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state of the art

❚ PUR Cold Box Systeme

❚ Hot Box Systeme

❚ Warm Box Systeme

❚ No Bake Systeme

❚ Schlichten

❚ Hilfsstoffe

Furtenbach GmbH:

A-2700 Wr. Neustadt, Neunkirchner Straße 88

Tel.: +43/2622/64 200, Fax: +43/2622/24 398

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Fachzeitschrift der Österreichischen Giesserei-Vereinigungen

Rundschau

Postentgeltbarbeza

hltVerlag Lorenz, 1010 Wien

Ebendorferstraße 10

Giesserei

Jhg. 49heft 9/102002

IM DIENSTE DER GIESSEREIEN

FEUERFESTE MASSEN ROHEISENCHEM. PRODUKTE QUARZSANDEGIESSFILTER STRAHLSANDESCHAMOTTE LEGIERUNGENEXO-ISO-SPEISER CHROMERZE

A-3131 REICHERSDORF 141 TEL. 02783/7777 FAX 7777-19

ImpressumMedieninhaber und Verleger:VERLAG LORENZA-1010 Wien, Ebendorferstraße 10Telefon: +43 (01)405 66 95Fax: +43 (01)406 86 93ISDN: +43 (01)402 41 77e-mail: [email protected]: www.verlag-lorenz.at

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Offenlegung derEigentumsverhältnisse gemäß § 25des Mediengesetzes:Alleiniger MedieninhaberDr. Christian LorenzBlattlinie: Wahrung der Interessen derGießereibetriebe

Organ des Vereines Österreichischer Gießereifachleute und desFachverbandes der Gießereiindustrie Wien sowie des Öster-reichischen Gießerei-Institutes und des Institutes für Gießerei-kunde an der Montanuniversität, beide Leoben.

INHALT

Seiatsu-Verfahren – Produktionsüberwachung

Prozessüberwachung

Quarzwerke ÖsterreichEirich – Kompetenz in Formsandaufbereitung

Aus den BetriebenFirmennachrichtenAus dem Institut für Gießereikunde ander Montanuniversität

Veranstaltungskalender

MitgliederbewegungGeburtstage

Bücher, Normen, Schriften

FORMVERFAHREN

PROFIL

AKTUELLES 174

VÖG-VEREINS-NACHRICHTEN 185

TAGUNGEN/SEMINARE/MESSEN 182

LITERATUR 186

172

DRUCKGUSS 170

164

BINDER UND FORMSTOFFE

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– Heißhärtende Bindemittel– Reduktion der Geruchsemission

– Tongebundene Formstoffe für Mg-Guss

Titel:

Bindemittel und Schlichten der neuestenGeneration aus dem Hause Furtenbachgewährleisten Zuverlässigkeit und Sicher-heit in der Kernmacherei und in der For-merei. Furtenbach bietet Problemlösungund Unterstützung für individuelle Frage-stellungen.

1. EinleitungObwohl das Hot Box System vom PUR Cold Box System immermehr in den Hintergrund gedrängt wird, gibt es dennoch einige An-wendungen, bei denen die Vorteile heißhärtender Bindemittel zumTragen kommen. Gezielte Weiterentwicklung und die enge Zusam-menarbeit zwischen Binderlieferant und Anwender führten zu deut-lichen Verbesserungen der heißhärtenden Bindemittel.

Um die vielfältigen Anpassungsmöglichkeiten voll auszuschöpfen, istes zuerst notwendig, die Eigenschaften der zum Einsatz kommendenBasisharze genauer zu betrachten.

2. Allgemeiner Aufbau und Unterscheidungs-merkmale der Basisharze2.1. Reine Phenol HarzeAufbau: Kondensate aus Phenol und FormaldehydKenndaten: Meist mittelviskose (0,2–1,0 Pa.s) Harze von hell-

bis dunkelbrauner Farbe. Optisch klar, durchschei-nend. Stickstofffrei.

Aufbaubedingte Relativ kurze Lagerzeit und starke Zunahme derNachteile: Viskosität während der Lagerung in Abhängigkeit

zur Temperatur. Der Gehalt an nicht gebunde-nem Phenol liegt noch oft über 5 %, daher ist dieEinstufung als Gift notwendig.

Härter: Basis der Härter sind anorganische Säuren, meistSchwefelsäure.

Kernfertigung: Härtetemperatur von 200–300 °C, gute Durch-härtung, lange Lagerfähigkeit der Kerne

ThermischeBeständigkeit: sehr hoch,Anwendungs-bereich: GG, GGG, GSRegenerierbarkeit: Sehr gut, sowohl thermische als auch mechani-

sche Regenerate können mit sehr gutem Ergebniswieder eingesetzt werden.

2.2. HarnstoffharzeAufbau: Kondensate aus Harnstoff und FormaldehydKenndaten: Dünn- bis mittelviskose (0,1–0,5 Pa.s) Harze. Die

Färbung geht von beinahe farblos bis beige. Klarbis undurchsichtig („milchig“).Hoher Stickstoffgehalt, oft über 10 %.

Aufbaubedingte Relativ hoher Gehalt an freiem FormaldehydNachteile: (über 1 %). Während längerer Lagerung bildet sich

häufig ein Bodensatz. Das Harz muss dann vor derVerarbeitung erneut durchgemischt werden.

Härter: Latente Härter auf der Basis anorganischer Salze,meist Ammoniumnitrat.

Kernfertigung: Härtetemperatur von 200–300 °C, gute Durch-härtung, lange Lagerfähigkeit der Kerne

Thermische Gering, daher bei Leichtmetallguss sehr guterBeständigkeit: ZerfallEinsatzmöglichkeit: NE/L, NE/S ( hauptsächlich im Automobil- und

Armaturenguss)Regenerierbarkeit: Sehr gut, sowohl thermische als auch mechanische

Regenerate können mit sehr gutem Ergebnis wie-der eingesetzt werden.

2.3. Heißhärtende Furanharze (Warmbox)Aufbau: Kondensate aus Furfurylalkohol und FormaldehydKenndaten: Dünnflüssige (<0,1–0,3 Pa.s) Harze. Braune bis

fast schwarze Farbe. Klar bis undurchsichtig.Geringer Gehaltan Stickstoff: meist unter 3 %Aufbaubedingte Bedingt durch den Einsatz von Furfurylalkohol alsNachteile: Hauptrohstoff, im Vergleich zu den beiden ande-

ren Grundtypen relativ teuer. Die gefertigtenKerne sind von dunkler, brauner bis grüner Farbe,Kernfertigungsfehler sind somit schlechter zu er-kennen als bei Phenol- oder Harnstoff-gebunde-nen Kernen.

Härter: Säurehärter auf Basis von Schwefelsäure und/oderaromatischen Sulfonsäuren in Verbindung mitHarnstoff.

Kernfertigung: 170–210 °C, oftmals sind Aushärtezeiten vonmehr als 60 bis 120 s notwendig, um eine guteDurchhärtung zu erzielen.

Thermische mittel bis hoch, relativ guter Zerfall auch beiBeständigkeit: LeichtmetallgussEinsatzmöglich- (GG, GGG), NE/L, NE/S (hauptsächlich im Auto-keiten: mobilguss)Regenerierbarkeit: sehr gut, sowohl thermische als auch mechanische

Sandregenerate können mit sehr gutem Ergebniswieder eingesetzt werden.

2.4. Weitere heißhärtende SystemeAuf andere heißhärtende Systeme wie Croning, Thermoschock,Quellstärkesysteme oder wärmeunterstützte Aushärtung nicht aus-schließlich heißhärtender Bindemittel (Cold Box plus) soll aufgrund dersehr speziellen Anwendungsmöglichkeiten (z.B. beim ThermoschockVerfahren) oder wegen der fehlenden Variationsmöglichkeiten bei derHarz- und Härterdosierung (Croning) nicht eingegangen werden.

3. Modifikationsmöglichkeiten der Basisharze3.1. ChemischerAufbauChemische Veränderungen im Aufbau der Basisharze bieten diegrößte Anzahl von Modifikationsmöglichkeiten. Bereits eine geringeVerschiebung der Einsatzmenge der Hauptrohstoffe bei der Herstel-lung ergibt andere Endprodukte und somit gravierende Veränderun-gen der ursprünglichen Eigenschaften. Herstellungsparameter, wie dieArt der Reaktionsführung, haben ebenfalls entscheidenden Einflussauf das Endprodukt und bieten einerseits gute Steuermöglichkeiten,andererseits sind Modifikationen dieser Art meist mit längeren Ent-wicklungszeiten und Kosten beim Harzhersteller verbunden.

GIESSEREI-RUNDSCHAU 49 (2002) HEFT 9/10

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Heißhärtende Bindemittel –Einsatz- undAnpassungsmöglichkeiten

Hotbox Binders –Their Application and Possibilities of Modification

Robert Adam, Nach Ausbildung und Tätig-keit als Chemielaborant in der VEW Ternitzvon 1979 bis 1986 Wechsel zur FurtenbachGmbH in Wr. Neustadt. Seit 1998 LeitungForschung u. Entwicklung im Bereich Harzeund Schlichten

3.2. MischharzeEine weitere sehr gute Option ist, durch Mischen der Basisharzederen Eigenschaften zu kombinieren oder spezifische Nachteile zukompensieren. Erstaunlicherweise können alle drei Basistypen in bei-nahe jedem Mischungsverhältnis miteinender verwendet werden. Inder Praxis sind es tatsächlich meist Mischharze, die zum Einsatz kom-men. Die Herstellung erfolgt durch einfaches, sogenanntes „kaltesMischen“ oder durch eine kombinierte Herstellung, bei der die Kon-densationsreaktionen der einzelnen Basisharze parallel oder nachein-ander im Reaktor dargestellt werden.

Der Vorteil bei der Abstimmung eines Mischharzes liegt in der ein-fachen Durchführung der Praxisversuche. Langwierige Vorarbeiten imLabor sind meist nicht erforderlich, da eine Anzahl an Basistypen be-reits vorhanden ist. Daher können direkt vor Ort unterschiedlicheMischverhältnisse zusammengestellt und getestet werden, um dasbestmögliche Resultat zu erzielen. Stehen die Anteile jeder Basistypeendgültig fest, kann die Mischung direkt beim Harzproduzenten her-gestellt und fertig geliefert werden. Auf diese Weise kann ein guterKompromiss gegenläufiger Eigenschaften, wie schneller Zerfall, beimAbguss und gleichzeitig eine hohe thermische Beständigkeit an derKernoberfläche gefunden werden. In weiterer Folge können auch beieinem Wechsel im Gussprogramm Anpassungen rasch und ohnegroßen Kosten- und Zeitverlust durchgeführt werden, da bereits Er-fahrungswerte der vorangegangenen Versuche vorliegen.

3.3. Zugabe vonAdditivenBei allen drei Basisharzen kann durch Additivzugabe eine Verbesse-rung der Eigenschaften erzielt werden und können die Harze an dieKernfertigungsbedingungen besser angepasst werden. Dabei handeltes sich um ein Zumischen unterschiedlicher Stoffe. Es sind hauptsäch-lich drei Anforderungen, die sich damit deutlich verbessern lassen:

1. Der Einbau von Trennmitteln erleichtert das Entnehmen der Kerneaus dem Kernkasten und minimiert die Werkzeugverschmutzung

2. Werden Weichmacher zugegeben, wird die Plastizität der Kerneverbessert. Dies verhindert Spannungsrisse beim Abkühlen derKerne an Problemstellen, wie Übergängen von dünnen zu dickenQuerschnitten, und verhindert Kernbruch beim Ausstoßen ausdem Kernkasten durch zu spröde Kerne.

3. Der Zusatz anderer Additive erlaubt die Verwendung über einengrößeren Temperaturbereich und ergibt auch bei stark schwan-kender Aushärtetemperatur gleichmäßige Festigkeiten.

All diese Zusätze dienen allerdings nur dazu, um die anwendungs-technischen Eigenschaften der Harze zu verbessern. Die Grund-charakteristik des Basisharzes wird dadurch nicht verändert.

4. Parameter bei der Kernherstellung4.1.Harz- und Härtermenge (Bilder 1 und 2)Die Zugabemenge an Harz und Härter beeinflusst die Festigkeitsent-wicklung der Kerne in zweierlei Hinsicht. Erstens bestimmt die Men-ge Harz (mit passender Härtermenge) die zu erwartende Maximal-festigkeit und zweitens die Menge Härter die Reaktivität der Mi-schung und damit auch die Lebensdauer der Mischung. Wird derAnteil Härter erhöht, bedeutet dies einen schnelleren Ablauf derHärtungsreaktion, nicht aber einen Anstieg der Maximalfestigkeit. BeiHärtern auf Basis von Säuren führt eine erhöhte Härterzugabe auchzu einer verkürzten Lebensdauer der Mischung, da hier die Aushärte-reaktion bereits in der kalten Mischung beginnt und durch die Zufuhrder Temperatur im Kernkasten nur beschleunigt wird. Bei latentenHärtern wird die zur Härtung notwendige Säure erst durch Wärme-zufuhr im Kernkasten freigesetzt.

