Autor: Susanne Freund

Keramische Lösungen für die Gießereitechnik

16. Mai 2019

Schmelzen, Gießen, Metallveredelung und Qualitätssicherung für die Gießereitechnik.

Die Gießereiindustrie besitzt eine Schlüsselrolle als Zulieferbranche vor allem für Unternehmen aus dem Fahrzeug- und Anlagenbau, der Luftfahrtindustrie, dem Schiffsbau oder der Energietechnik. Die Anforderungen an die Herstellung von Gussteilen hinsichtlich Qualität, Preisgefüge, Zuverlässigkeit und Formenvielfalt steigen stetig. Das Fraunhofer IKTS entwickelt keramische Hochleistungswerkstoffe, die einen entscheidenden Beitrag leisten, um diesen Ansprüchen gerecht zu werden.

Korrosionsstabiles Krätzeschild mit Schutzplatten aus Siliciumnitrid.
© Fraunhofer IKTS
Korrosionsstabiles Krätzeschild mit Schutzplatten aus Siliciumnitrid.

Keramische Schutzplatten für langzeitstabile Krätzeschilder

Bei der Verarbeitung von Gusslegierungen müssen Krätzeschilder aufgrund des rasanten korrosiven und mechanischen Verschleißes oft ausgetauscht werden. Krätzeschilder mit integrierten Schutzplatten aus Siliziumnitrid können aufgrund derer herausragenden mechanischen und korrosiven Stabilität Wartungsintervalle erheblich verlängern und somit Instandhaltungskosten von Gießereianlagen reduzieren.

Gasdurchlässige Keramik zu Stabilisierung von Anlagenkomponenten

In der Schmelzmetallurgie und Metallveredlung lassen sich mit Hilfe gasdurchlässiger Keramiken entstehende Gase und somit Überdrücke an funktionsentscheidenden Komponenten wie Führungs- oder Umlenkrollen ableiten. Damit kann die Keramik als aktive Sicherheitseinrichtung genutzt werden, um starke Druckanstiege, Verformungen oder sogar ein Bersten zu vermeiden. Darüber hinaus können gasdurchlässige Keramiken auch zur gleichmäßigen Begasung von Schmelzen mit mikroskopisch kleinen Gasblasen eingesetzt werden.

 

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Schaumkeramikbauteile aus verschiedenen Werkstoffen.

Kostengünstige Keramikfilter zur Schmelzenreinigung

Zirkonoxid-Schaumkeramiken werden aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit als Filter eingesetzt, um Einschlüsse wie Schlacken, Rückstände von Formsanden und Desoxidationsprodukte aus Stahlschmelzen zu entfernen. Mit Hilfe eines neuen Materialkonzepts, bei dem 65 % des Zirkonoxidpulvers durch eine Mischung aus Aluminiumoxid und Zirkonsilikat ersetzen werden, können die Kosten für diese Filter um ca. 40 % gesenkt werden.

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Experimenteller Formstoffkeil zum Test der Wechselwirkung von Formstoffgestaltung und Wandstärke.

Keramische Gussformen für verbesserte Abkühlprozesse in Gussstücken

Die Wärmeleitfähigkeit von Gussformen beeinflusst direkt die Ausprägung des Gefüges im Gussstück. Gussformen aus einer optimierten Kombination von Siliciumcarbid und innovativen Bindern bieten hier die Möglichkeit, die Wärme aus Gusstücken schneller abzuführen und damit einsatzoptimierte Gefügeeigenschaften der Gussbauteile zu erzielen.

Poröse Keramikeinlagen zur lokalen Verstärkung von Leichtmetall- und Graugussbauteilen.
© Fraunhofer IKTS
Poröse Keramikeinlagen zur lokalen Verstärkung von Leichtmetall- und Graugussbauteilen.

Poröse Keramikeinlagen für hochbeanspruchte Leichtmetall- und Graugussbauteile

Mit Hilfe von porösen Einlagen aus Keramik können Leichtmetall- und Graugussbauteile an thermisch und mechanisch hochbeanspruchten Bereichen lokal verstärkt werden. Diese robusten Preformen lassen sich nicht nur einfach und preiswert produzieren, sie besitzen zusätzlich auch eine spezielle Werkstoffoberfläche, die eine hervorragende Mikroverzahnung von Keramik und Metall unterstützt.

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