoch nah an den simulierten Werden.
Stärkere Abweichungen gibt es noch bei den A(Index5) Dehngrenzen. In mikrolunkerarmen Bereichen liegen die
Messungen und Berechnungen eng beieinander.
Dass dennoch größere Abweichungen festzustellen sind, liegt in der Tatsache, dass die Realproben Mikroporositäten enthalten. Diese erreichen aber durchaus noch vernünftige Werte für R(Index m) und R(Index
p0,2). Da aber die Einschnürung nicht so homogen wie bei einer Normprobe geschieht, versagen viele Proben vorzeitig.
Um auch dieses Versagen zu simulieren, ist es notwendig, ein 3D-Modell der Porendarstellung zu exportieren und bei
der Berechnung der Bruchdehnung mit zu berücksichtigen.
An dieser speziellen Fragestellung wird bei der RWP in einem internen Projekt gearbeitet, wobei die Berücksichtigung
der Kopplung der Mikroebene mit der Makroebene realisiert wird.
RWP, Roetgen, DE
Giesserei Rundschau
Heftnummer 9/10
Xihai, Liu; Junqing, Wang; Weiguo, Jia; Jiajun, Gao; Lin, Zhao; Zuobin, Tang
Simulation of electro-slag re-melting process of 120 t large ingot for nuclear power station and its
application
Simulation des Elektroschlackeumschmelzprozesses für einen 120-t-Block für ein Kernkraftwerk und die Anwendung
der Simulation
Further research on metallic materials for the super critical rotator and the main pipe line of a nuclear power station is
very important for developing the nuclear power industry. In this study, the mathematical model for 120 t large ingot
was established, and the computer program ESR3D was developed to simulate the whole electo-slag re-melting (ESR)
process. This includes the electrode melting, metallic droplet falling, metal pool forming, metal pool and slag pool rising
and moving, installation of top crystallizer, ingot solidifying, etc. The simulated average melting rate of the electrode was
in good agreement with that in practical production. The optimized parameters were used to produce 80 - 120 t large
ingots, and the quality of the ingots satisfied of nuclear power and the super critical generating unit.
Northeastern University, Shenyang, CN; China First Heavy Industries, Heilongjiang, CH
China Foundry
Heftnummer 4
Yamazaki, T.; Kikuta, T.; Murata, Y.
Lining of cast iron cylinder with copper alloy utilising high temperature oxidation
Eingießen von Laufbuchsen aus einer Kupferlegierung in gusseiserne Zylinder unter Einsatz der
Hochtemperaturoxidation
Lining the inner surface of a cast iron hydraulic cylinder with copper alloy would generally not be possible. In this study,
the surface of a cast iron cylinder was decarburised by high temperature oxidation. The cylinder, after decarburisation,
was filled with borax anhydride and heated at a temperature of 1203 K. Molten copper alloy was then injected into the
cylinder, displacing the molten borax anhydride. After cooling, the embedded copper alloy was drilled along its centre
axis so that a prescribed thickness of the copper alloy remained. Thus, the cast iron cylinder could be successfully lined
with copper alloy.
University of Toyama, JP; Graduate School of Engineering, Nagoya University, JP
Heftnummer 2
Tagungsbeitrag
Zhongde, Shan; Xinya, Li; Feng, Liu; Li, Zhan
Rapid Patternless Casting Technology on CNC Manufacturing
Schnelles modellloses Gussherstellverfahren auf der Basis einer CNC-Fertigung
A new rapid casting process is developed and successfully applied to the product development in automobile industry,
mechanical industry. The rapid patternless casting manufacturing is a technical renovation compared to the traditional
casting process. This new technology brings a promising application in the automobile and mechanical equipment
industries in the future. It belongs to green, digital and flexibility manufacturing.
China Academy of Machinery Science and Technology (CAMST), Beijing, CN; State Key Laboratory of Advanced Forming
Technology and Equipment, Beijing, CN
Ziegler, Herbert; Schwab, Ulrich.
Fertigung von Innengewinden aus Zinkdruckguss durch Einfallkerne
Die Technik der sogenannten Einfallkerne beim Kunststoffspritzgießen wurde auf das Zinkdruckgießen übertragen.
Beschrieben werden Aufbau und Funktion des Einfallkernes, mit dem es auch beim Zinkdruckgießen gelingt, ein langes,
zweigängiges Trapezinnengewinde einzugießen.
Adolf Föhl, Rudersberg, DE
Heftnummer 1
Energie
Buch
Handbuch für betriebliches Energiemanagement. Systematisch Energiekosten senken
Energiemanagement ist ein wirkungsvolles Instrument, mit dem die Verringerung des Energieverbrauchs und damit die
Energiekosten langfristig im Unternehmen verankert werden kann. Dieses Handbuch zeigt, wie ein effektives
Energiemanagement eingeführt werden kann. Es spricht dabei alle Handlungsebenen im Unternehmen an, die an einem
Energiemanagement beteiligt sein sollten, von der Unternehmensleitung über Betriebsebenen wie Controlling und
Produktion bis zum Energiemanager. Jedes Kapitel enthält konkrete Handlungsschritte, dabei helfen Checklisten für die
jeweiligen Akteure. Erfolgreiche Praxisbeispiele verdeutlichen, wie ein Energiemanagement umgesetzt werden kann.
Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Berlin, DE
Heftnummer 1. Auflage (72 S. Seiten
Energie
Tagungsbeitrag
Akhtar, S.; Arnberg, L.; Di Sabatino, M.; Dispinar, D.; Mazourkevitch, G.; Kappey, J.; Fainberg, J.; Schneider, M.
Simulation of Microporosity in Gravity Die Cast Al-Si Foundry Alloys
A combined experimental and numerical approach to the analysis of microporosity formation in an A356 alloy cast in a
step mould is presented. A model for porosity formation and growth based on microscale gas diffusion/transport in the
melt, coupled with a model for feeding flows and pressures during solidification, has shown good agreement with
available experimentally measured porosity distributions for directionally solidified samples. In this work, the application
of this modelling approach for gravity shape castings is investigated. Careful casting experiments with controlled
hydrogen levels were designed and carried out. The reproducibility of these experiments was assessed by performing
two experiments under identical conditions on two different days. The experimental results were compared with the
predicted porosity levels. The results show good agreement between measured and simulated porosity profiles for a
0.2 mL/100 g melt hydrogen content. The experimental validation carried out is essential for assisting and further
development of the modelling tools.
Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Trondhein, NO; SINTEF Materials and Chemistry, Trondheim,
NO; MAGMA, Aachen, DE
Energie
Anand, A. K.; Sodhi, Prabhjot
Working within the guidelines gives energy to Indian foundries
Arbeiten nach Richtlinien ergibt Energie für indische Gießereien
Working with government bodies and interested parties such as the World Foundry Organization, The Institute of Indian
Foundrymen (IIF) has helped initiate a series of projects to tackle the mighty subject of energy efficiency in the cast
metals industry. Results from several areas of research were presented at the recent IFEX show in Bangalore.
The Instiute of Indian Foundrymen, New Delhi, IN; UNDP-GEF Small Grants Program, CEE, New Delhi, IN
Heftnummer 3693
Energie
anonym
Demand less, manage better
Verbrauchen Sie weniger (Energie), managen Sie besser
The emergence of electrical demand-control technology allows metalcasters to have a more comprehensive
understanding of their energy consumption and its effects on their operations – and that creates new options for
growth.
Heftnummer 10
Energie
belsh, Joseph T.
Energy Efficiency System Enhancements in the Induction Melt Shop
Energieeffizienzsystem: Verbesserungen im Induktionsofen-Schmelzbetrieb
Energieeinsparungen insbesondere durch Nutzung der Wärme im Kühlwasserkreislauf des Induktionsschmelzofens zum
Aufheizen der Raumluft. Beschreibung des Prozessablaufes.
Inductotherm Corp., Rancoras, NJ, US
Heftnummer 4
Energie
Tagungsbeitrag
Cobos, Luis; Rodríguez, Patxi; Carmicer, Pedro; Simonnin, Patrick; Montegu, Franck
High Power Thermal Plasma Heating (HPTP) in Automatic Casting Units: Tomorrow's Technology
Applied to Today's Casting
INASMET-TECNALIA, ES; SERT Metal, FR
Energie
Tagungsbeitrag
Danko, R.; Danko, J.; Holtzer, M.
Foundry Sand Reclamation - Theory and Industrial Practice
World production of castings, which in 2008 reached 93.5 millions of tons is accompanied by large quantities of
production wastes, mainly used moulding and core sands. Production of
1 metric ton of casting from ferrous alloys
generates circa 1 metric ton of waste, which due to containing certain amounts of harmful and dangerous compounds
should undergo a reclamation - at least of the main component, which means a silica grains.
The paper, among numbered other problems especially dealt with such problems of scientific and development research
concerning the reclamation of used foundry sands as: kind of used sand generated by the Polish foundries and ways to
their management. Functional characteristics of devices for typical reclamation methods, mechanism of liberating sand
grains from envelopes of used binding materials, influence of the kind of the reclamation treatment on the quality of
reclaimed sand grains, selection of effective reclamation processes and assessment methods of the reclaimed material quality were systematised according to the actual state of knowledge.