Aus Kostengründen und um negative Einflüsse, wie eine erhöhte Gas-entwicklung beim Guss so gering wie möglich zu halten, wird in derPraxis versucht, die Einsatzmenge Harz und Härter so niedrig wiemöglich zu halten, gerade hoch genug, um die Schwankungen der

Kernfertigungsbedingungen (Sandqualität, Umgebungsparameter wieRaumtemperatur und Feuchte, anlagenbedingte Ungenauigkeit etwabei der Härtetemperatur oder Werkzeugabnutzung) abzupuffernund Kernbruch zu vermeiden.

4.2. Härtetemperatur und HärtezeitBei der Kernherstellung sind Härtetemperatur und Härtezeit wohldie wichtigsten Parameter, auf die direkt und unkompliziert Einflussgenommen werden kann. Um eine Vernetzungsreaktion der Harz/Härter Mischung zu erzielen, ist es notwendig, eine bestimmte Wär-memenge zu möglichst gleicher Zeit an jede Stelle des Kerns zu brin-gen. Zu berücksichtigen ist hierbei, dass die verschossene Mischungim Kernkasten von Raumtemperatur auf 200 °C und mehr vonaußen nach innen durchgewärmt werden muss und die Abkühlphaseim inneren des Kerns je nach Umgebungstemperatur und Kernquer-schnitt sogar länger als eine Stunde dauern kann. Es findet somit zu-sätzlich zur Härtung im Kernkasten eine Nachhärtung im Kerninnerenstatt, während außen die Abkühlphase einsetzt. Diese Nachhärtungführt zu einer gleichmäßigen Durchhärtung und ist notwendig, umdie Maximalfestigkeit zu erreichen. Es ist dennoch sehr wichtig, be-reits im Kernkasten möglichst gut durchzuhärten, um vor allem denim Harz frei vorliegenden Formaldehyd abzubinden, damit bei derKernentnahme keine Belastung durch Formaldehydemissionen auftritt.

Betrachtet man den Festigkeitsverlauf eines handelsüblichen, reinenHarnstoffharzes in Form einer Kurve (Bild 3), so steigt die Festigkeitmit der Dauer der Temperaturbelastung bis zum Scheitelpunkt (Fest-igkeitsmaximum –> Kernlagerung) an. Wird darüber hinaus weiterWärme zugeführt (Abguss), findet ein Aufbrechen der zuvor gebilde-

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Bild I

Bild 2

ten Binderbrücken statt, der Zerfallsprozess setzt ein und die Festig-keit nimmt ab.

Durch Verändern der Härtetemperatur und Härtezeit kann der Aus-härteprozess so gesteuert werden (Bild 4), dass das von der Zuga-bemenge an Harz abhängige Festigkeitsmaximum nach Abschluss derNachhärtung, also während der Kernlagerung, erreicht wird. Damitist die bestmögliche Maßhaltigkeit und thermische Beständigkeit derKerne beim Abguss gewährleistet.

Durch gezielte Modifikation lässt sich der Zerfallsprozess verzögern,sodass die Kernoberfläche der Temperaturbelastung besser und län-ger widersteht und Fehler, wie Penetrationen oder Ausspülungen,vermieden werden.

4.3. Sand4.3.1. NeusandFür den zur Anwendung kommenden Quarzsand gelten die allgemei-nen Qualitätsansprüche, wie sie in der Gießereiindustrie üblich sindund welche von den handelsüblichen Quarzsanden unterschiedlicherHerkunft bestens erfüllt werden. Auch Neusande anderer Gattung,wie Chromit-, Zirkon- und auch Olivinsand, können zu 100 % oderals Additiv zum Quarzsand verwendet werden. Um mit diesen Qua-litäten ein optimales Ergebnis zu erzielen, ist eine Abstimmung desBindersystems ratsam.

4.3.2. RegeneratsandKommt Regenerat zum Einsatz, ist neben der Staubfreiheit haupt-sächlich der Säureverbrauch des Sandes ein wichtiges Kriterium. Der

Säureverbrauch beeinflusst die Reaktivität der Mischung: SinkendeReaktivität, wenn ein Säureverbrauch vorliegt, steigende Reaktivität,wenn das Regenerat einen sauren Charakter aufweist. In beiden Fällenkann durch Optimieren der Zugabemenge des Härters eine Verbes-serung erzielt werden.

4.3.3. AdditiveAls Additiv, welches nicht den Sanden zuzuordnen ist, aber in festerForm zugesetzt wird, kommt Eisenoxid in Form von Fe2O3 zur Er-höhung der thermischen Stabilität bei Quarzsand, besonders beihoch belasteten Kernen, wie etwa Wassermäntel für Kurbelgehäuse,zum Einsatz. Hier muss die Bindermenge gegenüber einer eisenoxid-freien Mischung erhöht werden.

Der Zusatz von speziell dafür geeigneten Trennmitteln und Fließver-besserern bringt eine deutliche Verbesserung der Verdichtung undermöglicht eine leichtere Entnahme der Kerne aus dem Kernkasten.Aufgrund der geringen Zugabemengen ist meistens keine Erhöhungder Bindermenge erforderlich.

4.4. SchlichteEs können sowohl Alkohol als auch Wasserschlichten angewendetwerden. Die Kerne müssen jedoch auf eine Temperatur von ca.80 °C abkühlen, um den Schlichten einen guten Verlauf zu ermög-lichen. Sinnvoll ist es, die noch vorhandene restliche Wärmemengezur Trocknung von Wasserschlichten zu nutzten. Eine zusätzliche auf-wendige Ofentrocknung, wie bei kalthärtenden Systemen, ist hiernicht nötig.

4.5. WerkzeugeEine weitere Verbesserungsmöglichkeit liegt bei den verwendetenKernkästen. Dichtheit und die richtige Dimensionierung der Einschuss-öffnungen sind die Voraussetzung, um mit einem möglichst geringenSchießdruck gut verdichtete Kerne zu erhalten, und gleichzeitig dieAbnützung der Kernkästen zu minimieren.

Als schwierig gestaltet sich die gleichzeitige Fertigung unterschied-licher Kernformen auf einer Schießmaschine. Sollen etwa ein Wasser-mantelkern und ein Einlasskanal (Bild 5) hergestellt werden, so istbedingt durch die unterschiedliche Geometrie und den anderenQuerschnitt für den filigranen Wassermantelkern die notwendigeHarz/Härtermenge und die erforderliche Härtezeit bzw. Härtetem-peratur deutlich verschieden zu der des Einlasskanals. Werden beideTeile nun in einem Kernkasten (oder Transferbetrieb) gefertigt, ist ei-nerseits eine hohe Binderzugabe notwendig, um den Wassermantel-kern zu fertigen, andererseits eine lange Aushärtezeit, um den Einlass-kanal gut durchzuhärten. Spröde Wassermantelkerne und schlechtdurchgehärtete Einlasskanalkerne sind die Folge. Der nicht notwen-dige hohe Harz/Härteranteil im Einlasskanal erhöht außerdem die


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Bild 3

Bild 5

Bild 4

Gasmenge beim Abguss. Durch eine Fertigung beider Teile in separa-ten Kernkästen kann all dies vermieden werden. Es ist also durchaussinnvoll, bereits bei der Werkzeuggestaltung die gegebenen Kernfer-tigungsmöglichkeiten zu berücksichtigen.

5. Anpassung eines BindersystemsUm die Eigenschaften eines Bindersystems an die Anforderungen derKernherstellung und des Giessens optimal anzupassen, stehen nuneine Reihe von Veränderungsmöglichkeiten zur Verfügung.

Um diese voll auszuschöpfen, ist eine enge Zusammenarbeit zwischenBinderhersteller und Anwender erforderlich. Ein Praxisbeispiel sollzeigen, welche Verbesserungen erzielt werden, wenn die Potenzialeder Modifikation voll genutzt werden.

5.1.GießereiprofilTyp: Automobil-Serienguss

Gussart: Niederdruck Kokille, Schwerkraft Kokille

Legierung: Leichtmetall Basis AlSi

Gussteil: Zylinderkopf (verschiedene Bauart 4–8 Zylinder)

Kern: Wassermantel

5.2. Auswahl des BindemittelsGemeinsam mit dem Anwender wurde zuerst der Ist-Zustand erho-ben und aufgrund dieser Daten ein Bindemittelprofil erstellt und dieZielsetzung festgelegt:– Hohe Festigkeit der Kerne (Kernmanipulation teilweise durch Ro-boter)

– Sehr guter Zerfall, bei gleichzeitig guter thermischer Stabilität derKernoberfläche

– Höchst mögliche Maßhaltigkeit und Formstabilität während desGiessens

– Keine Anwendung eines Säurehärters– Geringe Gasentwicklung beim Abguss– Gute Lagerstabilität der Kerne und des Harzes

Zielsetzung: Erhöhung der Produktivität bei der Kernfertigung

Aufgrund dieser geforderten Grundeigenschaften wurde im erstenSchritt ein Mischharz (Harnstoff/Phenol) ohne weitere Modifikationausgewählt und getestet (Bild 6). Mit diesem Basisharz konnte diegeforderte Maßhaltigkeit nicht erreicht werden. Die Testergebnisseerforderten Veränderungen im Harzaufbau. Da sich bei diesen Ver-suchen bereits eine hohe Schwankung der Heizleistung zeigte, wurdeauf ein Reinharnstoffharz mit Fufurylalkohol Modifikation zurück-gegriffen. Um die geforderte Aushärtezeit zu erreichen, musste dieReaktivität durch eine Veränderung im Aufbau gesteigert werden.

Nach erfolgter chemischer Modifikation und Optimieren der Zugabe-mengen – der Harzanteil wurde verringert und gleichzeitig die Här-termenge erhöht – war es notwendig die Maschineneinstellung anzu-passen. Als Ergebnis (Bild 7) konnte die Aushärtezeit im Durch-schnitt um ein Drittel verkürzt und somit die Kernproduktion deut-lich gesteigert werden. Die mangelnde Heizleistung der Kernschieß-maschine verhinderte eine weitere Verkürzung der Aushärtezeitohne die Kernschießmaschine vorher mit einer neuen Heizung auf-zurüsten, bzw. wurde die Belastungsgrenze der Mitarbeiter an derKernschießmaschine bereits erreicht und somit auf eine weitere Ver-kürzung verzichtet.

Da die Grundreaktivität des Systems auf noch schnellere Härtung ab-gestimmt war, und diese in der Praxis nun nicht nötigt wurde, konntedie Reaktivität des Bindersystems sozusagen gedrosselt werden. DieEigenreaktivität des Bindersystems konnte so verlangsamt werden,dass bei einem durchgeführten Versuch selbst nach 24 Stunden La-gerung der Mischung direkt oberhalb der Kernschießmaschine, alsobei etwa 30–35 °C, ein Verschießen und eine Fertigung von Probe-stäben zur Messung der Festigkeit noch möglich war. Als Vorteil er-gab sich eine Verlängerung der Reinigungsintervalle des Schießkopfesvon 1x pro Schicht auf 1x pro Tag. Die Dauer einer Reinigung be-trägt ca. 45 Minuten, das ergibt ca. weitere 10 % an Mehrproduktion.

6. AbschließendEs wird sicherlich nicht möglich sein, mit jedem Projekt so deutlicheVerbesserungen wie im angeführten Beispiel zu erzielen. Oftmals sindes Kleinigkeiten, wie das Verringern der Viskosität, Verlängern derLagerzeit oder ähnliches, die eine einfachere Kernfertigung möglichmachen, oder die Qualität der Gussteile verbessern.

Das realistische Festlegen der Zieldefinition und eine konsequente, gutstrukturierte Versuchsdurchführung, sind die Eckpfeiler jeder erfolg-reichen Anpassung. Flexibilität und Offenheit beim Binderhersteller so-wie auch beim Anwender bilden die Basis, um Schwachstellen bei derKernherstellung oder qualitätsverbessernde Möglichkeiten zu erkennenund durch gute Zusammenarbeit gemeinsam erfolgreich zu sein.

7. ZukunftsaspekteBesonders im Leichtmetallbereich, speziell im Automobilguss, werdenhohe Maßhaltigkeit und Formstabilität bei gleichzeitig gutem Zerfallangestrebt. Geringe Kokillenverschmutzung auch bei gekühlten Kokillendurch eine gute thermische Widerstandskraft bei noch ausreichendenZerfallseigenschaften machen besonders reine Warmbox Systemeals auch Mischsysteme ähnlichen Aufbaus zur ersten Wahl bei derFertigung von Wassermantelkernen sowie Einlass- und Auslass-kanälen für Zylinderköpfe.