Additionally paper presents actually existing industrial reclamation systems and perspectives of its improvement based
on authors own individual practice.
Energie
Floyd, Trevor
Energy management in practice
Praktisches Energiemangement
Energy management systems (described in BS EN 160001-Energy Management Systens) are based on effective and
practical day-to-day activities, all that is asked is that you formalise the approach so that you are consistent
year-on-year and are fully aware of the opportunities available through waste reduction, technology updating and
effective staff procedures.BSI offer a self-assessment tool and approach for SMEs which does not require complete
extrnal auditing of methodologies employed to manage energy in-house.
Energy Institute, London, GB
Heftnummer 3688
Energie
Gibbs, Shea
Pacific Alloy Harnesses Sun's Power
Pacific Alloy spannt die Sonnenenergie ein
Pacific Alloy Casting Co. Inc., South Gate; C alif., USA, fuilfills almost 10 % of its energy needs via 1,190 installed solar
panels on the roof. The power helps the green sand and nobake plant offset the high costs associated with melting and
heat treating,
MC Editor
Modern Casting
Heftnummer 1
Energie
Tagungsbeitrag
Habig, Gutmann
Energieeffizienz im Maschinenbau
Dargestellt werden zunächst die aktuellen energiepolitischen Rahmenbedingungen auf EU-Ebene und nationaler Ebene.
Es folgt die Präsentation einer Analyse zu Energieeinsparpotentialen, erstellt von der Unternehmensberatung Roland
Berger. (Folienvortrag)
VDMA, Frankfurt, DE
Energie
Tagungsbeitrag
Helber, Joachim
Energieeffizienzanalyse in der praktischen Umsetzung
Vorgehensweise bei der Ermittlung der Energieeffizienz. Erfassen und Auswerten von Daten. (Folienvortrag)
IfG Institut für Gießereiechnik, Düsseldorf, DE
Energie
Tagungsbeitrag
Horácek, Milan; Charvát, Ondreij; Pavelka, Tomás; Sedlál, Josef, Madaj, Martin
Medical Implants by Using RP and Investment Casting Technologies
The paper deals with the production technology of knee joint replacement by using Rapid Prototyping technology. The aim of the work is to outline the manufacturing technology intended for prototype production
with the use of Rapid Prototyping and Investment Casting Technology in orthopaedics and surgery of knee joint
replacement. The research results should make an effective contribution to the attempts of minimizing of the invasive
surgical procedure, shortening of the production of knee joint replacement as well as cost reduction. At present, the
research is focused on the preparation of STL dates from CT (computed tomography) and verification of the production
technology of prototypes made of available RP technology and its evaluation.
Brno University of Technology, Brno, CZ
Energie
Buch
Kaltschmitt, M.; Hartmann, H.; Hofbauer, H. (Hrsg.)
Energie aus Biomasse
Energie
Tagungsbeitrag
Li, Yuanyuan; Chen, Weiping; Huang, Dan; Luo, Jie; Liu, Zhe; Chen, Yongcheng; Liu, Qiping; Su, Shifang
Energy conservation and emissions reduction strategies in foundry industry
Strategien zur Energieeinsparung und Emissionsminderung im Gießerwesen
Current energy conservation and emissions reduction strategies in iron and steel industry were reviewed. Since foundry
industry is one of the major source of energy consumption and pollution emission (especially CO2) , issues concerning
energy-saving and emission-reduction has been raised by governments and the industry. Specialists from around the
world carried out multidimensional analyses and evaluation on the potentials in energy conservation and emissions
reduction in iron and steel industry, and proposed various kinds of analyzing models. The primary measures mainly
focus on the targeted policies formulation and also on clean and high-efficient technologies development. The
differences and similarities in energy conservation and emission reduction in foundry industry among China and other
countries were discussed, while, the future and the development trends were also discussed in this paper.
South China University of Technology, Guangzhou, CN; Henan Polytechnic University, Jiaozuo, CN; Zhongtian
Chuangzhan Ductile Iron, Foshan, CN; Shaoguan Foundry & Forging Group, CN; Shenyang Research Institute of Foundry
(SRIF), CN
Energie
Tagungsbeitrag
Max Schumacher
Energie(effizienz) als Schlüsselthema der Gießereiindustrie
Das politische und rechtliche Umfeld des Energieverbrauchs wird dargestellt. Im BDG befast sich der Arbeitskreis
Energieffizienz mit Möglichkeiten zur Energieeinsparung, hierzu dient u.a. eine Tafel mit der Verteilung des
Energieeinsatzes in einer Gießerei. Der Vortrag enthält auch einige Angaben zu Energiekosten, Strompreisen und
Renditen von Gießereien.(Folienvortrag)
BDG Bundesverband der Deutschen Gießereiindustrie, Düsseldorf, DE
Energie
Buch
Müller, E.; Engelmann, J.; Löffler, T.; Strauch, J.
Energieeffiziente Fabriken planen und betreiben
Energie
Tagungsbeitrag
Nisi, Dieter
Steigerung der Energieeffizienz durch prozessintegrierte Maßnahmen beim Lösungsglühen und bei
der mechanischen Bearbeitung von Aluminiumzylinderköpfen
Verbessern der Energieeffizienz durch sytematische Prozesanalyse und -optimierung am Beispiel einer
Wärmebehandlung und der mechanischen Bearbeitung von Gussteilen (Folienvortrag)
Daimler, Stuttgart, DE
Energie
Buch
Posch, W.
Ganzheitliches Energiemanagement für Industriebetriebe
Energie
Buch
Regen, Susanne
DIN EN ISO 50001:2011, Arbeitsbuch zur Umsetzung
S. 84 S. (81 Seiten
Energie
Buch
Schieferdecker, B. (Hrsg.); Fuenfgeld, C.; Bonneschky, A.
Energiemanagement-Tools, Anwendung in Industrieunternehmen
Energie
Schumacher, Max
Energie(-effizienz) - ein Schlüsselthema für die Gießerei-Industrie
Inhalt: Politische Rahmenbedingunegn auf EU-Ebene und in Deutschland, Energieeffizienz und Stromverbrauch,
Energiesteuern, Gesetz für den Vorrang erneuerbarer Energien (EEG), Energieeffiziente Gießereiindustrie
BDG Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie, Düsseldorf, DE
Giesserei
Heftnummer 4
Energie
Tagungsbeitrag
Wiemann, Andreas; Marr, Jürgen
Betriebswirtschaftliche Kennzahlen zum Energieeinsatz in Gießereien
Spezifischer Enegieverbrauch (= auf eine Bezugsmenge, z. B. produzierte Tonne, bezogener Energieverbrauch) .
Betriebswirtschaftliche (energiebezogene) Kennzahlen. (Folienvortrag)
BDG Bundesverband der Deutschen Gießereiindustrie, Düsseldorf, DE; IfG Institut für Gießereitechnik gGmbH,
Düsseldorf, DE
Buch
MAK- und BAT-Werte-Liste 2012. Maximale Arbeitsplatzkonzentrationen und Biologische
Arbeitsstofftoleranzwerte
Deutsche Forschungsgemeinschaft -DFG-, Bonn, DE (Hrsg.)
Cochran, Brian
Don't Ignore Aluminium Dross Regulations
Ignorieren Sie nicht die Vorschriften für Aluminium-Dross
Obwohl Aluminiumdross ein in Metallgießereien allgemein anfallendes Material ist, ist dies ein potentiell gefährliches
Material, und die Handhabungs- und Transportvorschriften sollten beachtet werden. Aus Aluminiumdross können in
Reaktionen mit Wasser gefährliche Gase wie Methan, Ammoniakgas und Wasserstoff gebildet werden.
Brian P. Cochran & Associates, Wabashi, IN, US
Modern Casting
Heftnummer 1
Holmgren, Matts
External reuse of waste from foundries - experience, limits and laws in the EU
Externe Wiederverwendung von Gießereiabfall - Erfahrung, Grenzen und Vorschriften in der EU
Beschrieben wird die Entwicklung eines neuen Grünsandes mit deutlicher Emissionsreduzierung sowie die Möglichkeiten
zur Wiederverwendung von Gießereiabfall, insbesondere Altsand, außerhalb von Gießereien.
Swedish Foundry Association/Swerea SWECAST AB, SE
Heftnummer 3694
Tagungsbeitrag
Lehmann, Alexander
Magnesiumbrände effektiv löschen
(Folienvortrag) Es werden präventiver Brandschutz für Magnesiumgießereien und Löschsysteme gegen
Magnesiumbrände vorgestellt.
GENIUS Entwicklungs GmbH, Königs-Wusterhausen, DE
Thareja, Priyavrat
Holistic, Perspective and Requirements of EMS in Foundry Industry
Ganzheitlichkeit, Perspektive und Anforderungen eines Umweltmanagementsystems in der Gießereiindustrie
To implement environmental management system effectively, social, cultural improvement must be interfaced in
foundrymen, along with the installation of superior technical competencies. A honest implementation of EMS as a
cultural realignment has been recommended in line with both internal (voluntary) and external (mandatory)
requirements.
To manage environment performance continually, the EMS can be integrated with elaborate monitoring and
measurement of severity and time of pollutants over-shadow the scene. This will facilitate monitoring environmental
performance regularly and dynamically. Okay performance parallels with okay cultural performance and change.
It is recommended that a threshold be decided in order to continually improve the environmental performance, for
which better levels are sought than mandated by local Pollution Control Board.
The typical performance characteristics of environment-friendly organisations have been reviewed.
The mandates for conforming to and improving organisation's environmental performance as researched by World Bank
is reviewed.
PEC University of Technology, Chandigarh, IN
Heftnummer 6
Torralba, Beatrice; Gallou, Guillaume; Dutouquet, Christophe
Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) for the continuous measurement of metals at the
stack - The Emilibs Project
Kontinuierliche Messung von Metallemissionen im Abluftkamin mit LIBS (lasergestütztes
Plasmaemissionsspektroskopie-Verfahren) - Projekt Emilibs
Die globale Zielsetzung des Emilibs-Programms betraf die Entwicklung und Gestaltung eines Messmittels zur
kontinuierlichen Messung und Verfolgung von Schwermetallen in kanalisierten gasförmigen Emissionen aus
Industrieanlagen, um die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften sicherzustellen.
Zur Metallbestimmung sehen die herangezogenen Referenzmethoden eine Entnahme der Metalle in Partikel- und
Gasform mit anschließender Laboranalyse vor; daher eignen sie sich nicht zu kontinuierlichen Echtzeitverfolgung von
Anlagenemissionen.
Im Rahmen des Projekts wurde ein Prototyp für eine Feldinstrumentierung konstruiert, der nach dem Prinzip der
chemischen Elementarbestimmung durch laserinduzierte Plasmaemissionsspektroskopie arbeitet (engl. Kürzel: LIBS).
Die Entwicklungs- und Versuchsarbeiten im Labor fanden zunächst beim Unternehmen IVEA sowie den
Forschungseinrichtungen CNRS und INERIS statt; so wurde die Machbarkeit der neuen Technik für Kupfer, Mangan,
Kobalt, Blei und Nickel mit Nachweisgrenzen bis unter 10 % von den gesetzlich vorgeschriebenen Höchstwerten
untersucht. Im Anschluss wurden in Zusammenarbeit mit dem CTIF zwei Messkampagnen im Schmelzbetrieb von
Gießereien durchgeführt, um die Kupfer- und Mangan-Konzentrationen vor Ort im Kamin in Echtzeit zu beobachten. Die
Ergebnisse haben den Nachweis erbracht, dass der Einsatz des LIBSVerfahrens zur Überwachung von Schwermetallen in Industrieanlagen sachgerecht ist.
CTIF, FR; IVEA, FR; INERIS, FR
Fonderie
Heftnummer 27
Asbury, Stephen
Integrated for efficiency and continual improvement – the case for integrated managementsystems
Ganzheitlich für Effizienz und kontinuierliche Verbesserung – ein Beispiel für ganzheitliche Managementsysteme
The overall determing factor of a management system is, how well all its detailed elements are implemented. Key
elements in all management sytems are planned monitoring (by those responsible) and audit (by others who are
independent), leading to senior management review and target improvemnt plans. with 3 short case studies.
Corporate Risk Systems, GB
Heftnummer 3689
Tagungsbeitrag
Günay, Yaylali
What do we do next; to survive, grow and be distinguised
Welche Entscheidungen sind zu treffen; überleben, wachsen und profilieren
In a new world era, where financial systems are being restructured, manufacturing insight reconsidered and ways of
doing business is changing, the foundry industry has to adapt herself to the winds of change by placing all her Inputs
onto the table and reevaluate them to fit into this new era. The inherent strengths of the foundry Industry alone would
not be enough to fit in this change process, where careful and intelligent operation of the back office and the front
offices of the foundry should come into the picture. The recent global crisis and previous ones have had positive effects
on the improvement of foundry competitiveness by opening oppurtunities to change and "clean the house". The survival
strageties, as well as what actions to be taken for growth and maintaining a strong foot print in this complicated
atmosphere, is discussed in several headlines. In the long run, survival of individual foundries depends on well managed
orchestration by the "decision makers" of each Individual component of the foundry. Sustainability of the whole is the
sum of survival capabilities of its components and the management of their harmonlsation.
Turkish Foundrymen Association, Istanbul, TR; Günay Consulting, TR
Huppertz, Andreas; Jung, Ralf Paul; Speuser, Christian
Neustrukturierung des Einkaufsprozesses mit gleichzeitiger Innovationsförderung
Was die Automobilindustrie im Bereich Lieferantenentwicklung, Entwicklungspatenschaften und Innovationsförderung
auf Lieferantenseite bereits vorlebt, ist in vielen mittelständischen Kundengießereien noch nicht Standard. Der Einkauf
ist in einer Vielzahl von Unternehmen überwiegend operativ ausgerichtet und beschäftigt sich vorwiegend mit der
Abwicklung des Bestellprozesses. Eine konsequente strategische Ausrichtung der Einkaufsorganisation verschafft den
Zulieferern einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil durch effiziente Prozesse, Kostenführerschaft, Qualitätssicherheit
und nicht zuletzt durch eine gezielte Erschließung von Innovationen auf Lieferantenseite.
Claas Guss; Bielefeld, DE; intra-Unternehmensberatung, Düsseldorf, DE;
Giesserei
Heftnummer 2
Marcus, Daniel
Pricing of $Profit
Preisgestaltung für Gewinnerzielung
Metalcasters can only hope to break through to new levels of profiability by producing parts that are compatible with
their operations and ditching the rest. Compatible castings create focus and enable the company to achieve the best
quality, lowest costs and highest levels of customer satisfaction.
TDC Consulting Inc., Amherst, WI, US
Modern Casting
Heftnummer 1
Thielen, Peter
Steigender Preisdruck verändert traditionelle Kalkulationsverfahren
Die Gießereiindustrie steht schon seit Jahren unter einem permanenten, teilweise ruinösem Preis- und Kostendruck. Den
Zulieferern wird es aufgrund rigoroser Einkaufsmethoden oft schwer gemacht, nachhaltig gute Erträge zu
erwirtschaften. Denn immer mehr ihrer Kunden, vor allem im Bereich der Automotive, verlangen mit der
Angebotsabgabe die Offenlegung der Kalkulationen, um direkte Preisvergleiche anstellen oder nach Kostensenkungspotenzialen forschen zu können. Wer hier
mithalten will, muss transparente und aussagefähige Kalkulationsmethoden anwenden.
Peter Thielen Industrieberatung, Menden, DE
Giesserei-Praxis - Druckguss
Heftnummer 10
44th Census of World Casting Production
Worldwide casting shipments in 2009 fell to 80,343,048 tons, down 14 % from 2008, according to this year's Modern
casting Census of World Casting Production.
Of the 34 countries participating in the production survey this year, only five reported growth - China, India, Korea,
Portugal and South Africa. The average percentage decrease in shipments for the remaining countries with declining
production was 30 %.
Modern Casting
Heftnummer 12
Anonym
Aus dem Fachverband der Gießereiindustrie - Die Gießereiindustrie Österreichs im Jahr 2009
Der Artikel gibt einen kurzen Überblick über die konjunkturelle Lage der österreichischen Wirtschaft im Jahre 2009. Die
schwierige Lage infolge der weltweiten Wirtschaftskrise wird kurz erläutert. Ebenso wird auf das geringfügige Wachstum
im 3. und 4. Quartal eingegangen.
Der starke Einbruch in der Produktion wird sowohl im um fast 25 % gesunkenen Umsatz als auch im Rückgang der
produzierten Menge an Guss (Eisen-, Stahl- und Nichteisenmetallguss) um mehr als 30 % deutlich. Es werden detaillierte
Zahlen für den Eisen-, Stahl- und Graugussbereich sowie für den Nichteisenguss genannt. Weiterhin wird auf die Zahl
der Auftragseingänge, die Zahl der Gießereibetriebe in Österreich und die Anzahl der dort beschäftigten Mitarbeiter
eingegangen. 25 der 48 österreichischen Gießereibetriebe beschäftigen weniger als 100 Mitarbeiter. Darüber hinaus
wird die Entwicklung der Produktionsmenge der österreichischen Gießereiindustrie, unterteilt nach Gussarten, sowie die
Gussproduktion unterteilt nach Werkstoffen und Gießverfahren graphisch dargestellt.
Fachverband der Gießerei-Industrie Österreichs, Wien, AT
Giesserei Rundschau
Heftnummer 9/10
anonym
Outlook Strong for Metalcasters
Starker Ausbick für Metallgießer
Der Absatz der US-amerikanischen Metallgießereien stieg in 2011 um 15, 5 %. Dargestellt wird der Verlauf des
Absatzes der US-Gießereien von 2008 bis zum prognostizierten Absatz in 2015 für alle Gusswerkstoffe, wie Aluminium,
GJL, GJS, GJV, Melliertes Gusseisen, Stahlguss,Kupfer, Magnesium, Zink+Blei, Magnesium, Nickel-, Cobalt-und
Titanlegierungen.