Auch in Zukunft wird die wärmeunterstützte Härtung von Bindemit-teln ihren festen Platz bei der Kernfertigung einnehmen. Ob in Formvon organisch oder anorganisch aufgebauten Bindemitteln wird sicherst zeigen.


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Bild 6

Bild 7

Gegenwärtig sind hohe Festigkeiten bei niedrigen Zugabemengen,hohe Produktivität und Wirtschaftlichkeit, gute thermische Beständig-keit und gute Zerfallseigenschaften bei NE/L-Metallen u.a. als Voraus-setzung für die Serienfertigung und als gegebene Größe bei den mo-dernen Kernherstellungsverfahren zu betrachten. Zusätzlich werdenheute die modernen Gießereibindemittel an definierten ökologischenVoraussetzungen gemessen. Zukünftig werden sich auf dem europäi-schen Markt nur Bindemittelsysteme durchsetzen können, welcheneben einer geringen Schadstoffemission bei der Kernherstellung undnach dem Abgießen eine geringe Geruchsemission, eine niedrigeRauchentwicklung und Kondensatbildung aufweisen.Moderne Cold-Box-Systeme bieten neben den verfahrenstechni-schen Stärken ein hohes Potential in Bezug auf Verbesserung derUmwelteigenschaften. Entwicklungen in den vergangenen Jahren be-legen die umweltrelevante Leistungsfähigkeit des Cold-Box-Verfah-rens (Bild 1).Alleine das Austauschen der eingesetzten Lösungsmittel in den Har-zen und Aktivatoren führt zu einer bedeutenden Verbesserung desSchadstoffhaushaltes (1. und 2. Generation in Bild 1). Über die Vor-teile der Fettsäuremethylester als Lösungsmittel wurde bereits in ver-schiedenen Foren und Veröffentlichungen berichtet [1, 2, 3].Neben der Reduzierung von Schadstoffemissionen bei der Herstel-lung von Gussstücken sehen sich heute die Gießereien verstärkt mitweiteren Emissionsarten konfrontiert. Die heutige geografische Nähedieser Betriebe zu den Wohngebieten und das gestiegene Umwelt-bewusstsein der Bevölkerung führt zu einer Sensibilisierung der An-wohnerschaft gegenüber den Belästigungsfaktoren Lärm und vor al-lem Geruch. Der Gießer muss für die Einhaltung der sozialen Akzep-tanz der Gießerei im Hinblick auf Geruchsemission handeln. Hierzustehen ihm zwei Möglichkeiten zur Verfügung:

1. Sekundärmaßnahmen: In der Vergangenheit haben nachgeschalte-te Abgasreinigungsanlagen wie Biofilter und thermische Nachver-brennung u.a. gezeigt, dass eine Verbesserung der Rohgasqualitätaus der Gießerei möglich ist. Diese Maßnahmen sind jedoch kos-tenintensiv und einige bieten nur einen unzureichenden Wir-kungsgrad.

2. Primärmaßnahme: Die Gießereichemie hat sich in den letzten dreiJahren intensiv mit der Geruchsproblematik beschäftigt und Lö-sungen als Primärmaßnahmen vorgestellt. Eine neue Generationvon Bindemittelsystemen mit reduzierter Geruchsemission nachdem Abgießen wurde entwickelt.

1.Geruchsemission und ProblemlösungenGeruchsemissionsquellen in der GießereiIn der Gießerei findet man verschiedene Geruchsemissionsquellen.Nachfolgend die wichtigsten in zunehmender Intensitätsreihenfolge:

Kernmacherei:Bei der Kernherstellung ist vordergründig das verwendete Verfahrenausschlaggebend für die Entstehung von Gerüchen. Während beimWasserglas/CO2- bzw. Resol/CO2-Verfahren die Kernfertigung prak-tisch geruchslos vonstatten geht, ist die Geruchsbelastung zum Bei-spiel beim PU-Cold-Box-Verfahren je nach eingesetzter tertiärerAmine bzw. Lösungsmittelzusammensetzung schwach bis sehr stark.

Der Einsatz von Schlichten auf Alkoholbasis erhöht die Geruchs- undUmweltbelastung zusätzlich. Das heute verbreitete umweltfreundli-chere Wasserschlichten macht eine Ofentrocknung notwendig. Beidem Trockenvorgang verdampft ein Teil der im Binder enthaltenenLösungsmittel und verursacht Gerüche. Die Geruchsintensität iststark vom Siedepunkt und Dampfdruck der eingesetzten Lösungsmit-tel sowie von der erwärmten Sandoberfläche und somit von derKerngeometrie abhängig.

Schmelzbetrieb:Besonders in Graugießereien werden bevorzugt Kupolöfen zumSchmelzen von Eisen verwendet. Die eingesetzten Rohstoffe emittie-ren eine nicht zu vernachlässigende Menge an Gerüchen. Auch beimEinsatz von Elektroöfen werden Gerüche emittiert. Als Emittent sindvordergründig die Einsatzstoffe zu betrachten.

Formanlage:An der Formanlage entsteht nach dem Abgießvorgang und währendder Abkühlphase der Hauptgeruchsstrom. Hier ist ebenfalls die Inten-sität verfahrensabhängig.

In einer Form aus bentonitgebundenem Sand mit entsprechendenKernen wird ein Teil der Gerüche durch die im Formsand enthalte-nen Glanzkohlenstoffbildner emittiert. Die größere Emission rührt je-doch aus den chemisch gebundenen Kernen her. Die gesamte Ge-ruchsemission ist hier von dem Form/Kernsandverhältnis, der thermi-schen Belastung und von dem eingesetzten Verfahren bei der Kern-herstellung abhängig. Während die Geruchsemission vom Resol/CO2

bei der Kernherstellung zu vernachlässigen ist, liegt die Geruchsfrachtnach dem Abgießen bei den Standardsystemen deutlich höher als beiden meisten bekannten Kernherstellungsverfahren.

Messmethode für die Geruchsemission:Um das Verhalten verschiedener Form- und Kernherstellungsverfah-ren nach dem Abgießen zu simulieren, wurde im Rahmen eines EU-


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Reduzierung der Geruchsemission in der Gießereidurch Einsatz neuer Generationenvon organischen Bindemitteln

Reduction of Odor Emissions in the Foundry by Use of New Generations of Organic Binders

Dipl.-Ing. Amine Serghini,Absolvent der Mercator Universität Duisburg.Nach Betriebserfahrungen in zwei Eisengieße-reien 1994 Wechsel in das Vertriebsteam derHüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH,Düsseldorf. Seit 2000 Produktmanager fürden Bereich PU Cold-Box.

1. Generation: Austausch der aromatischen Lösungsmitteldurch Rapsölmethylester und dadurch Minde-rung der Schadstoffemission bei der Kernher-stellung und nach dem Abgießen (BTX).

2. Generation: Einsatz von modifizierten Fettsäuremethylestermit dem Ziel einer Reduzierung der Rauchent-wicklung bei der Kerntrocknung und nach demAbgießen im Vergleich zur ersten Generation.

3. Generation: Reduzierung des freien Phenolgehaltes derHarzkomponente mit dem Ziel einer Verbesse-rung des Deponieverhaltens des Altsandes undweitere Verbesserung der Schadstoffemission.

4. Generation: Einsatz von Lösemittel auf Silikatbasis mit demZiel einer Reduzierung von Geruchsemissionen,Rauchentwicklung und Kondensatbildung nachdem Abgießen.

Bild 1: Chronologische umweltrelevante Weiterentwicklung der neuenCoId-Box-Generationen.

geförderten Forschungsvorhabens in Zusammenarbeit mit dem lfG(Institut für Gießereitechnik, Düsseldorf) eine praxisnahe Prüfmethodefür die Messung von Geruchsemissionen entwickelt (Bild 2).Bei dieser Anordnung wird die Form – hergestellt aus dem zu prü-fenden Bindemittel – mittig in den Abgussbehälter eingebracht undhermetisch verschlossen . Dadurch entsteht ein Spülkanal, durch denein gerichteter Gasstrom definierter Stärke geführt wird. Dieser dientdazu, die aus der Form tretenden Gießgasbestandteile mitzureißenund der Probenahme für z.B. die Olfaktometrie zuzuführen [4]. DasGeruchspotential und seine Ausdehnung in einer Zeitspanne wird inGE/m

3(Geruchseinheit pro m

3abgesaugter Luft) ausgedrückt.

Reduzierung der Geruchsemission beimPU-CoId-Box-VerfahrenDie für die Gießerei adaptierte Prüfmethode des lfG liefert nicht nurpraxisnahe Aussagen über das Geruchspotential vieler chemisch ge-bundener Bindemittel, sie ist auch ein wichtiges Instrument für dieWeiterentwicklung von umweltfreundlicheren Bindemittelsystemen(Bild 3).

Einfluss der Lösungsmittel:Die Einwirkung der Lösungsmittel auf den Schadstoffhaushalt konntebereits in [1, 2] unter Betrachtung der 1. und 2. Generation derneuen Cold-Box-Systeme verdeutlicht werden. Bei Anblick des Un-terschiedes im Geruchspotential zwischen einem marktüblichenCoId-Box-System, basierend auf aromatischen Kohlenwasserstoffenals Lösungsmittel und demselben System ohne Lösungsmittel (Bild 3)wird deutlich, dass ebenfalls die Lösungsmittel den entscheidendenEinfluss auf die Geruchsemission besitzen. Man sollte bei der Betrach-tung der Gesamtemissionen eines Verfahrens zwischen Schadstoff-und Geruchsemission unterscheiden. Die neuen Systeme der 1. Ge-neration bieten zwar eine bedeutsame Reduzierung der Schadstoffe(BTX) im Vergleich zu klassischen CoId-Box-Systemen, in Bezug aufdie Geruchsemission sind jedoch diese beiden Varianten nahezugleich schlecht (Bild 4).

Hier wird klar, dass die Lösung des Problems „Geruchsemission“beim PU-Cold-Box in der Suche nach geeigneten Lösungsmitteln mitgeringem Geruchspotential liegt. Am besten solche, die ähnlich demgeruchsarmen Wasserglas-Verfahren (siehe Bild 3) einen anorgani-schen Charakter aufweisen. Lösungsmittel mit dieser Eigenschaft fin-det man in der Kieselsäureesterfamilie, welche bereits in der Gießereifür die Herstellung von Feingussmassen seit Jahren eingesetzt werden(Bild 5). Bekanntlich sind für die Geruchsemission vor allemKohlenwasserstoffverbindungen der Alkene- und Alkyne-Familie ver-antwortlich. Die Äthylsilikate erfahren bei der thermischen Belastungauf Grund ihres silikatischen Charakters eine teilweise Umwandlungin eine amorphe SiO2-Verbindung. Diese SiO2-Verbindungen sindgeruchsneutral und bieten auch einige andere technische Vorteile.

Einfluss der Additive:Zur Vermeidung von bestimmten Ausdehnungsfehlern im Eisenguss-bereich werden Zusatzstoffe eingesetzt. Diese basieren im Allgemei-nen auf Holzschliffen – imprägniert mit einem CoId-Box-Harz – undwerden in der Regel zu einem weit höheren Anteil in der Mischungals die Binderkomponente eingesetzt. Der Anteil an Harz für die Im-


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Bild 2: Prinzipskizze des Pyrolyseversuchs.

Bild 3: Spezifische Geruchsemission verschiedener Kernherstellungsverfahren(Stand 03. 2000).

Bild 4: Geruchsemission nach dem Abgießen unterschiedlicher Bindersys-teme. Messung erfolgte nach der IfG-Prüfmethode.

Bild 5: Einsatz von Äthylsilikat als Lösungsmittel im PU-Cold-Box führt zueiner drastischen Reduzierung der Geruchsemission nach dem Abgießen.Messung erfolgte nach der lfG-Prüfmethode.

prägnierung dieser Zusatzstoffe liegt in der Regel >10 % bezogen aufdie im Additiv enthaltenen Zusatzstoffe. Diese Tatsachen erklären,warum der Einfluss von Additiven im Formgrundstoff auf die Ge-ruchsbelästigung enorm ist (Bild 6).In Bild 7 wird der Einfluss von organischen Additiven bei einer Zu-gabemenge von 2,5 % Feranex veranschaulicht. Die erste Säule stelltdie Geruchsemission kumulativ aus drei Messungen eines Binders der

ersten Generation dar, versetzt mit einem marktüblichen Additiv. Dieletzte Säule zeigt die Geruchsintensität eines Systems der 4. Genera-tion ohne Additivzusatz. Die mittlere Säule verdeutlicht dann, dassder Zusatz von 2,5 % eines üblichen Additivs die guten Geruchs-eigenschaften des neuen Systems drastisch verschlechtert. Das Ge-ruchspotential ist hier nur noch unbedeutend niedriger als bei demalten System. Die Ursache ist auf das verwendete lmprägnierungs-harz zurückzuführen.