MC Staff
Modern Casting
Heftnummer 1
Eisto, Taneli; Hölttä, Venlakaisa
Putting value into practice through foundry selection
Wertschöpfung durch Gießereiauswahl
This paper proposes a new model for selecting the most value adding supplier foundry for a firm. The model combines
the conflicting view points of purchasing, designing, and production related to foundry selection. Additionally, the model
links the foundry selection to classifications of components, projects, and suppliers. The study is executed in casting
industry. The comparison of the view points and classifications together reveal the total need of a firm in each case and
eliminate partial optimization from the foundry selection.
Aalto University School of Science, Aalto, FI
Heftnummer 3
Farley, Tom
Technology challenges in a changing downstream aluminium industry
Technologische Herausforderungen in einer sich ändernden, schrumpfenden Aluminiumindustrie
This article discusses changes in the aluminium industry and their impact on research and development. Some critical
technical challenges within the downstream rolling industry are highlighted, together with some potential step change
technologies which could provide solutions. Whilst the article relates primarily to wrought products, there are issues
discussed which are also applicable to the use of aluminium for castings.
Innoval Technology, Banbury, GB
Heftnummer 4
Kirgin, K.
Industry to Recover After Weak 2009
Die Industrie wächst wieder, nach schwachem Jahr 2009
After a record low in 2009, an 8 % increase in metal casting shipments is forecast for 2010. Long-term gains of 5.1 %
per year are projected through 2019.
Stratecasts Inc., Ft. Myers, FL, US
Modern Casting
Heftnummer 1
Lickfett, Heiko
Gussproduktion 2009 - globale Trends
Gießerei-Industrie-Weltregionen: Anteile an der Weltgussproduktion; Gusserzeugung in den wesentlichen
Industrieländern der Welt
BDG Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie, Düsseldorf, DE
Giesserei
Heftnummer 5
Lickfett, Heiko
Gussproduktion 2010 - globale Trends
Dargestellt in Tabellen und Diagrammen werden die Marktanteile, Wachtumsraten und Menge der Gusserzeugung
weltweit, angegeben nach Staaten, Erdteilen und Werkstoffen. Im erläuternden Texteil wird auf Besonderheiten und
Trends hingewiesen.
Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie, Düsseldorf, DE
Giesserei
Heftnummer 4
MC Staff
Casting Sales to Increase as Economy Recovers
Umsatzstatistiken der Gießereiindustrie in den USA von 2007 bis 2013(geplant) nach Gusswerkstoffen und
Abnehmerbereichen
Modern Casting
Heftnummer 1
Schneider, T., Essen, DE
Unternehmerische Entscheidungen sind grundsätzlich unsicher, ein bestimmtes, nicht exakt quantifizierbares Risiko
besteht immer. Wie dieses bei der Entscheidungsfindung berücksichtigt werden kann, ohne Scheingenauigkeit
vorzutäuschen, wird in diesem Beitrag aufgezeigt.
Giesserei-Praxis
Heftnummer 5
Tagungsbeitrag
Spada, Alfred; Rajan, Chandra
Global casting trends & combating international competition A SWOT (Strength,
Weakness,Opportunity,Threat). Analysis of low cost nations competing with developed countries
Globale Gusstrends & Bekämpfung des internationalen Wettbwerbs. Eine SWOT Analayse (Strength, Weakness,
Opportunity, Threat) von Niedriglohn-Nationen im Vergleich mit entwickelten Ländern
Analysiert wird die globale Gießereiindustrie in der Vergangenheit, Gegenwart und Zukuft. Bericht über globale
Entwicklungstrends in der Gießereiindustrie und Vergleich zwischen Niedriglohnländern und entwickelten
Industrieländern hinsichtlich der Stärken, Schwächen, Chancen und Bedrohung. Angegeben werden die
Produktionsentwicklung für Gusseisen mit Lamellengraphit, Gusseisen mit Kugelgraphit, Temperguss, Stahlguss,
Aluminium- und andere NE-Metall-Gusslegierungen für Länder in Asien, Europa, Nordamerika und Südamerika und die
Einsatzgebiete für Gussteile.
American Foundry Society (AFS), Schaumburg, IL, US; Foseco Metallurgical, Cleveland, OH, US
Twarog, Daniel L.
State of the U.S. diecasting industry
Lage der Kokillengießereien in den USA
In less than 10 years, the U.S. diecasting industry has lost 25 % of its companies and 35 % of its machines. In the last
two years, it has lost 37.5 % of its employees - this is an industry in critical condition.
The diecasting industry will continue to consolidate through 2010. Private companies will loose asset leverage, and the
banks will stop lending. Capacity will shrink another 10 %! Profitability will be difficult to maintain as the rest of world
seeks to recover faster and keep their prices very low.
Surviving diecasting companies will start to recover faster as orders increase in the second half of 2010.
North American Die Casting Association (NADCA), Wheeling, IL, US
Heftnummer 3672
Williams, Ron; Hirst, Richard; u.a.
Growing Word Investment Casting Market Surpasses 2008 Levels
Wachsender Weltmarkt für Feinguss übertrifft die Marken von 2008
Umsätze von Feinguss weltweit 2002 bis 2011, nach Erdteilen und Feinguss-Lageberichte speziell für Nordamerika,
Europa, China; Japan, Indien , Australien und Tschechien
Incast
Heftnummer 1
S. 9-18 (10 Seiten, 10 Bilder
125 Jahre Automobil - Auswirkungen auf die Werkstoffentwicklung in der Gussteilfertigung:
Teil 3: Nichteisengusswerkstoffe
Bereits in der Anfangszeit der Mobilität, als die Motoren noch keine große Leistungsfähigkeit hatten, führten die
Leichtbaumöglichkeiten mit Leichtmetalllegierungen zu vielfältigen Anwendungen, die durch die weitere technisch
technologische und Werkstoffentwicklung bis heute die Wettbewerbsfähigkeit der Leichtmetalle im Automobilbau
erhalten haben. Die erfolgreiche Entwicklung in den letzten zwei Jahrzehnten ist dabei eng mit den aus wirtschaftlichen
wie umweltseitigen Gründen zunehmend in den Fokus der Automobilbauer gelangenden Leichtbaubestrebungen
verbunden. Über die durch die Automobilindustrie geförderten Werkstoffentwicklungen bei den Leichtmetallen
Aluminium und Magnesium wird nachfolgend berichtet.
Guss im Wandel der Zeit
Heftnummer 2
125 Jahre Automobil - Auswirkungen auf die Werkstoffentwicklung in der Gussteilfertigung. Teil 1:
Die Mobilitätsentwicklung und ihr Einfluss auf die Gießereiindustrie
Als Geburtsstunde des Automobils im Sinne der bis heute gültigen Definition gilt die Patentanmeldung des dreirädrigen
Motorwagens "Tricycle" von Carl Benz vom 20. Januar 1886, dessen Verdienst darin besteht, das erste voll
funktionsfähige selbstfahrende, von Motorkraft angetriebene Automobil der Welt zu sein. Damit wurde eine beispiellos
erfolgreiche Entwicklung bis heute ins Leben gerufen, die ihresgleichen sucht. Die sich herausbildende manufakturelle
Automobilproduktion mit teuren Automobilen für die Oberschicht entwickelte sich schnell zu einer industriemäßigen
Produktion billiger Automobile, die immer breiteren Schichten der Bevölkerung in den entwickelten Ländern der Welt,
ihrem Wunsch, schneller und ohne großen Kraftaufwand von einem Ort zum anderen zu kommen, erfüllten. Dieser von
der Menschheit schon lange gehegte Wunsch ging damit in Erfüllung und führte in der zweiten Hälfte des 20. Jhs. zur
Ausbildung einer Individualverkehrsgesellschaft, wo Automobile sowohl als schnelles Transportmittel als auch
Statussymbol einer zunehmenden breiten Schicht der Bevölkerung genutzt wurden, die über ausreichende Geldmengen
verfügte, die es ihnen auch erlaubte, sich den Wunsch nach einem eigenen Automobil zu erfüllen. Da Automobile
komplizierte technische Gebilde sind, entstand im Umfeld der Automobilbauer eine breite spezialisierte Zulieferindustrie,
die die erforderlichen Bauteile und Baugruppen bereitstellt. Dazu gehört auch die Gießereiindustrie, die heute in
Großserien Motoren, Bremsen, Fahrwerks- und Karosseriebauteile sowie andere Zubehörteile aus den verschiedenen
Werkstoffen zuliefert. Der Großteil aller gefertigten Gussteile wird für den Automobilbau produziert, weshalb aus Anlass
des Jubiläums nachfolgend an die wichtigsten Entwicklungsschritte im Bereich der Gusswerkstoffentwicklung erinnert
werden soll. Teil 2 in Heft 1/2012
Heftnummer 4/2011
anonym
125 Jahre Automobil - Auswirkungen auf die Werkstoffentwicklung in der Gussteilfertigung. Teil 2:
Eisengusswerkstoffe
Die Eisengusswerkstoffe nehmen in der Entwicklung der Automobilindustrie eine bedeutende Rolle ein und haben von
Anfang an die Entwicklung des Automobils begleitet und beeinflusst. Trotz zunehmender Konkurrenz der Leichtmetalle,
deren Entwicklung im folgenden dritten Teil aufgezeigt wird, haben sie auch heute noch bedeutende Anwendungsfelder
im Fahrzeuggussbereich aufzuweisen, die nicht zuletzt einer breiten und umfassenden Werkstoffentwicklung zu
verdanken sind. Die wichtigsten und bedeutendsten Werkstoffentwicklungen im Gusseisen- und Stahlgussbereich, die in
den Automobilbau Eingang gefunden haben und zu dessen weiterer Entwicklung beigetragen haben, sollen deshalb
nachfolgend vorgestellt werden.
Heftnummer 1/2012
anonym
275 Jahre Eisengießerei Gienanth in Eisenberg
Die heute erfolgreich im Fahrzeugguss tätige Eisengießerei Gienanth in Eisenberg (Pfalz) wurde 1735 als ein
Großhammerwerk gegründet, das die Familie Gienanth gepachtet hatte und in fast drei Jahrhunderten zu einer
erfolgreichen Eisengießerei ausbaute. Besonders hervorgetan haben sich die Besitzer bis heute mit ihren umfassenden
sozialen Maßnahmen. Heute ist die Gießerei zwar nicht mehr ein Familienunternehmen, aber durch kluge
Geschäftspolitik ein international agierendes Unternehmen, das vor allem auf dem US-amerikanischen Markt Fuß
gefasst hat.
Heftnummer 1
anonym
Die Fürst Stolberg Hütte - Eisenmanufaktur im Spannungsfeld zwischen Gebrauchs- und Kunstguss
Seit dem 11. Jh. wird im Harz bereits Eisen gefördert und verarbeitet. Im 16. Jh. entstanden an dem Fluss Ilse
nachweislich mehrere Hüttenwerke, die die Entwicklung der Stadt Ilsenburg maßgeblich beeinflussten. Die Harzer
Eisenerzvorräte sicherten deren Auskommen bis ins 19. Jh. und ließen Ilsenburg für 200 Jahre zu einem der größten
Eisenerzerzeuger und -verarbeiter werden. Einen entscheidenden Aufschwung erlangte die Ilsenburger Eisenindustrie,
als die Grafen zu Stolberg-Wernigerode diese Entwicklung besonders förderten und damit die Weichen für einen
erfolgreichen Sprung in die aufkommende Industriegesellschaft stellten. Davon profitierte besonders die von diesen
Grafen 1530 gegründete Fürst Stolberg Hütte, die sich auf die parallele Produktion von filigranem Eisenkunstguss und
Gebrauchsguss spezialisiert hatte. Trotz der Anfang des 20. Jhs. aufkommenden Konkurrenz der Großindustrie an Rhein
und Ruhr ist diese Gießerei bis heute erfolgreich am Markt. Über die Historie dieser Gießerei hat die GWZ in H. 4/2005,
S. 15 - 18, anlässlich des 110. Todestages von Eduard Schott, der den filigranen Eisenkunstguss in dieser Gießerei zur
Blüte entwickelt hatte, bereits ausführlich berichtet. Im Folgenden wird über die letzten 20 Jahre der Fürst Stolbert
Hütte berichtet, die durch eine grundlegende Neuorientierung infolge der Deutschen Einheit geprägt war, aber die
Firmenstrategie von der parallelen Fertigung traditioneller und moderner Eisenkunstgusserzeugnisse und
Gebrauchsgussteilen in flexiblen Kleinserien erfolgreich fortsetzt.
Heftnummer 2
anonym
Kurze Geschichte des Stranggießens von Metallteilen
Beschrieben wird die Entwicklung des Stranggießens von den ersten Patenten (Henry Bessemer 1846) und ersten
industriellen Anwendungen (in GB 1946, Knüppelgießanlage in Senkrechtbauweise) bis zu heutigen Verfahren. Die
beschriebenen Anwendungsgebiete sind unterteilt nach Schwer- und Leichtmetallen, Gusseisen und Stählen.
Heftnummer 1
anonym
Sie liegen uns zu Füßen - Straßendeckel in Berliln
Straßendeckel sind in Deutschland vor allem Gusseisenteile, die mehr oder weniger attraktiv entsprechend des
Zeitgeschmacks gestaltet sind. Unterschiedliche Formen und Materialien geben Aufschluss über ihr Alter und die Art
der Schachtabdeckung. Über eine besonders vielschichtige Straßendeckelentwicklung verfügt die Stadt Berlin, die früh
eine Vorreiterrolle in der unterirdischen Wasserzu- und -abführung einnahm. Heute gibt es verschiedene Medien, die
unter der Erde verlegt sind und über entsprechende Schachtabdeckungen verfügen, wie das Wasser- und
Abwassersystem, Gasleitungen, Telefon- und Stromkabel. Die schönsten Exemplare hat die Industrie-Designerin Annett
Stroetmann auf Fotos dokumentiert, die vom 2. November 2010 bis zum 28. Februar 2011 im Technikmuseum Berlin
gezeigt wurden.
Heftnummer 2
Franke, Simone
Cupolofen-Register 1879 bis 1893
Franke Gießereitechnik, DE
Giesserei-Praxis
Heftnummer 12
Recknagel, Ulrich; Schütt, Karl-Heinz
Das Maskenformverfahren und seine maschinentechnische Entwicklung. Teil 1: Die Anfänge
Am Anfang der Entwicklung chemisch gebundener Formverfahren steht eine deutsche Erfindung - das
Maskenformverfahren, auch nach seinem Erfinder früher C-Verfahren oder Croning-Verfahren genannt. Dieses
Formverfahren nutzt zur Herstellung von Formen und Kernen ein völlig neues Fertigungsprinzip, das erstmals Kunstharz
als Bindemittel für den Gießereiformstoff einsetzte. Das Verfahren eignet sich vor allem für die Serienfertigung von
Formen und Kernen, weshalb es zu einer Entwicklung spezieller Form- und Kernfertigungseinrichtungen kam, die in
diesem Aufsatz beschrieben werden soll.
Heftnummer 4
Recknagel, Ulrich; Schütt, Karl Heinz
Das maskenformverfahren und seine maschinentechnische Entwicklung. Teil 2: von 1960 bis heute
(Fortsetzung von Teil 1 in Heft 4, 2010) Das Maskenformverfahren kann bis heute auf eine erfolgreiche Entwicklung
zurückblicken und wird nach wie vor trotz der ab den 1980er Jahren dominierenden Kaltharzverfahren bis heute in
vielen Ländern als Form- und Kernherstellungsverfahren eingesetzt. Die maschinentechnische Entwicklung des
Verfaahrens ab den 1960er Jahren wird im Beitrag vorgstellt.
Heftnummer 1
Reinhardt, Iris
Wasser in gusseisernen Adern - 110 Jahre Gussrohrproduktion am Duktus-Standort Wetzlar
- Von der Roheisenversorgung zur Röhrengießerei
- Vom Sandguss- zum Schleudergussverfahren
- Von Grauguss zu duktilem Gusseisen
- Von der Asphaltierung zur Zementmörtel-Umhüllung ZMU
- Von der Stemmmuffen-Verbindung zu BLS(R)/VRS(R).T
Giesserei Praxis
Heftnummer 7-8
Rzadkosz, Stanislaw, Garbacz-Klempka, Aldona; Glowa, Wojciech
Kupferhaus. On copper in medieval Krakow
Kupferhaus. Über Kupfer im mittelalterlichen Krakau
AGH - Akademia Górniczo-Hutnicza, PL; Archeologiczny Zsepót Badawczy Rynku Glównego w Krakowie, PL
Heftnummer 5-6
Schütt, Karl-Heinz
Jahresübersicht Technikgeschichte, Kunstguss, Kunsthandwerk (13. Folge)
Jahres-Literaturschau zur Gießerei-, Technik- und Unternehmensgeschichte; zum Kunst- und Glockengusss und
historischen Gebrauchsguss
Giesserei
Heftnummer 12
Tagungsbeitrag
Tan, Derui; Lian, Haiping
The Chinese traditional casting techniques
Die Geschichte der Gießtechniken in China
In the course of Chinese civilization, which lasted more than 5000 years, casting production has made a huge
contribution. In this paper, the main representative metal castings were introduced. Some castings showed the different
traditional casting techniques Including the stone-mold casting, the clay-mold casting, the metal-mold casting, the
stack-casting, the burn-out casting, the lost-wax process and the sand-mold casting. Some castings showed different
alloy technologies including bronze, bimetallic bronze, malleable hard iron, ductile cast iron, brass and cupronlckel.
Some castings showed surface decorative techniques including gem inlay, gilding, gold and silver inlay, copper inlay,
carved decoration, surface tin-enrichment, mother-of-pearl inlay, burnished works with gold or silver inlay, surface
coloring and cloisonne enamel.