Verwendet man bei der Imprägnierung des Additivs ein geruchsar-mes Cold-Box-Harz, dann wird der Unterschied zum normalenCold-Box-System deutlich (Bild 8). Das neue Cold-Box-System be-sitzt durch die darin enthaltenen Si-Verbindungen zum Teil einen an-organisch ähnlichen Charakter. Diese Eigenschaft und deren Wirkungauf die Geruchsbelästigung war richtungsweisend bei der Entwicklunganorganischer Additive (Bild 9).

Das neu entwickelte anorganische Additiv führte erstaunlicherweisezu einer weiteren Herabsetzung der Geruchsemission. Zum Teil istdies durch die adsorptiven Eigenschaften einiger Bestandteile diesesAdditivs zu erklären.

2. Praxiserfahrungen mit dem neuenCoId-Box-SystemErfahrungen im Bereich Eisenguss:Einfluss des neuen Cold-Box-Systems auf den FormsandSeit September 2001 arbeitet eine Seriengießerei mit einer Jahres-tonnage von ca. 120.000 t gutem Guss mit dem neuen Cold-Box-System mit Lösungsmittel auf Basis von Äthylsilikat. Vor der Ein-führung des neuen Cold-Box-Binders wurde der Einfluss dieses Sys-tems auf die Formsandeigenschaften – wie es im FließschemaBild 10 dargestellt ist – überprüft. Hierzu wurden Formen mit demneuen Cold-Box-System hergestellt und hälftig mit einer Grauguss-schmelze bei einer Temperatur von 1440 °C abgegossen. Es erfolgte


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Bild 6: Einfluss verschiedener Additive bei Einsatz des geruchsarmen Cold-Box-Systems. Messung erfolgte nach der lfG-Prüfmethode.

Bild 7: Einfluss des Additivs auf die Geruchsemission. Messung erfolgte nachder IfG-Prüfmethode.



Bild 10: Fließschema des Versuchsablaufes.

dann eine Kornvereinzelung des thermisch belasteten Sandes sowieder restlichen ungegossenen Formen.

Die so gewonnenen Sande wurden als 100%ige Formgrundstoffe be-trachtet und daraus wurden Formsande hergestellt. Als Referenzsandwurde ein Grünsand aus reinem Quarzsand hergestellt. Weiterhinerfolgte die Gegenprüfung zum Praxisformsand (aus der Hauptform-anlage entnommen). Bis auf den Praxisformsand wurden die Form-grundstoffe mit 8 Gewichtsteilen griechischem Bentonit versetzt und10 min lang im Laborkollergang aufbereitet bzw. auf eine Verdicht-barkeit von 40 % eingestellt (Bild 10). Die wichtigsten technolo-gischen Kenndaten des Sandes wurden ermittelt (Bild 11). Es warenkeine deutlichen Unterschiede in den Formsandeigenschaften derverschiedenen Proben zu erkennen. Lediglich der Wasserbedarf vomPraxisformsand lag höher. Dies ist auf den höheren Schlämmstoffan-teil dieses Sandes zurückzuführen.

Nach dieser Überprüfung wurden mit der Hälfte der aufbereitetenSande Formen hergestellt und bei einer Temperatur von 1440 °C

abgegossen. Das Sand/Eisen-Verhältnis lag bei 1 : 3,4. Die abgegosse-nen Formen wurden nach 24 h Abkühlzeit zerkleinert, mit der rest-lichen Sandhälfte vermischt und anschließend im Laborkollergang10 min lang homogenisiert. Eine erneute ausführliche Überprüfungder Sandeigenschaften wurde durchgeführt (Bilder 12 und 13). Eszeigte sich bei dieser Untersuchung unter extremen Bedingungen(aus 100%igem Kernsand wurde ein Formsand hergestellt), dass einnegativer Einfluss des neuen Bindersystems auf die Formsandeigen-schaften nicht gegeben ist. Nach sechsmonatigem Einsatz dieses neu-en Cold-Box-Systems bei der Firma Georg Fischer in Mettmann (un-ter Praxisbedingungen) wurden keine negativen Veränderungen imSandsystem beobachtet.

Neben der Überprüfung des Einflusses des neuen Cold-Box-Systemsauf die technologischen Eigenschaften des Umlaufsandsystems wurdedie Veränderung der Geruchsemission des Formsandes durch denneuen Binder ermittelt. Hierzu wurde vor der Umstellung auf dasneue Cold-Box-System der Ist-Zustand ermittelt. Um die Einstellungeines Gleichgewichtes im Umlaufsand gewährleisten zu können, er-folgte die Vergleichsmessung 7 Wochen nach der Umstellung auf dasneue Cold-Box-System.Bild 14 zeigt die Ergebnisse der olfaktometrischen Prüfung mittels lfG-Messmethode.

Weißer Belag am FormkastenNach der Umstellung auf das neue Cold-Box-System beobachteteman Ablagerungen an den Formkastenteilungsflächen . Eine Untersu-chung des weißen Belages deutet auf amorphes SiO2 hin (Bild 15).

Bei der thermischen Zersetzung des Cold-Box-Binders entsteht un-ter reduzierenden Bedingungen SiOgasförmig, welches bei Kontaktmit Sauerstoff an der Formkastenoberfläche sofort reagiert, unter Bil-dung von umwelt- und gesundheitsunschädlichem amorphen SiO2.

Geruchsemissionsmessungen vor OrtSowohl an dem Schlichtetrockenofen als auch an den verschiedenenKaminen der Hauptformanlage wurde vor der Umstellung und nachder Einführung des neuen Cold-Box-Systems die Geruchsfracht er-mittelt (Bild 16). Die Ergebnisse deckten sich mit den ermitteltenolfaktometrischen Untersuchungen beim lfG.

Eine Reduzierung von 76 % der Gesamtgeruchsemission aus derFormanlage konnte bei Einsatz des neuen Binders erzielt werden.

Erfahrungen im Bereich NE/L-Metalle:Herabsetzung der GeruchsemissionFür die Reduzierung der Geruchsemissionen in einer Sandguss-Aluminiumgießerei, in deren Kernmacherei ein Cold-Box-System aufBasis von Fettsäuremethylester als Lösungsmittel eingesetzt wurde,


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Bild 11: Formstoffeigenschaften der geprüften Sandsysteme bei Einstellungeiner 40%igen Verdichtbarkeit.

Bild 12: Technologische Eigenschaften der geprüften Sandsysteme nach Abguss.

Bild 13: Technologische Eigenschaften der geprüften Sandsysteme nach Abguss.

Bild 14: Spezifische Geruchsemission des Umlaufsand-Systems bei Georg Fi-scher Mettmann im Vergleich. Messung erfolgte nach der IfG-Prüfmethode.

Bild 15: Röntgendiffraktogramm der Gesamtprobe und der separiertenweißen Partikel. Quarz wurde in geringen Mengen in der Gesamtprobe nuranhand des stärksten Reflexes nachgewiesen. Alle weiteren Quarzreflexeverschwinden im Untergrund der amorphen Hauptphase(n).

half man sich zuerst mittels Einsprühen von Enzymen im Gegenstromzum Abgas. Der Einsatz dieser Sekundärmaßnahme führte zwar zueiner 40%igen Reduzierung der Geruchsemission, den Beschwerdender Nachbarschaft konnte jedoch erst nach Einführung der 4. Cold-Box-Generation zufrieden stellend entgegengekommen werden. Eskonnten 85 % der Geruchsintensität vermindert werden (Bild 17).Messungen in einer Kokillengießerei bei Einsatz des neuartigen Cold-Box-Systems zeigten ebenfalls eine bedeutende Geruchsminimierung.

Minimierung der Rauchentwicklung undSchadstoffemissionenDie Cold-Box-Systeme auf Basis von Fettsäuremethylester konntensich – trotz der technologischen und umweltrelevanten Verbesserun-gen im Vergleich zu den klassischen Systemen auf Basis von aromati-schen Kohlenwasserstoffen – in Aluminium-Kokillengießereien aufGrund der hohen Rauchentwicklung beim Abgießen und vor allemnach Öffnen der Kokille nicht durchsetzen. Die neuen Cold-Box-Systeme, basierend auf Tetraethylsilikat als Lösungsmittel, bieten hier

eine entscheidende Alternative. Denn neben der Reduzierung derRauchentwicklung (Bilder 18 und 19) führt der Einsatz dieser neu-en Systeme zu einer deutlichen Reduzierung der Schadstoffe, welcheim Kokillenguss (im Gegensatz zum Sandguss) ungefiltert emittiertwerden. Die Erklärung für die reduzierte Schadstoffemission liegt inder Struktur des Lösungsmittels, welches eine gewisse Anzahl von Si-Verbindungen aufweist. Die Bildung von Schadstoffen beim Zerset-zungsvorgang verlangt ein bestimmtes C-Angebot. Bild 20 zeigt dieBTX-Messung im Vergleich zu einem aromatenhaltigen Cold-Box-System.

Reduzierung der KondensatbildungIm Kokillenguss werden heute die Gießwerkzeuge partiell unter-schiedlich temperiert, um eine lokale Modifikation des Gefüges her-vorzurufen. Besonders in kühleren Zonen schlagen sich die Pyrolyse-produkte aus dem Cold-Box unter Bildung von Kondensaten nieder.Der Aufbau der Kondensate im Werkzeug kann dann schnell zuMaßungenauigkeiten im Guss führen. Zum Vermeiden dieser Fehlermuss das Werkzeug öfter gereinigt werden, was mit einer Herabset-zung der Produktivität verbunden ist.

Die Kondensate aus dem Cold-Box bestehen hauptsächlich ausorganischen Verbindungen. Die im neuen Lösungsmittel enthaltenenSiliziumverbindungen zersetzen sich bei der thermischen Belastungunter Bildung von amorphem SiO2 und führen somit zu einer gerin-geren Kondensatbildung. Bild 21 zeigt die zu erwartenden Konden-sate bezogen auf die Bindermenge bei Einsatz verschiedener Lö-sungsmittel.

3. ZusammenfassungNeben der Reduzierung von Schadstoffemissionen bei der Herstel-lung von Gussstücken sehen sich heute die Gießereien verstärkt mitweiteren Emissionsarten konfrontiert. Die heutige geografische Nähe


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Bild 16: Geruchsfracht am Trockenofen und an der Formanlage. Gemessenvor und nach der Umstellung auf das Cold-Box-System der 4. Generation.

Bild 17: Geruchsemission einer Sandguss-Aluminiumgießerei bei Einsatz vonprimären und sekundären Maßnahmen.

Bild 18: Cold-Box-System der 4. Generation.

Bild 19: Cold-Boy-System der 2. Generation.

Bild 20: MAK-Messungen an einer Kokille bei Einsatz von zwei unterschied-lichen Cold-Box-Systemen.

dieser Betriebe zu den Wohngebieten und das gestiegene Umwelt-bewusstsein der Bevölkerung führt zu einer Sensibilisierung der An-wohnerschaft gegenüber den Belästigungsfaktoren Lärm und vor al-

lem Geruch. Der Gießer muss für die Einhaltung der sozialen Akzep-tanz der Gießerei im Hinblick auf Geruchsemission handeIn. NeueCold-Box-Systeme bieten neben einer drastischen Reduzierung derGeruchsemission nach dem Abgießen auch technische Vorteile fürden Leichtmetall- und Eisengießer.

Literatur[1] Gerard Ladegourdie and Wolfgang Schuh, „CP+T-Casting Plant

and Technology International“; lssue No. 4/1996; P 8-11

[2] Marek Torbus, Gerard Ladegourdie und Wolfgang Schuh; Gies-serei 87 (2000), Nr. 5, Seite 64-68

[3] Amine Serghini; Cold-Box, ein zukunftsorientiertes Kernherstel-lungsverfahren. 4 Jahre Erfahrung mit Systemen der neuen Ge-neration; 3. Formstofftage-Duisburg (2000)

[4] Joachim H. Helber, Hartmut Prömper und Gotthard Wolf;Gießerei 88 (2001), S. 86-94


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Bild 21: Kondensatbildungsvermögen von Cold-Box-Systemen mit verschie-denen Lösungsmitteln bezogen auf die Bindermenge.