Chinese Traditional Techniques Committee, CN; Shanghai Museum, CN
Uhlig, Heinz Dieter
Detlev Carl Graf von Einsiedel - Wirtschaftslenker, Politiker, Eisenhüttenmann.
Teil 3: Der Begründer des Lauchhammerkunstgusses
Im dritten Teil dieser dreiteiligen Veröffentlichung, die auf einem am 17. Dezember 2010 im Kunstgussmuseum
Lauchhammer anlässlich des 200. Todestages des Grafen Detlev Carl von Einsiedel von Heinz Dieter Uhlig (Autor dieser
Veröffentlichung) gehaltenen Vortrag basiert, wird an den Begründer des Lauchhammerkunstgusses erinnert. Dass sich
dieser auch grundsätzlich um die wirtschaftliche Entwicklung Sachsens und im Speziellen um die Weiterentwicklung der
Stahlmetallurgie und des Eisengusses verdient gemacht hat, wurde in den ersten beiden Teilen dieser Veröffentlichung
anschaulich dargelegt und auf seine besondere Bedeutung für die Entwicklung Sachsens zu einem frühkapitalistischen
Industriestandort hingewiesen. Der nun folgende dritte und letzte Teil befasst sich mit seinen Aktivitäten im
Kunstgussbereich.
Förderverein Industriemuseum Chemnitz e.V., Lichtenau, DE
Heftnummer 2
Uhlig, Heinz Dieter
Gustav Krautheim - Beitrag zum Leben und Werk eines Chemnitzer Industriepioniers
Teil 4: Die bayerische Stahlformgießerei Krautheim & Co. GmbH in Allach
Der Chemnitzer Industriepionier Gustav Adam Krautheim hat im ausgehenden 19. Jahrhundert die industrielle Erzeugung
von Stahlformguss in Sachsen eingeführt. Im ersten Viertel des 20. Jahrhunderts gehörte er bereits zu den
bedeutendsten Erzeugern von Stahlformguss in Deutschland. Im November 2008 wurde anlässlich des 120. Jahrestages
der Gründung der ersten Gießerei Krautheims in Chemnitz eine Dokumentation vorgelegt, die den Titel "Gustav
Krautheim - Beitrag zu Leben und Werk eines Chemnitzer Industriepioniers und zur Geschichte der Chemnitzer
Stahlgießereien" (1) trug. Sie besteht aus einem Vorwort und drei selbstständigen Teilen. Der erste Teil befasst sich mit
Krautheims ersten drei Lebensjahrzehnten vor seiner Firmengründung in Chemnitz (2), der folgende mit dem
Fabrikanten, Besitzer mehrerer Stahlformgießereien und Industriellen (3) und der letzte Teil hauptsächlich mit der
Entwicklung der Stahlformgießerei in Chemnitz-Borna (4). Aus den genannten Dokumentationen wurde auszugsweise
publiziert (5 bis 16), darunter auch in einer dreiteiligen Veröffentlichung in der GWZ, die jetzt mit dem 4. Teil zum Wirken
Krautheims im bayerischen Allach (heute ein Stadtteil von München) abgeschlossen wird. Über die dortige Stahlgießerei
und Krautheims Bedeutung für diese Gießerei lagen bisher wenige, teils auch unrichtige Angaben vor. Deshalb soll im
Folgenden der gegenwärtige Wissensstand dokumentiert werden.
Förderverein Industriemuseum Chemnitz e.V., Lichtenau, DE
Heftnummer 2
Uhlig, Heinz Dieter, Dr.
Detlev Carl Graf von Einsiedel - Wirtschaftslenker, Politiker, Eisenhüttenmann. Teil 1: Das
Grafengeschlecht von Einsiedel und seine politische Stellung
In dem in drei Teilen nachfolgend veröffentlichten Vortrag, der anlässlich des 200. Todestages des Grafen Detlev Carl
von Einsiedel am 17. Dezember 2010 im Kunstgussmuseum Lauchhammer von Heinz Dieter Uhlig (Autor dieser
Veröffentlichung) gehalten wurde, wird an den Begründer des Lauchhammer-Kunstgusses erinnert. Der vorliegende
erste Teil befasst sich mit der Herkunft des Grafen und seiner politischen Stellung in Sachsen. Auf seine Aktivitäten als
Unternehmer, Eisenhüttenmann und Begründer des Lauchhammer-Kunstgusses wird in den folgenden beiden Teilen
dieser Veröffentlichung in den ersten beiden GWZ-Heften 2012 eingegangen.
Förderverein Industriemuseum Chemnitz e.V., Chemnitz, DE
Heftnummer 4/2011
Uhlig, Heinz Dieter, Dr.
Detlev Carl Graf von Einsiedel - Wirtschaftslenker, Politiker, Eisenhüttenmann. Teil 2: Der
Unternehmer
Im zweiten Teil dieser dreiteiligen Veröffentlichung anlässlich des 200. Todestages des Grafen Detlev Carl von Einsiedel,
die auf einem am 17. Dezember 2010 im Kunstgussmuseum Lauchhammer von Heinz Dieter Uhlig (Autor dieser
Veröffentlichung) gehaltenen Vortrag basiert, wird an den Begründer des Lauchhammer-Kunstgusses erinnert, der sich
aber auch grundsätzlich um die wirtschaftliche Entwicklung Sachsens verdient gemacht hat. Der nachfolgende zweite
Teil befasst sich deshalb mit seinen unternehmerischen Aktivitäten, aus denen sein Wirken als Eisenhüttenmann und die
Einführung des Kunstgusses im Lauchhammerwerk, Lausitz, besonders herausragen. Es wird nachfolgend ausführlich
auf die Entwicklulng des Lauchhammerwerkes als "Gräflich Einsiedelsche Werke" und die Aktivitäten des Grafen zur
Weiterentwicklung der manufakturellen Gießhütte zur frühindustriellen Produktionsstätte eingegangen, die als Basis der
weiteren erfolgreichen Entwicklung des Unternehmens im 20. Jh. angesehen werden kann. Im folgenden dritten Teil im
nächsten Heft werden die Kunstgussaktivitäten ausführlich beschrieben.
Förderverein Industriemuseum Chemnitz e.V., Chemnitz, DE
Heftnummer 1/2012
Wiesnet, Heinz
100 Jahre Luitpoldhütte in Amberg
Eine der zahlreichen deutschen Gießereien mit langer Tradition ist die Luitpoldhütte in Amberg, Obwohl schon im Jahre
1883 als Gießerei gegründet, beging man im März diesen Jahres in Amberg den einhundertsten Geburtstag der
Namensgebung des Betriebes in Luitpoldhütte. Aus diesem Anlass fand am 19. März im Amberger Rathaus eine
Festveranstaltung statt, auf der Herr Heinz Wiesnet als Vorstandsmitglied der Luitpoldhütte AG einen Festvortrag hielt,
der die lange und wechselvolle Geschichte des Traditionsunternehmens beleuchtete.
Luitpoldhütte, Amberg, DE
Giesserei Praxis
Heftnummer 4
Verschiedenes
Campos, I.; Álvarez, J. A.; Villar, P.; Pascual, A.; Herrero, L.
Absorption capacity of foundry sand for Cr (VI)
Aufnahmefähigkeit von Gießereisand für Chrom (VI)
Absorption capacity of foundry sands, a waste product from the iron foundry industry, was evaluated for the removal of
Cr (VI) from aqueous solutions at different pH values. Chemical foundry sands are composed of fine silica sand, furanic
resin binders, a chemical catalyst and residual iron particles. Because of their absorption and reaction capacity, batch
trials were performed to determine the feasibility of the use of foundry sands as a low-cost reactive medium the
removal of for Cr (VI) from industrial wastewater. Discontinuous absorption tests were performed in duplicate at 20° C
containing a 2g dry mass of foundry sands and initial Cr concentrations of between 10 an 100 mg/l as K(index2)Cr
(index2)O(index7). The initial pH value was adjusted to 2.5, 4.0 and 6.0. Control tests without sands were used as
blanks to estimate losses of Cr during the test procedure. Absorption coefficients were obtained by fitting the
absorption data with Langmuir isotherm model. In this work, removal capacities of foundry sands for Cr (VI) of 40-70%
were obtained in a pH range of 6-2. This removal capacity can be attributed to the presence of a large number of
protonated silanol, aluminol groups and iron particles. Low pH values enhanced absorption capacities of foundry sands.
Technology Centre AIMEN, Pontevedra, ES
Heftnummer 3693
Verschiedenes
Czech, Adam; Holtzer, Mariusz
Aluminium recovery from fine-grained fractions originated at aluminium dross processing
Aluminiumwiedergewinnung aus feinkörnigem Bruch bei der Verarbeitung von Alumiumdross
A metal recovery by means of a traditional sieve method is not efficient, since grains selected by this method contain
too much non-metallic contaminations.
The performed investigations indicate, that the grain classification process performed in the described device enables
the efficient dividing material into proper fractions and its enrichment in metallic aluminium by grains cleaning. The
presented solution is an effective way of the classification and grain surface cleaning. The presented device allows to
limit the amount of wastes generated by processing of aluminium dross. When the proper filtrating systems are applied,
this device warrants a high yield and due to that, a cheap and ecologically safe reclamation of aluminium rich fractions.
The obtained fraction "A"-rich in metallic aluminium - is suitable for the aluminium production. However, on account of
its fine-grained form, it will require working out of the optimal melting technology. The remaining fractions ("B-1" and
"B-2") require further investigations on their utilisation.
HERMEX w Herbach, Akademii Górniczo-Hutniczej, PL; AGH - Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, PL
Heftnummer 5-6
Verschiedenes
Tagungsbeitrag
Dotson, D.
Engage, empower and align - The core of next generation manufacturing
Disziplin, Befähigung und Orientierung - Kern der nächsten Generation der Fabrikation
If manufacturing in the United States is to survive the challenges of globalization, it will be because workers and leaders
are personally engaged, empowered as teams, and aligned around a strategy that revolutionizes the shop floor. The
overall state of manufacturing, specifically our foundry industry, is not good. The industry is plagued by incredibly high
turnover; foundry intellectual capital is retiring; only a small percentage of foundries are recapitalizing; and we have a
miserable safety record. While the revolution to survive must be inspired by leaders, it will only happen when the
molders, core makers, iron pourers and finishers are individually excited about contributing to customer success. This
challenge is made even more difficult by the diversity of our workforce. It is, however, a challenge being met by
companies that are preparing for Next Generation Manufacturing.
Dotson Iron Castings, Mankato, MI, US
S. S.1-10
Seiten/Bilder/Tabellen/Quellen: 10S,9B
Verschiedenes
Dunming, Liao; Bin, Zhang; Jianxin, Zhou; Ruixiang, Liu; Liliang, Chen
Using finite difference method to simulate casting thermal stress
Anwendung der Finite-Differenzen-Methode zur Simulation von thermischen Spannungen in Gussstücken
Thermal stress simulation can provide a scientific reference to eliminate defects such as crack, residual stress
centralization and deformation etc., caused by thermal stress during casting solidification. To study the thermal stress
distribution during casting process, a unilateral thermal-stress coupling model was employed to simulate 3D casting
stress using Finite Difference Method (FDM), namely all the traditional thermal-elastic-plastic equations are numerically
and differentially discrete. A FDM/FDM numerical simulation system was developed to analyze temperature and stress
fields during casting solidification process. Two practical verifications were carried out, and the results from simulation
basically coincided with practical cases. The results indicated that the FDM/FDM stress simulation system can be used
to simulate the formation of residual stress, and to predict the occurrence of hot tearing. Because heat transfer and
stress analysis are all based on FDM, they can use the same FD model, which can avoid the matching process between
different models, and hence reduce temperature-load transferring errors. This approach makes the simulation of fluid
flow, heat transfer and stress analysis unify into one single model.
China Foundry
Heftnummer 2
Verschiedenes
Tagungsbeitrag
Fu, Yabo; Li, Guobing; Cheng, Jie; Lu, Yiping; Li, Tingju; Yin, Guomao; Jin, Junze
Crystal planes transformation of CuNi10Fe1Mn alloy billets under rotating electromagnetic field
Umwandlung der Kristallebenen von Barren der Legierung CuNi10Fe1Mn unter einen rotierenden elektromagnetischen
Feld
The purpose of the paper is to study the crystal planes transformation of CuNilOFelMn alloy billets under rotating
electromagnetic field (REF). The paper firstly explored the crystal textures, crystallinity of XRD (X-Ray Diffraction). The
results demonstrate thatj REF stimulates crystal planes to transform from the crystal plane (311) to (111) , As a result,
the CuNi10Fe1 Mn alloy tubes can have good plastic behaviours; REF enhances the crystallinity. The Crystallinity with
the REF is increased of 9.53% compared to those without REF, so increased crystallinity enhances the numbers of the
crystal, which makes the crystal orientation arrange obviously.
Dalian University of Technology, CN; Dalian Maritime University, CN
Verschiedenes
Tagungsbeitrag
Li, Jintao; Xu, Guangming; Cui, Jianzhong
Effect of twin roll casting on microstructure and perfromance of 5052 aluminum alloy plate
Einflus des Gießwalzens mit zwei Walzen auf das Mikrogefüge und das Verhalten einer Platte aus der
Aluminiumlegierung 5052
The roll casting technology of 5000 series aluminum alloy is one of the difficulties at present. Roll casting technology
was employed in this paper and high quality 5052 aluminum alloy strips were fabricated successfully under different
conditions. Microstructures of 5052 aluminum alloy in two-phase region, deformation zone and formed strip zone have
been investigated. Microstructure development rule has been revealed. Microstructures and mechanical properties of
5052 aluminum alloy obtained under different conditions have been analyzed. The good condition for roll casting of
5052 aluminum alloy has been found. Some measures were taken for improving the quality of 5052 aluminum alloy strip
obtained by roll casting which contribute much to the industrial production of 5052 aluminum alloy.
Verschiedenes
Tagungsbeitrag
Melzer, Carsten; Zelger, Christian; Uffelmann, Dirk; Hanko, Gerhard
Synergien durch Technologietransfer am Beispiel von Al-Blechentwicklungen für Luftfahrt- und
Automobilanwendungen
Der integrierte Standort Ranshofen mit eigener Gießerei und modernsten Gießtechnologien ermöglicht kurze
Reaktionszeiten für gezielte Neuentwicklungen. Luftfahrtanforderungen sind über die gesamte Prozesskette etabliert
und setzen Maßstäbe für höchste Prozessstabilität bei allen Produktionsgruppen. Die intelligente Nutzung von
AMAG-Kernkompetenzen in Kombination mit dem intensiven Austausch von technologischen Erkenntnissen zwischen
den Produktgruppen führt zu kürzeren Entwicklungszeiten von Premiumprodukten mit exzellenten Eigenschaftsprofilen
und spezifischen Lösungen für höchste Kundenzufriedenheit.
Die vorgestellten neuartigen Wärmebehandlungen von 6xxx-Legierungen ermöglichen angepasste Eigenschaftsprofile
mit erheblichen Zeiteinsparungen und hoher Ökonomie, oder höchsten Festigkeiten in dieser Legierungsgruppe. AMAG
TopForm (R) SPF, AMAG TopForm (R)UHS und AMAG MultiClad(R)UHS bieten exzellente Eigenschaftskombinationen in
puncto Festigkeit und Umformvermögen mit herausragendem Leichtbaupotenzial.
Austria Metall (AMAG), Ranshofen, AT; AMAG rolling, Ranshofen, AT
Verschiedenes
Tagungsbeitrag
Piha, Olavi; Niini, Eero; Orkas, Juhani
Agility in volume changes as a success factor in the future global foundry industry
Lebendigkeit bei den Volumenänderungen als ein Erfolgsfaktor in der Zukunft der globalen Gießereiindustrie
The ability of foundries to react quickly to volume changes is known to be generally poor. One reason for this is that
foundry production is often work intensive and the volume flexibility of work intensive production is relatively low. It is
difficult to find and keep skilled and motivated workforce If the work is irregular and uncertain. Another reason for the
lack of agility Is the inflexible supply chain and its dependency on one or only few casting production units with low
volume agility and narrow product spectrum. This paper discusses agility aspects of castings supply chain and foundry
production in iron foundry business. The exploitation of far-off outsourcing is also concerned, in general business and
production economics literature, supply chain and its agility and flexibility are widely contemplated and considered as
important factors in functionality of the supply chain. However, the supply system is often understood as a long-term
pipe system of resources moving products from the supplier to the customer. The attention is typically directed on the
organizational aspects of the chain and on slowly changing largescale long-series production. Agility of the production
systems and technologies are less emphasized. Attention has not been focused on lower volume make-to-order
production and rapid-tempo order-by-order business either. Running successful foundry business requires demanding
cooperation and interaction between the customer and the other operators within the production network or chain,
within which the central casting production unit is not inherently very agile. Casting production includes significant
ramp-up work and time and fixed costs per every new product, and the need tor speeding up this stage is important
when enhancing agility.
Helsinki University of Technology, Espoo, FI
Verschiedenes
Ri, Li; Fei, Li; Jianqiang, Zhang; Fatian, Shen
Study on boundary search method for DFM mesh generation
Untersuchung zur Grenzflächensuchmethode für die Generierung von DFM-Netzen
The boundary mesh of the casting model was determined by direct calculation on the triangular facets extracted from
the STL file of the 3D model. Then the inner and outer grids of the model were identified by the algorithm in which we
named Inner Seed Grid Method. Finally, a program to automatically generate a 3D FDM mesh was compiled. In the
paper, a method named Triangle Contraction Search Method (TCSM) was put forward to ensure not losing the boundary
grids; while an algorithm to search inner seed grids to identify inner/outer grids of the casting model was also brought
forward. Our algorithm was simple, clear and easy to construct program. Three examples for the casting mesh
generation testified the validity of the program.