Tongebundene Formstoffe zur Herstellung vonGussteilen aus Magnesium-Legierungen

Clay-bonded Moulding Materials for the Production of Magnesium Alloy Castings

Dipl.-Ing. Oleg Podobed, Absolvent derFachrichtung Gießereitechnik an der NationalenTechnischen Universität der Ukraine in Kiew.Danach von 1996 bis 1998 Assistent am Lehr-stuhl für Gießereiwesen der Eisen- und Nicht-eisenmetalle, anschließend Austauschwissen-schaftler und Doktorand am Gießerei-Institutder TU Bergakademie Freiberg /BRD. Seit Ok-tober 2001 Mitarbeiter bei IKO-MineralsGmbH in Marl/BRD.

Dipl.-Ing. Cornelius Grefhorst, Studi-um der Analytischen Chemie an der Laborhoch-schule in Arnheim / NL und der Gießereitechnikan der Technischen Hochschule in Utrecht / NL.Danach 5 JahreTätigkeit im EntwicklungsbereichPapierindustrie und 13 Jahre als Laborleiter einerGießerei. Seit 1994 Spezialisierung auf ton-gebundene Formstoffe in der Zulieferindustrie.Seit 1998 verantwortlich für den Bereich F&Ebei IKO-Minerals GmbH in Marl/BRD.

Der heutige Blick auf die Entwicklung der deutschen und internatio-nalen Leichtmetall-Gießereien zeigt einen stabilen Aufwärtstrend mitdeutlich dominierendem Kfz-Sektor.Die Herstellung von Fahrzeug- und Motorenguss aus Magnesium-Legierungen ist besonders dadurch gekennzeichnet, dass:1. große Stückzahlen gefertigt werden2. die Herstellungskosten niedrig sein müssen3. die Maßtoleranzen der Rohgussteile eng begrenzt sind4. die Vorschriften über die chemische Zusammensetzung und dasphysikalische Verhalten des Materials eindeutig festliegen und ge-nau eingehalten werden müssen.

Niedrige Formstoffkosten, hohe Produktivität, schnelle Prototyp-Ent-wicklung und beste Gussteilqualität sind einige wichtige Merkmale,

warum die Formverfahren auf Basis tongebundener Formstoffe auchin Zukunft ihre dominierende Stellung bei den Fertigungsverfahrenzur Gussteilherstellung im Bereich Kfz-Guss behalten werden.Mg-Sandguss steht in Wettbewerb mit der Druckgusstechnologie, je-doch sind die Möglichkeiten und Vorteile der Sandgießverfahren hin-sichtlich der Flexibilität, Gestaltungsfreiheit und nicht zuletzt derWirtschaftlichkeit noch nicht ausreichend untersucht, realisiert underschöpft. Insbesondere die Entwicklung von automatischen Hoch-leistungsformmaschinen mit neuen Verdichtungsmethoden schafft dieMöglichkeit, geometrisch komplexen Mg-Guss mit hoher Produktivi-tät zu produzieren.

Magnesium-LegierungenAufgrund der besonderen Eigenschaften des Magnesiums sind bei je-dem Fertigungsverfahren spezielle Anforderungen hinsichtlich derHandhabung des Werkstoffes und auch des Designs des jeweiligenBauteiles gestellt.Die Gießtemperatur liegt im Allgemeinen zwischen 680 und 800 °C.Eine geringe Erhöhung über 800 °C hinaus sollte nur ausnahmswei-se, bei sehr dünnwandigen Teilen, angewendet werden. Die für diemeisten Gussstücke vorteilhafteste Temperatur beträgt 750 °C.Das flüssige Metall reagiert sehr stark mit der Luft. Mögliche Reak-tionen, die negative Auswirkungen hervorrufen können, sind fol-gende:Mg + H2O → MgO + H2 + 324,7 kJ2Mg + O → 2MgO +611,7 kJ3Mg + N2 → Mg3N2+ 486 kJ2Mg +CO2 → 2MgO + C + QMg + CO → MgO + C + QDie dabei entstehende Wärme Q und die entstehenden Gase kön-nen zum Anbrennen und sogar zum Herausschleudern des flüssigenMetalls beim Giessen führen. Deswegen muss das Giessen möglichstin einer Schutzatmosphäre stattfinden. Im Betrieb geschieht dies durchAufstäuben von Schwefelpuder oder durch Anblasen des Gießstrahlesmit SO2 oder SF6.

Magnesiumlegierungen besitzen ein größeres Erstarrungsintervall undbedürfen deshalb wegen der verstärkt auftretenden Mikrolunkerungsorgfältig ausgedachter Speisesysteme. Es müssen weiterhin Form-und Kernsandsysteme so ausgewählt werden, dass eine möglichst ge-ringe Schwindungsbehinderung beim Übergang vom flüssigen in denfesten Zustand in der Form eintritt, weil bei Magnesium besondersleicht Warmrisse auftreten.

Entwicklung der FormstoffsystemeBei der Auswahl optimaler Formstoffzusammensetzungen (Formstoff-optimierung) muss man stets von den technologischen Anforderun-gen ausgehen und danach die kostengünstigen Möglichkeiten fest-legen.Grundsätzlich sind zwei Schritte bei der Formstoffoptimierung zurealisieren:1. Ermittlung bzw. Festlegung des geforderten Qualitätsniveaus fürdie einzelnen relevanten Formstoffeigenschaften

2. Ermittlung der optimalen Formstoffzusammensetzungen zur Rea-lisierung des notwendigen Qualitätsniveaus unter Berücksichtigungder Wirtschaftlichkeit und der Umweltbelastung

Das Erreichen einer bestimmten Gussstückqualität ist an die Wirkungvon Stoffeigenschaften (Formstoff, Schmelze) und verfahrenstech-nischen Parametern gebunden. Kein Gussstück kann besser sein, alsdie Qualität der Form und des Kernes es zulassen.Die für Mg-Guss meist bekannten und in der Literatur beschriebenenFormsandtechnologien, Formstoffrezepturen (Schutzstoffe, Hilfsstoffe),Schmelz- und Gießverfahren sowie die erreichbaren mechanischenund physikalischen Eigenschaften der Gussstücke beziehen sich aufdie Arbeitsweise mit Natursanden und müssen gegenwärtig aus mo-derner Sicht analysiert werden. Zu erwarten ist, dass man bei Hoch-leistungsformmaschinen, wie im Eisen-Guss-Bereich, synthetischenFormsand einsetzen muss aufgrund der Formstoffeigenschaften undder Rohstoffverfügbarkeit.Natürliche Sande (mit Schlämmstoffen) von guter Qualität waren inEuropa (u.a. in Deutschland, Frankreich und England) in ausreichen-dem Maße bekannt und wurden für die Herstellung von Gussteilenu.a. aus Mg-Legierungen angewendet. Allerdings ist die Anwendungseit der Einführung der synthetischen Sande zurückgegangen und be-trägt gegenwärtig insgesamt nur noch ca. 0,7 % (10 000 t). Es gibtaber Gießereien, die Natursand bevorzugen wegen niedriger Kosten,Logistik oder zur Erzielung von sehr glattem Guss ( der Natursand istfein und enthält viel Schlämmstoff).

Naturformsande wurden vor allem für kleinere Gussteile grün ver-arbeitet. In getrocknetem Zustand wurden die Natursande auch fürgrößere und großflächige Teile angewendet. Dabei konnte derFeuchtigkeitsgehalt in größeren Grenzen schwanken. Der erforder-liche höhere Wasseranteil im Formstoff und geringe Festigkeits- undGasdurchlässigkeitswerte lassen einen Einsatz für hochmechanisierteFormanlagen nicht zu. In bestimmten Fällen kommt es durch die er-höhten Feinanteile bei der Aufbereitung zu einer Teilchenagglome-ration. Sie bewirkt eine Kornvergröberung (Pelletbildung), begünstigtPenetrationserscheinungen und führt zu rauen Oberflächen der Guss-teile.Um die Oxidation- bzw. Explosionsgefahr bei der Herstellung vonMg-Gussteilen nach diesem Verfahren zu unterdrücken und die er-forderliche Gussteilqualität sicher zu realisieren, sollten dem Form-stoff größere Mengen an Hilfsstoffen/Schutzstoffen wie Schwefel,Borsäure bzw. Fluorverbindungen beigemischt werden. Es wurde einVerhältnis „Schutzstoffe/Wassergehalt “ größer 1 empfohlen, dabeikonnte man die Formsandeigenschaften kaum oder nur in sehr be-grenztem Umfang variieren.Trotz der bemerkenswerten Erfolge der Mg-Gussteilproduzenten infrüheren Jahren, sind solche Technologien aus folgenden Gründennicht mehr zukunftstauglich:Enorme Umwelt- und Arbeitsplatzbelastungen durch:– SO2, SiF4 beim Abgießen und Auspacken– SF6, Cl2, SO2 usw. beim Schmelzen unter Salzdecke, Kornfeinen– SchlackenresteSehr hoher Wasserbedarf erfordert mehr Schutzzugaben, washöhere Emissionen bedeutet.Erhöhter Energieverbrauch (hoher Wasserbedarf und geringeGasdurchlässigkeit erzwingt höhere Gießtemperaturen für dievollständige Formfüllung).Wirtschaftlichkeit wird nur bei den Erzeugnissen mit geringenQualitätsanforderungen gewährleistet.Schnelle Verschlechterung des Formstoffes infolge der sich bilden-den Schwefelverbindungen und schlechte Regenerierbarkeit desAltsandes.Die Formstoffe sind für die modernen Formverfahren technolo-gisch ungeeignet.

Die Tabelle 1 vermittelt die Eigenschaften der typischen deutschenFormsande für Magnesiumguss (mit konventioneller Formstoffbeur-teilung).


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Sandsorte Kaiserslauterner Hallescher Rosenthaler Formsand Süllinger Sand Natursand aus GießereiSand “Magere Qualität“ Sand „Marke Abhang“

Vorkommen Kaiserslautern Halle Süchteln BraunschweigSandTon Gew.- % 91 88 91 84 91,5

9 12 9 16 8,5Korngröße >0,3 23 2 1 2 5des Sandes 0,3..0,2 26 3 12 8 17Gew.-% 0,2..0,09 35 35 75 56 54

0,09-.05 4 38 2 11 15< 0,05 3 10 1 7 9

FormgerechterWassergehalt, % 6 10 8 5 6–7Gasdurchlässigkeit 60 15 70 50 50–70Schutzstoffe Schwefel 4–10 %, Borsäure 0,5–2 % Schwefel 4–5 %

Borsäure 1–2 %Beurteilung sehr gut Gasdurchlässigkeit gut Tongehalt Gasdurchlässigkeit

sehr gering zu hoch sehr gering

Tabelle 1: Natursande für Magnesium-Guss

Schutzzusätze für Magnesium-SandgussWirkungsmechanismusDer notwendige Schutzprozess gegen die Oxidierung und Ober-flächenoxidation der Mg-Legierungen besteht vermutlich in folgendem:1. Bildung von Schutzfilmen auf der Oberfläche der Formsandpar-tikel.

2. Bildung eines Schutzmantels auf der Schmelzoberfläche durch daschemische Zusammenwirken zwischen den Reaktionskomponen-ten der Inhibitoren und der Metallschmelze (beim Abgießen undweiterer Formfüllung).

3. Bildung von Gasprodukten (durch die Zersetzung der Schutzzu-gabe), die eine Schutzschicht zwischen Form- und Schmelzeober-fläche gewährleisten und die Luftmasse aus dem Formhohlraumverdrängen.

In der Literatur wird oft über die Wichtigkeit dieser prinzipiellen Re-aktionen diskutiert. Alle Autoren sind der Meinung, und diese wurdepraktisch bestätigt, dass für die Herstellung von fehlerfreien Gusstei-len aus Magnesiumlegierungen in bentonitgebundenen Formstoffender Einsatz von Schutzinhibitoren unbedingt notwendig ist. Die mög-lichen Reaktionen bei der Formfüllung und die erreichte Dichte derOberflächenschichten zeigt die Tabelle 2.

Die Schutzeigenschaften des Filmes, der sich an der Gussteilober-fläche bildet, werden durch das Verhältnis bestimmt:

VMeO/VMe = M * DMe /(DMeO * A)

VMe – Relative Dichte des MetallsVMeO – Relative Dichte des FilmesDMe – Dichte des MetallsDMeO – Dichte des FilmesM – Molekularmasse des FilmesA – Atommasse des Metalls

Wenn dieses Verhältnis größer/gleich 1 ist, dann hat der Film dieFähigkeit, die Legierungen gegen eine Oxidation zu schützen. Die be-sten Schutzeigenschaften haben die Filme, die Fluorverbindungen desMagnesiums (MgF2) und Bor enthalten. Dagegen senkt MgO dieSchutzeigenschaften.Die Tabelle 3 vermittelt einen Überblick über die bekannten Zusät-ze, deren Anwendung, den Wirkungsmechanismus und die Zugabe-menge. Die Zusatzmengen sind für bentonitgebundene Formstoffeangegeben (Wassergehalt betrug 2,5 bis 6 %). Dabei ist auch zu be-achten, dass viele Stoffe im Komplex verwendet werden und die Ge-samtmenge bis zu 10 % betragen kann.Die Menge der benötigten Inhibitoren ist von folgenden Faktorenabhängig:1. Wassergehalt des Formstoffes: Je höher die Feuchtigkeit ist, destomehr Schutzzusatz muss zugegeben werden.

2. Gießtemperatur der Legierung: Je höher die Gießtemperatur ist,desto höher ist in der Regel die Reaktivität der Legierung unddementsprechend wird eine höhere Menge an Schutzzusatz be-nötigt.

3. Abkühlungsbedingungen in der Form: Je größer das Gussstückund dessen Wandstärke ist, desto langsamer erfolgt die Erstarrungund mehr Formstoff wird belastet.

4. Besondere Legierungseigenschaften (Schmelzbehandlung, Reinheitusw.)

Ein Überblick über die Zersetzungsvorgänge ausgewählter Schutzzu-sätze bei thermischer Beanspruchung wird im Folgenden gegeben:

Borsäure (Orthoborsäure) H3BO3. Bei raschem Erhitzen liegt derSchmelzpunkt bei 169 °C, jedoch dehydratisiert H3BO3 bereits bei70 °C zu Metaborsäure (HBO2)n, die bei etwa 300 °C in BoroxidB2O3 übergeht.

2 H3BO3 → B2O3 + 3 H2O

Reaktionsprodukte sind umweltfreundlich und brauchen keine zu-sätzlichen Schutzmaßnahmen.Kaliumtetrafluorborat: KBF4. Oberhalb 350 °C Zerfall in Kalium- undBorfluorid nach der Reaktion:

KBF4 → KF + BF3

Kaliumfluorid ist schädlich und muss aus der Form entfernt (z.B. ab-gesaugt) werden.Harnstoff H2N-CO-NH2. Beim Erhitzen wässriger Harnstofflösungenentsteht Ammoniumcarbonat. In Gegenwart von Säuren oder Laugenwird Harnstoff in Ammoniak und CO2 gespaltet:

CO(NH2)2 + H2O → 2 NH3 + CO2

Der Wasserdampf wird infolge der Zersetzung von Harnstoffgebunden und der zum Magnesium neutrale Stoff NH3wirkt gegendie Oxidation. Dies bedeutet bei der Übersteigerung der Zusatz-menge über 1–2 % eine wesentliche Verschlechterung der Arbeits-bedingungen.Aluminiumsulfat Al2(SO4)3. Beim Gießen reagiert diese Zugabe mitWasser nach:

Al2(SO4)3 + 2 H2O → 2Al(OH)SO4 + H2SO4

Die gebildete Schwefelsäure zersetzt sich bei höheren Temperaturenunter Bildung von Schwefeldioxid (Anhydrid). Borsäure geht in Bor-anhydrid (Boroxid B2O3) über, das mit dem Magnesium gemäß derBeziehung:

3 Mg + B2O3 → 3 MgO + 2 B

reagiert. Das Magnesium reagiert weiter mit der gebildeten Schwefel-säure und/oder mit dem Schwefeldioxid. Dabei bilden sich auf derGussteiloberfläche Filme von MgS und MgSO4 aus, die mit Bor ver-dichtet sind.


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ReaktionenVMeO Reaktionen

VMeOVMe VMe

Mg + 0 = MgO 0,71 3Mg + 2BF3 = 3MgF2+ 2B 1,32

Mg + H2O = MgO + H2 0,71 3Mg+4BF3=Mg[BF4]2+2MgF2+2B –

3 Mg + N2 = Mg3N2 0,79 Mg + CO2 = MgO + CO 0,71

Mg + S = MgS 1,26 3Mg + 8BF3 = 3Mg(BF4)2 + 2B –

Mg + SO2 = MgS + 2MgO 0,92 3MgO + 2BF3 = 3MgF2 + B2O3 3,10

Mg + CO = MgO + C 1,08 Mg+2NH4FHF=MgF2+2NH4F+H2 –

2 Mg + CO2 = 2MgO + C 0,9 Mg+2NH4FHF=MgF2*2NH4F+H2 –

Tabelle 2: Reaktionen bei der Formfüllung und Dichte der Oberflächen-schichten des Gussteils

Zusatz Formel Schutzwirkung Menge, %Schwefel S Schutzfilm 0,5 … 10

SchutzatmosphäreAmmoniumborfluorid NH4BF4 Schutzfilm 1,5 ... 5Ammoniumfluorsilikat (NH4)2SiF6 Schutzfilm 2 ... 5Ammoniumfluorsäure NH4F∑HF Schutzfilm 2 ... 5Kaliumtetrafluorborat KBF4 Schutzfilm 1 ... 6Natriumtetrafluorborat NaBF4 Schutzfilm 2 ... 5Aluminiumfluorid AlF3 Schutzfilm 2 ... 5Aluminiumsulfat Al2(SO4)3 Schutzfilm 1 ... 2

WasserbindungHarnstoff CO(NH2)2 Schutzatmosphäre, 2 ... 4

WasserbindungSchwefeldioxid SO2 SchutzatmosphäreArgon Ar SchutzatmosphäreBorsäure H3BO3 Schutzfilm 0,5 ... 3

Teflonspray (C2F4)n Schutzfilm 0,02..0,06 kg/m2

Tabelle 3: Überblick über bekannte Schutzzusätze, deren Wirkung und Zu-satzmenge.

Diese Stoffe besitzen ein temperaturabhängiges Zersetzungsver-halten, was eine Begründung dafür ist, dass in Abhängigkeit der ther-mischen Beanspruchung (Wanddicke, Gießtemperatur) die Zugabeeines kombinierten Schutzzusatzes

*) günstiger wird und die Menge

des benötigten Schutzzusatzes optimiert werden muss.

Notwendige FormstoffeigenschaftenDie Formstoffeigenschaften für Mg-Guss werden mit Eisenguss ver-glichen, wobei von synthetischem Formsand und Formfertigung aufmodernen Formanlagen ausgegangen wird.Richtwerte für die Optimierung bentonitgebundener Formstoffe ent-hält die Tabelle 4.

Bei der Optimierung der Formstoffqualität ist stets darauf zu achten,dass steigende Bindergehalte die Formstoffkosten erhöhen, das Sin-terverhalten des Formstoffes ungünstig beeinflussen und das Aus-packen, d.h. Trennen der erstarrten Gussteile vom Formstoff, er-schweren.Bentonite mit unterschiedlichen Eigenschaften sind auf dem Marktverfügbar. Sie unterscheiden sich hinsichtlich Quellfähigkeit, Binde-fähigkeit, Wasserbedarf und Temperaturbeständigkeit.Die tongebundenen Formstoffe entwickeln erst bei Anwesenheit vonWasser (Anmachwasser) ihre Bindefähigkeit. Die Einstellung und Ein-haltung eines der Verdichtungsart und -intensität angepassten Was-sergehaltes ist Grundvoraussetzung für eine hohe Formstoff- undFormqualität. Der Wassergehalt der für Magnesium entwickeltenFormstoffe spielt aufgrund hoher Affinität dieser Legierungen zumSauerstoff sogar eine entscheidende Rolle, besonders bei Gussteilenmit Wanddicken über 6 mm.

Bestimmung notwendiger ZugabemengenundAuffrischungsratenIm Rahmen von Untersuchungen sollten die notwendigen Zusätze anSchutzstoffen ermittelt werden. Es wurden Formstoffe ohne Schutz-zusatz sowie mit einzelnen Schutzstoffen hergestellt, mit denen prak-tische Abgüsse durchgeführt wurden. Die Proben, die ohne Schutz-zusatz abgegossen wurden, weisen starke Oxidation auf, die sich mitsteigender Verdichtbarkeit (Feuchtigkeit des Formsandes) erhöht.Die Optimierung sollte in erster Linie eine Reduzierung des Wasser-bedarfes anstreben. In Bild 1 und Bild 2 sind die Ergebnisse bei-spielhaft dargestellt.Es ist deutlich zu erkennen, dass die Formstoffe mit Zusatz durcheine geringere Wasserzugabe auf die formgerechte Verdichtbarkeitgebracht werden können. Die Fluoride sind umweltbelastend undaus diesem Grund wurde bei den weiteren Optimierungen auf die-sen Bestandteil verzichtet.

Die Formstoffe lassen sich sehr gut verdichten. Niedrige Nasszugfes-tigkeit spielt bei Magnesium-Legierungen kaum eine Rolle, da diesenicht zu Schülpenfehlern neigen. Es ergibt sich sogar ein besseresAuspackverhalten.

InhibitorenmengeEs ist sinnvoll, die erforderlichen Inhibitorenmengen den Abkühlungs-bedingungen anzupassen. Dünnwandige Teile, die bei höheren Tem-peraturen abgegossen werden müssen, erstarren sehr schnell, und eswerden nur kleine Mengen an Schutzzusatz gebraucht. Die Mischungwird zum größten Teil thermisch kaum beansprucht und der not-wendige Auffrischungszusatz ist sehr gering. Bei dickwandigen Teilenhängen die Zusatzmengen zusätzlich von der Größe des Gussstückesab. So können kleine und mittlere Teile auch bei relativ niedrigenGießtemperaturen 670 ... 700 °C abgegossen werden, und es wirdwiederum weniger Schutzzusatz gebraucht. Große und gleichzeitigdickwandige Teile (bis 40 ... 50 mm Wandstärke) aus Magnesiumsind selten. Wenn jedoch solche Aufgaben gestellt werden, dannmuss man ein sorgfältig konstruiertes Speisesystem anwenden sowiezusätzliche Maßnahmen zur schnelleren Formfüllung und Abkühlungdes Gussstückes und zur Gasabfuhr vornehmen.


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*) Schutzzusatz IKO-10H-10B

Kastengebundene Formtechnik

Eisenguss( Richtwerte) Mg-Sandgussmit IKO Zusatz*)

Zielgröße FormstoffqualitätGründruckfestigkeit σdB, N/cm

220 12,0

Verdichtbarkeit ΔH, % 40 45Fließbarkeit FOR, % 70 50Shatter-Index Sh-I, % 65 80Grünzugfestigkeit σZB, N/cm

22,0 1,2

Nasszugfestigkeit σNB, N/cm2

0,20 0,15

Gasdurchlässigkeit Gd, Einh. 100 110

Zielgröße ZusammensetzungBentonitgehalt (%), 8 8Wassergehalt, % 3,3 2,3 !mittlere Korngröße, mm 0,25 0,25

Tabelle 4: Richtwerte zur Formstoffoptimierung für moderne Formverdich-tungsverfahren.

Bild 1: Die Zusatzstoffe reduzieren den Wasserbedarf des Formstoffes.

Bild 2: Formstoffsystem mit minimalem Wasserbedarf

Bild 3: Abnahme der Festigkeit durch Schutzstoffzugabe. (Die Zugabe be-wirkt ein besseres Auspackverhalten.)

σdB

σZB

σNB

Viel komplizierter ist der Fall, wenn sich ein Gussteil als Kombinationvon dünn- und dickwandigen Flächen mit hochbeanspruchten Zen-tren (Knotenstellen) darstellt. Es kann eine Kombination von Form-materialien mit unterschiedlichen Zusatzmengen angewendet wer-den, was technisch schwer zu realisieren ist (besonders wenn die Mi-schungen mehrmals verwendet werden müssen), oder die Zusatz-menge muss dann wie für dickwandige Teile ausgewählt werden.Tabelle 5 gibt einige Richtzahlen.