Hebei University of Technology, Tianjin, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Verschiedenes
Ri, Li; Fei, Li; Jiangqiang, Zhang; Fatian, Shen
Study on boundary search methold for DFM mesh generation
Untersuchung zur Grenzflächensuchmethode für die DFM-Netzgenerierung
The boundary mesh of the casting model was determined by direct calculation on the triangular facets extracted from
the STL file of the 3D model. Then the inner and outer grids of the model were identified by the algorithm in which we
named Inner Seed Grid Method. Finally, a program to automatically generate a 3D FDM mesh was compiled. In the
paper, a method named Triangle Contraction Search Method (TCSM) was put forward to ensure not losing the boundary
grids; while an algorithm to search inner seed grids to identify inner/outer grids of the casting model was also brought
forward. Our algorithm was simple, clear and easy to construct program. Three examples for the casting mesh
generation testified the validity of the program.
Hebei University of Technology, Tianjin, CN
China Foundry
Heftnummer 3
Verschiedenes
Rudolf, Rebeka; Zorko, Lidija; Anzel, Ivan; Stopic, Srecko; Friedrich, Berndt
Izdelava zlatih nanodelcev s predelavo odpadnega zlata
Goldschrottverarbeitungstechnologie für Nanopartikel
The aim of this work was to prepare gold nanoparticles from gold scrap by using Ultrasonic Spray Pyrolysis (USP). USP
is an innovative and powerful tool for the synthesis of particles with controlled and uniform particle size. The
mechanism of gold nanoparticles synthesis by USP was realized by an investigation of the reaction parameters and
morphological characteristics of obtained Au nanoparticles. The experimental investigations were performed by an
ultrasonic source of 0.8 and 2.5 MHz, acting in a mixture of chloric/nitric acid and by forming aerosols with constant
droplet sizes. The droplet's size depends on the characteristics of the formatted solution and the frequencies of the
ultrasound. Subsequent thermal decomposition of the aerosol droplet was performed in a hydrogen and nitrogen
atmosphere between 300 and 800° C.
With the experimental production five different fractions of gold nanoparticles were obtained. For the microstructure
characterisation of Au nanoparticles the following techniques were used: SEM and TEM microscopies, and EDX analysis.
University of Maribor, Maribor, SI; Zlatarna, Celje, SI; RWTH Aachen, DE
Livarski Vestnik
Heftnummer 2
Verschiedenes
Tagungsbeitrag
Segaud, Jean-Marc
Selbstverständlich nachhaltig - Ressourceneffiziente Technologien
Das BMW Werk Landshut realisierte eine Emissionsreduzierung bzw. weitgehende Emissionsvermeidung durch die
Einführung der weltweit ersten emissionsfreien Leichtmetallgießerei mit einer anorganischen Kernherstellung in
Großserie. Hauptmotivation des Projekts war es, die Arbeitsbedingungen für die Mitarbeiter in der Leichtmetallgießerei
des BMW Werks zu verbessern.
Im Nachhinein lässt sich heute feststellen, dass neben einer nachhaltigen Verbesserung des Arbeitsumfeldes überdies
die Qualität der Produkte erhöht wurde. Gleichzeitig sind die Kosten gesunken.
BMW Group, Leichtmetallgießerei Landshut, DE
Verschiedenes
Tagungsbeitrag
Styger, Lee E. J.
Analyzing the gap between sustainability and the supply of new talented people within the global
foundry sector
Analyse der Kluft zwischen Zukunftsfähigkeit und Bedarf an neuen talentierten Menschen innerhalb des globalen
Gießereisktors
Bericht über die Entwicklungstendenzen bei der Globalisierung der Gießereiindustrie In den letzten Jahren gab es durch
den globalen Markt einige deutliche Veränderungen in Zusammenhang mit der Zukunftsfähigkeit und der
Mitarbeiterqualifikation auf dem internationalen Markt der globalen Gießereiindustrie für den Wettbewerb durch
verschiedene Entwicklungen in den einzelnen Ländern. Es besteht eine Kluft zwischen den Niedriglohnländern und den
entwickelten Industrieländern, die sich in Zukuft schließen wird. Die Geschäftschancen unterliegen in der Welt einer
neuen Ökonomie und einer starken Dynamik. Erörtert werden die Herausforderungen, die sich durch die neue
Wirtschaftsentwicklung ergeben, hisichtlich der technischen Ausstattung der Gießereien und der Mitarbeiterausbildung.
Tiger Bay Consulting, Sydney, NSW, AU
Verschiedenes
Tagungsbeitrag
Swartzlander, Michael W.
The golden age of castings, 2005-2050, revisited - Implications for Asian metal casters
Das Goldene Zeitalter der Gusserzeugnisse, 2005-2050, neu betrachtet. Äußere Einflüsse auf die asiatischen
Metallgießereien
The global economic recession of 2008/2009 has dealt a severe blow to metal casters. Production volumes have been
reduced by 20 to even 50%, and the industry has experienced an unprecedented number of bankruptcies and closings
in many countries. The prediction of "doubling" the rate of castings growth globally, first presented in 2005 in the
American Foundry Society paper, "The Golden Age of Castings, 2005 -2050", seems absurd given the current climate.
However, the basic premise of the paper remains in tact, that is, castings wiR experience extraordinary growth over the
next few decades. In fact, the severity of the economic recession' s impact on the castings market, short term, has
been partially caused by the rapid cooling in the pre-recession boom in mining, oil & gas extraction and refining,
renewable energy, and infrastructure build-out in the emerging markets. This recession is only a pause in the action.
What have changed dramatically in the five years since the original paper are the societal and political forces driving
profound environmental and energy conservation changes globally. While the specific impacts of these changes cannot
yet be entirely envisioned, without doubt the general trends now underway will create extraordinary opportunlies, as
well as threats, for metal casters. This paper represents a significant update on the original thinking behind the "Golden
Age of Castings, 2003 - 2050". While the conclusion of a boom in castings remains valid, there will likely be structural
shifts in casting market segments of historic proportions, driven by the huge changes we have witnessed in economic,
societal, and political changes of the past S years. This paper provides guidance on what Asian metal casters need to be
doing now to ride the wave.
Cast Strategies, Dublin, OH, US
Verschiedenes
Tagungsbeitrag
Zhu, Jianxun; Zhang, Kefeng; Wang, Zhiming
Development trends of foundry technology
Entwicklungstrends in der Gießereitechnologie
The economic globalization, the low-carbon economy, the era of information, the development of automobile products,
and mechanic products are greatly driving the changes of foundry industry and foundry technology. It is very important
for the foundrymen to grasp the development trends of the foundry technology. This article summarizes the
development trends and the latest progress of the foundry technology, high-performance, high efficiency, high
precision, lightweight, refinement, high accuracy, compounding technology, green technology, mechanization,
automation, QC-online, digitalization and intelligence.
Verschiedenes
Zupanic, Franc; Rozman, Niko
Merjenje temperature v tankih prerezih ulitkov
Temperaturmessen in dünnwandigen Bereichen von Gussteilen
In Al-Mn-Be-Cu alloys a metastable quasicristalline phase can be formed at sufficiently high cooling rates. The main goal
of this research was to determine critical cooling rate for formation of the quasicristalline phase. Experiments were
carried out using gravity casting into various copper dies. Small thermocouples were mounted on the walls of dies to
monitor temperature during cooling. Initial measurements were carried out using laser-welded K- and S-type thermocouples with diameters of 0.1 mm and 0.2 mm. The response of thermocouples was considerably improved by applying
open joint thermocouples being in direct contact with the melt. Microstructures near positions of sensor were then
analysed using SEM (scanning electron microscopy) and EDS (energy-dispersive spectroscopy).
University of Maribor, Maribor, SI
Livarski Vestnik
Heftnummer 2
Vorsprung durch Information
Das BDG-Informationszentrum vermittelt gießereitechnische Informationen und unterstützt damit Konstrukteure, Fertigungstechniker, Werkstoffwissenschaftler und insbesondere Gießereifachleute bei der Darstellung von Potenzialen und Vorteilen des Fertigungsverfahrens Gießen
im Wettbewerb mit anderen Verfahren.
ONLINE-LITERATURDATENBANK:
RECHERCHEN:
Noch aktueller informieren als mit
der Giesserei-Literaturschau können Sie
sich in der Online-Literaturdatenbank
www.bdgusslit.de
Das Informationszentrum im BDG erstellt Ihnen auf
Wunsch individuelle Literaturzusammenstellungen
zur Lösung gießereitechnischer Probleme oder zum
Stand der Technik.
Leiter des BDG-Informationszentrums
Dr. Karsten Hein
Telefon: 0211 - 6871 - 246
E-Mail: [email protected]
Kontakt für Informationen und Recherchen
Dipl.-Ing. Jochem Richter
Telefon: 0211 - 6871 - 247
Kontakt für den Bezug von Literatur
Alexandra Schulze
Telefon: 0211 - 6871 - 252
Impressum:
Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie e. V.
Internet: www.bdguss.de
Informationszentrum
Sohnstraße 70, 40237 Düsseldorf
Amtsgericht Düsseldorf VR 3758
Präsident: Dr.-Ing. Erwin Flender
Hauptgeschäftsführung: RA Max Schumacher,
RA Gerhard Klügge, Dr.-Ing. Erwin Flender

Giesserei Literaturschau

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