Steuerung des SandsystemsIm Prinzip soll die Steuerung des Sandsystems auf die Gleichgewichts-erhaltung ausgerichtet sein, d.h. Zusammensetzung und Eigenschaften

sollen sich so wenig wie möglich ändern. Ein solches Steuerungssy-stem ist möglich, wenn man die Sandrezeptur auf die betrieblichenGegebenheiten abstimmt. Hier geht es vor allem um die thermischeBelastung des Sandes und die „Auffrischung“ des Umlaufformstoffesdurch den in das System einfließenden Kernsand. Auf diese Weiseergibt sich eine Steuerung mit dem Ziel, ein stetiges Gleichgewichtzwischen der Zufuhr neuer Stoffe und dem Abführen von Zerset-zungsprodukten aufrechtzuerhalten. Bedingung für die vorbeugendeSteuerung ist die Kenntnis, welche Mengen der verschiedenen Kom-ponenten sich bei einer gegebenen Wärmebelastung zersetzen unddemzufolge durch neue ersetzt werden müssen. Die Abfuhr derZersetzungsprodukte, deren Menge durch das Verhältnis „Metall/Formstoff“ definiert werden kann, erfolgt durch die Zufuhr frischenQuarzsandes oder des im System verbleibenden Kernsandes. DasAusscheiden von Altsand soll in gleicher Menge erfolgen. Der Bento-nitbedarf (Bentonitniveau) kann in einem ausgeglichenen System vonder Druckfestigkeit abgeleitet werden.Es wurde versucht, die notwendige Zugabemenge (Auffrischungsra-te) direkt zu bestimmen, d.h. anhand von praktischen Abgüssen einerStufenkeilprobe mit der Legierung AZ 91 bei Temperaturen von 650bis 780 °C. Wenn glatte und fehlerfreie Oberflächen in allen Stufenerreicht wurden, wurde die Menge an Schutzzusatz weiter optimiert,um Zusatzmenge und Gasentwicklung zu minimieren und Umwelt-verträglichkeit zu gewährleisten. Die zum Auffrischen benötigte Zu-satzmenge sollte über die Verlustrate nach thermischer Beanspru-chung durch die Ermittlung des Glühverlustes bestimmt werden. Die-se Methodik hat sich als nicht geeignet erwiesen, da sogar bei dick-wandigen Teilen und hohen Gießtemperaturen nur ein geringer Teilder gesamten Formmischung belastet wurde. Dies ist wiederum aufdie niedrige Dichte und den niedrigen Wärmeinhalt des Magnesiumszurückzuführen. Der Glühverlust wurde nach Abguss und Aufberei-tung der Mischung bestimmt. Die Schutzzusatzverluste sind gering.Um die thermische Belastung des Formstoffes beim Gießen und Er-starren zu ermitteln, wurden die Temperaturen im Guss-Stufenkeil(in der Mitte jeder Stufe), an der Grenze Metall-Formstoff und imFormstoff (Abstand 5, 10, 15, 20, 25 mm von der Gussoberfläche)mit Thermoelementen gemessen. Das Schema dieser Messungenzeigt das Bild 5 an einer Stufenprobe mit 5 Stufen: 10, 20, 35, 50,70 mm; Gewicht 2,2 kg; das Verhältnis Metall zu Formstoff von 20zu 1 entspricht einem solchen für Gusseisen üblichen Verhältnis von6 zu 1.

Um die Zersetzung der einzelnen Komponenten der Schutzzugabenberechnen zu können, wurden thermoanalytische Untersuchungen(DTA, TG) (Gewichtsverlust und Zersetzungspunkte als Funktionder Temperatur) durchgeführt. Außerdem wurde der Glühverlustder einzelnen Komponenten bei Temperaturen von 100, 200, 300,400 u. 500 °C ermittelt.


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Bild 4: Vergleich von zwei Proben, die mit Schutzzusatz (links im Bild) bzw.ohne Schutzzusatz(rechts im Bild) abgegossen wurden. Verdichtbarkeitjeweils 50 %.

Zusatz Mengen-% der BemerkungMischung

Schwefel 4 Nicht immer ausreichendBorsäure 2 Oft in Kombination mit SKaliumtretrafluorborat 0,3-1 In Kombination mit

anderen ZusätzenAmmoniumfluorsilikat 3 In Kombination mit

anderen ZusätzenHarnstoff 0,2-3 Abhängig von der Größe

des GussteilesTeflonspray 60 g/m

2Eventuell in Kombinationmit einem Zusatz

Tabelle 5: Richtzahlen für Zusatzmengen aus der Literatur.

Bild 5: Stufenprobe mit 5 Stufen

Die Zersetzungskurven (TG, DTG) bestätigen die oben erwähnteWirkung der Schutzzusätze. Beim Abguss zersetzt sich zuerst derHarnstoff und bildet Schutzgase, dann folgt die Zersetzung von Bor-säure, Aluminiumsulfat und zuletzt von Kaliumtetrafluorborat.

Die Untersuchungen wurden mit den Quarzsandsorten H32, WF28und WF33 durchgeführt. Die Ergebnisse belegen, dass für die sichereHerstellung von Mg-Gussteilen in bentonitgebundenen Formstoffen(mit 6–7% Bentonit) ein Schutzzusatz von insgesamt 1…2 % ausrei-chend ist.Der verhältnismäßig geringe Wärmeinhalt des Magnesiums wirkt sichfür das wirtschaftliche Einschmelzen der Magnesiumlegierungen vor-teilhaft aus. Die Verwendung eiserner Schmelz-(Gießtiegel)bringt esaber mit sich, dass das in die Form gebrachte gießfertige Metall ziem-lich rasch abkühlt (siehe Tabelle 6). In der Literatur werden Gieß-temperaturen bis zu 850 °C empfohlen. Bei Verwendung der ent-wickelten Formstoffe sind Gießtemperaturen von 750–780 °C fürdünnwandige Teile und für dickwandige Teile von 700–740 °C aus-reichend, da die „Energie“ des einfließenden Metalls durch den gerin-gen Wassergehalt der entwickelten Formstoffe nicht für das Wasser-verdampfen verbraucht werden muss. Die Formstoffbelastung ist ge-ring und es müssen nur geringe Auffrischungszugaben erfolgen (jenach Größe und Wandstärke der Gussteile nur 0 bis 10 % der Aus-gangsmenge des Schutzzusatzes).

Um die geforderte Oberflächenqualität der Gussteile zu erzielen,können Formstoffsysteme auf der Basis von Quarzsanden unter-schiedlicher Körnung zum Einsatz kommen.Abgussversuche (siehe Bild 7) haben eine hohe Oberflächenqualitätund geringe Emissionen bei der Verwendung von synthetischen, fein-körnigen Formstoffen bestätigt.

Untersuchung desVerdichtungsverhaltensder entwickelten FormstoffeModerne Formanlagen verwenden oft das Impulsverfahren kombi-niert mit Pressen.Entscheidend für den Erfolg des Impulsverfahrens ist der Druckgra-dient dp/dt über der Sandschüttung, da er für die Formstoffbeschleu-nigung verantwortlich ist. Laut Literaturangaben sollte der Druckgra-

dient der Luftimpulsverdichtung mindestens 10 MPa/s erreichen. Beider für die Versuche zur Verfügung stehenden Luftimpulsmaschine(Kastengröße:200 x 200 x 250) mit einem Kesseldruck von 4 bis 6bar wurde ein Druckgradient erreicht, der um das vier- bis zehnfachegrößer ist. Für die Untersuchungen wurde bentonitgebundener Ein-heitsformstoff verwendet.Als variable Einflussgrößen des Formstoffes wurden drei Bentonit-arten verwendet, deren Qualität bzw. Klebekraft und Plastizität un-terschiedlich sind: Bentonit D, E und GE. Dabei wurden die Binder-gehalte mit 5, 7 und 9 % und die Wassergehalte mit 30, 40 und 50 %Verdichtbarkeit variiert. Um den Einfluss des Aufbereitungsgradesauszuschließen, wurde jede Zusammensetzung mehrmals im Wirbel-mischer aufbereitet. Nach dem siebten Aufbereitungszyklus wiesendie Formstoffe bei den Untersuchungen keine Eigenschaftsverände-rungen mehr auf, was auf eine vollständige Umhüllung der Sandkörnermit dem Binder hindeutet. Nach der Verdichtung wurden die End-dichte, die mechanischen Eigenschaften der Form und die wichtigstentechnologischen Formstoffeigenschaften ermittelt.Bei der Versuchsserie mit dem Kesseldruck von 4 bar zeigten die Kur-ven gleiche Ablaufprofile wie bei 6 bar, die aber bei niedrigen Wertenverlaufen. So nehmen die Formhärte und die Formfestigkeit mit stei-gender Verdichtbarkeit bei allen Zusammensetzungen ab. Der von 5auf 9 % steigende Bindergehalt führt parallel mit dem steigenden Form-widerstand zur Härtezunahme. Dies deutet darauf hin, dass die Formei-genschaften ein Ergebnis des Zusammenwirkens von Formdichte undBindergehalt sind. Die Schüttdichtemessungen haben bewiesen, dassein Bindergehalt von 5 bis 9 % keinen Einfluss auf die Formstoffporo-sität ausübt, sondern nur der Befeuchtungsgrad (die Verdichtbarkeit).Die Untersuchungen wurden mit und ohne Modell mit dem Zieldurchgeführt, die Veränderung der Verdichtung zu beobachten, umdie Grenzen für die prozesssichere und wirtschaftliche Verwendungder entwickelten Formstoffe festzulegen. Das Modell (Bild 8) war


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Bild 6: Temperaturverlauf im Stufenkeil.

Legierung Probestabdurchmesser, mm20 30 40

Abkühlungszeit, sAZ91 39 80 115AlSi9Cu3 108 225 320

Tabelle 6: Vergleich der Abkühlzeiten der Mg-Legierung AZ91 und Al-Legie-rung AlSi9Cu3.

Bild 7: Oberfläche eines Magnesium-Gehäuses.

Bild 8: Modell für die Impulsversuche

mit hohen Formballen und minimalen äußeren Formschrägen ausge-wählt, um eine Übertragung der Ergebnisse auf reale Serienteile zuermöglichen.

Bild 9 ist zu entnehmen, dass der maximal „zulässige“ Schutzstoff-gehalt bei ca. 2 % liegt. Da es sich aber um die mittlere Formdichte,d.h. bezogen auf das gesamte Formvolumen, handelt, können dieSchutzstoffgehalte bis 3 % betragen, ohne dass die FormoberflächeSchwachstellen aufweist. Für eine wirtschaftliche Formtechnik wer-den jedoch höhere Gehalte unakzeptabel, da sich der Formstoff-widerstand erhöht und immer mehr Verdichtungsarbeit (Energie)benötigt wird, um die optimalen Eigenschaften der Form zu errei-chen.Der Wirkungsdruck nimmt mit steigendem Schutzstoffgehalt ( > 1,5 %)ab, was auf den steigenden Formstoffwiderstand zurückzuführen ist,bleibt aber absolut ausreichend für die Formherstellung von Mg-Guss-teilen, wie es auch die Messungen von Formfestigkeit und Formhärtebelegen.Die Erhöhung des Verdichtungsdruckes von 4 bar auf 6 bar führt zurErhöhung der Formfestigkeit um 50-70 % und kann in begründetenFällen (sehr hohe Formballen, enge und schwerzugängliche Formbe-reiche) empfohlen werden. Sehr hohe Formfestigkeiten (straffe For-men) sind für Magnesium-Guss bekanntlich zu vermeiden, da dieMagnesium-Legierungen zur Rissbildung neigen.Die Laboruntersuchungen (VDG-Prüfmethodik) an den gleichenFormstoffen (es wurden dieselben Mischungen, wie für die Impuls-versuche untersucht) und daraus ermittelte Tendenzen (Fehlerkom-pass) zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen derImpulsversuche.Die Gasdurchlässigkeit aller Formstoffe lag im Bereich 160..240 Einh.,was sehr vorteilhaft beim Giessen von Magnesium-Legierungen ist.

Der Fehlerkompass für Nassguss-Sande ist ein Tendenzdiagramm(Bild 11), das anhand des Wertepaares Verformbarkeitsgrenze/Grünfestigkeit die Grundstruktur eines Sandes und seine Neigung er-kennen lässt, unter ungünstigen Bedingungen bestimmte Fehlergrup-

pen bevorzugt auszubilden. Der Grundcharakter eines Sandes wirdbesonders deutlich, wenn die Verdichtung mit 3, 6 und 10 Ramm-schlägen erhöht wird. Auch weitere wechselnde Produktionsparame-ter können verändert und die Verlagerung des Wertepaares im Feh-lerkompass untersucht werden (in unserem Fall Schutzstoffgehalt,Art). Dann wird deutlich, in welcher Stärke ein Formstoff in eine be-stimmte Fehlerrichtung tendiert.

Der Bereich „brauchbarer“ Formstoffeigenschaften liegt im grau mar-kierten Feld.

Die Formstoffe liegen im optimalen Bereich der technologischen Ei-genschaften (siehe Bild 10). Eine weitere Erhöhung der Zusatzmen-gen (über 3 %) führt tendenziell in die Richtung „B“ nach Bild 11 –Schwergängigkeit der Formstoffe, Festigkeitsunterschiede usw. Eswerden daher Zusatzmengen von insgesamt 1 bis 2 % (2,5 %) emp-fohlen, die, wie auch Abgussversuche bereits bestätigt haben, die Her-stellung einwandfreier Magnesium-Gussteile mit minimalen Emissionenermöglichen.

ZusammenfassungDie dargestellten Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:– Beim Gießen von Magnesiumlegierungen ohne Einsatz vonSchutzzusätzen kann die geeignete Oberflächenqualität nur beiGussteilen einfacher Geometrie mit einer Wanddicke von 3 bis6 mm erreicht werden. Bei Wanddicken oberhalb von 12 mm

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Bild 9: Mittlere Formdichte in Abhängigkeit von steigendem Schutzstoffgehalt

Bild 10: Festigkeitseigenschaften bei steigendem Schutzstoffgehalt

Bild 11: Der Fehlerkompass für Nassguss-Sande

Bild 12: Fehlerkompass für die untersuchten Formstoffe


und in thermischen Zentren oxidiert die Oberfläche. Dabei kannes örtlich bis zu extrem starker Oxidation kommen, wenn Magne-sium in Magnesiumoxid übergeht.

– Beim Einsatz von Schutzzugaben werden gute Oberflächenqualitätund gute mechanische Eigenschaften erzielt, die Richtmenge anZusatz liegt um 2 %

– Eine weitere Reduzierung der Zusatzmenge ist möglich (auf 0,7-0,9 %),

– Die Bentonitart hat geringen Einfluss auf die Oberflächenqualität– Aktivierte Ca-Bentonite können für dünnwandigen und für dick-wandigen Guss verwendet werden. Bentonite mit niedriger ther-mischer Stabilität, die schnell aufschließen, sollten bevorzugt wer-den.

– Der Einsatz von Formstoff-Mischungen mit 6-8 % Bentonitgehaltermöglicht die Herstellung von Formen mit moderner Verdich-tungstechnik

– Der Wasserbedarf der entwickelten Mischungen liegt mit ca. 2 %weit unter dem üblichen Wasserbedarf tongebundener Formstof-fe von ca. 3 % und von Natursanden mit ca. 6 %

– Die entwickelten Mischungen ( Formstoffe) zeigen höhere Plasti-zität und schlechteres Fließverhalten. Es ist zu erwarten, dass dieZugabe von Graphit oder die Anwendung von QUICKBOND Ben-tonit mit eingearbeitetem Graphit die Fließfähigkeit erhöhen wird.

– Die optimale Verdichtbarkeit beträgt ca. 40 %.– Die Mischungen können ohne weitere Zugabe von Schutzstoffenmehrfach verwendet werden Der Abbrand von Zusatzstoffenkann über Glühverlust und chemische Analysen verfolgt werden.

– Bei der Entwicklung von Gussteilen aus Magnesium-Legierungenmuss das Design des Gussstückes und das Gießsystem optimalkonstruiert werden, um örtliche Überhitzung zu vermeiden undeine ungehinderte Erstarrung sicherzustellen.

Nachsatz:Diese Untersuchung wurde teilweise im Rahmen des MAGUS Pro-jektes mit Unterstützung des BMBF, Bundesministerium für Bildungund Forschung, ausgeführt.

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[27] Bentonitgebundene Formstoffe – Stand der Technik und Erwartungenfür die Zukunft, Grefhorst, Kleimann, Gießerei 1999-86-6.


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I. ProblemstellungFahrzeug-, Motoren- und Maschinenbauteile sind komplizierte High-Tech-Erzeugnisse aus Gusseisen mit Lamellen- und Kugelgraphit, diean die Gießerei-Industrie immer höhere Anforderungen bezüglichMaß- und Gewichtsgenauigkeit stellen. Zielkonflikte wie etwa Leicht-bau und Sicherheit bleiben dabei nicht aus, können aber durchWerkstoffwahl und optimierte Fertigungs- und Prüfmethoden gelöstwerden. Auf die Gebrauchseigenschaften, technischen Daten undToleranzen üben bekanntlich eine Großzahl von Produktionsfaktorenim Gießereibetrieb [1] einen starken Einfluss aus. Meinungsverschie-denheiten zwischen Erzeuger und Anwender der Gussteile beruhendaher häufig auf Nichteinhaltung der Liefervorschriften und Toleran-zen sowie deren unrealistische Auslegung und überhöhte Forderun-gen an Oberflächengüte, Maße und Gewichte. Hierdurch sind imVergleich zu Billiglohnländern die Produktions-, Prüf-, und Qualitäts-sicherungskosten in den letzten Jahren überproportional gestiegen.Nicht erst mit der Zertifizierung nach „DIN ISO 9001“ stellt sich des-halb die Frage nach der Zuverlässigkeit bestimmter Gussteilprüfungenund der Reproduzierbarkeit der Messergebnisse.Ein in vielen Betrieben vernachlässigtes Qualitätsmerkmal ist die„Streuung“ von Maßen und Gewichten, die als integraler Maßstab[2] zur Bewertung des Formverfahrens genutzt werden kann. Es istjedoch in der Gießereitechnik eine bekannte Tatsache, dass beimÜbergang auf eine andere Formanlage und/oder bei Änderung derEinrichtungen sowie der Betriebsbedingungen grundsätzlich mit ande-ren Messergebnissen zu rechnen ist. Bei der Vorhersage solcher Ver-änderungen stellt sich sofort das Problem der Übertragbarkeit vonUntersuchungsbefunden. Eine Ergebnistransformation aus Fir-menschriften und Fachliteratur mündet in die Frage, in welcher Wei-se lassen sich Kenngrößen, Standards und Prüfungsergebnisse von ei-ner Gießerei zu einer anderen übertragen? Gestützt auf eigene,langjährige Erfahrungen im Gießerei- und Schmiedebereich, kann die-se Frage nur unter Zuhilfenahme mathematisch-statistischer Metho-den hinreichend genau beantwortet werden.

II.Das SEIATSU-Luftstrom-PressformverfahrenIn einer früheren Untersuchung [3] – Entwicklung der Herstellungs-verfahren von Nassgussformen und Systemstudie im Vorfeld einerAnlagenprojektierung – wurde festgestellt, dass das Luftstrom-Press-formverfahren (SEIATSU) eine besonders gute Bewertung erhielt. Indie technisch-wirtschaftliche Betrachtung einbezogen waren seiner-zeit:– Schieß-Pressverfahren – Air-Impact-Verfahren– Vakuum-Pressverfahren – Dynaplus-Verfahren– Vibrations-Pressverfahren – Air-Impact-Plus-Verfahren– Explosions-Formverfahren (Gas-Impact) – Air-Pressplus-Verfahren– Air-Impuls-VerfahrenAuf die Wiedergabe des Verfahrensprinzips – SEIATSU – kann indieser Untersuchung verzichtet werden, da es in der Gießerei-Indus-trie hinreichend bekannt ist. Aus der routinemäßigen Fertigungsüber-

wachung von endmaßnahen Kurbelwellengegengewichten sind inden Bildern 1 und 2 die Ergebnisse der Formhärte beispielhaft dar-gestellt. Ergänzend zu diesen Ergebnissen ergab die Gewichtskontrolleder Rohteile (N = 2.100 Stück):

Mittelwert x_= 2647,3 g ; Standardabweichung s = 13,1 g

Variationskoeffizient V = s/x_· 100 in % = 0,49 %


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Das Seiatsu-Luftstrom-Pressformverfahren imSpiegel der ProduktionsüberwachungThe Seiatsu-Airflow Squeeze Moulding Process from the Point ofView of Production Control

Dr.-Ing. Karl-Heinz Caspers, bis 1997 –seinem Übertritt in den Ruhestand – Haupt-abteilungsleiter für die Warmbetriebe Gieße-rei, Schmiede, Härterei und den Gesenk- undModellbau in der MAN Nutzfahrzeuge AG,Nürnberg. Seither als Sachverständiger undberatender Ingenieur für das Gießereiwesentätig.

Bild 1: Formhärtemessung für ein Gegengewicht (Dataputer 1992)

Bild 2: Formhärtemessung mit Dataputer (Fähigkeitsschaubild)

Die Formstoffverdichtung in zwei Stufen – Luftstrom und anschlie-ßendes Pressen – führt zu hervorragenden Messergebnissen, wie dasdie Prüfungen an Zylinderköpfen für Dieselmotoren belegen. Syste-matische Gewichtsprüfungen der Bauteile zur Optimierung der Fer-tigungstechnik sind in der Branche nur selten anzutreffen. In Tafel 1sind statistische Daten zusammengestellt, die als Maßstab für dieerzielte Reproduzierbarkeit der Gießformen zu betrachten sind. Mitwelcher Gleichmäßigkeit die Kanzeltiefe der Ein- und Auslasskanälevon Zylinderköpfen beherrscht wird, verdeutlichen die Ergebnisse inBild 3.

Die wesentlichen Einflussbereiche auf die Qualität und Gleichmäßig-keit von gegossenen Bauteilen enthält Bild 4. Sind Gestaltung undWanddicken der Gussstücke sowie Formverfahren und Formstoffe(Kern- und Formverhalten) gegeben, nehmen auch die Abkühlungs-und Erstarrungsbedingungen Einfluss auf die Maßhaltigkeit, die Ober-flächengüte und das Gewicht. Da die Gesamtstreuung von einer Viel-zahl von Variationen abhängig ist, sind Untersuchungen über dieMöglichkeiten und Grenzen des Luftstrom-Pressformverfahrens von

großer wirtschaftlicher Bedeutung. In Zusammenarbeit mit der Luit-poldhütte in Amberg konnten diesbezügliche Vergleiche zwischenGussteilen von 100 bis 700 kg Gewicht durchgeführt werden.

III. Kennzeichnung der Formanlage undProduktionsablauf (MAN,Luitpoldhütte)Die technische Ausführung einer Formanlage ist – wie schon früherausgeführt – vor dem Hintergrund der Kosten und des Marktes zusehen. Investitionen zur Verbesserung der Produktionstechnik solltenberücksichtigen, dass ein Gießereibetrieb als gut abgestimmtes, weit-gehend geschlossenes System technologischer Kreise verstandenwerden muss. Zur Funktion gehören in beiden Unternehmen:– Automatisierte SEIATSU-Formanlage mit Kerneinlege – und Gieß-strecke (Bilder 5 bis 7 – Seite 166)

– Kernherstellungsmaschinen (Croningverfahren, u.a.) als Sechsstatio-nen-Drehkranzanlage und Einzelmaschinen

– Vollautomatisierte Sandaufbereitung mit Silos für Zuschlagstoffe,Neu- und Altsand sowie Entstaubungsanlagen

– Einrichtungen für Transport und Lagerung der Kerne sowie Nach-behandlung (Kernüberzüge) und Trocknung

– Einrichtungen und Lagersysteme (Modelle) zur Durchlaufzeiten-minimierung und hoher Maschinennutzung.

– Eisenversorgung je nach dem Gießprogramm aus dem Heißwind-Kupolofen und/oder Induktions-Tiegelofen

– Transport- und GießeinrichtungenDie Ausdehnung des grauen Gusseisens (GGL) während der Erstar-rung bedingt durch die Graphitausscheidung, lässt sich im Hinblick aufdie Erzeugung dichter, maßgenauer Gussteile mit minimalem oderohne Speiseraufwand ausnutzen. In speziellen Fällen kann sogar völligauf Speiser verzichtet werden (sogenanntes speiserloses Gießen).Dabei sind jedoch nicht allein das Erstarrungsverhalten der Schmelze,sondern vielmehr die Wechselwirkungen zwischen Gießmetall undGießform von großer Bedeutung (Bild 4). Bereits aus dem Vergleichder Formkastenabmessungen (MAN, Luitpoldhütte) werden diegroßen Unterschiede bei der Gusserzeugung deutlich. Zur Veran-schaulichung der Leistungsfähigkeit der Formmaschine (EFA-SD 6,5)sind in den Bildern 8 bis 10 (siehe Seite 166) die Modelleinrich-tung (Ober- und Unterteil) sowie die Gießformhälften mit ihrer op-timalen Formflächenausnutzung für ein Zentralgehäuse wiederge-geben.

IV. Betriebsergebnisse der Reproduzierbarkeithoher Gussstückgewichte (Luitpoldhütte)Nahezu 80 % der Eisengusserzeugung (3,5 Mio. Jahrestonnen) wer-den vom Fahrzeug- und Maschinenbau aufgenommen, wobei die Ex-portquote über 25 % bei den Gussstücken beträgt. Es ist hinreichend


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Stichprobe:n = 10 StückZylinderkopfDatum Seite 1

Datum Mod. Nr. Benennung Rohteil- x = kg S = kg V = %Gussteil Sach.-Nr.

07.03.90 Zylinderkopf 27,39 0,10 0,3630.01.91 Zylinderkopf 27,44 0,10 0,3620.12.88 Zylinderkopf 16,33 0,08 0,4820.11.89 Zylinderkopf 16,27 0,14 0,8627.03.90 Zylinderkopf 16,18 0,13 0,8025.09.91 Zylinderkopf 16,33 0,05 0,3012.03.92 Zylinderkopf 16,25 0,07 0,4308.02.93 Zylinderkopf 16,23 0,08 0,4910.11.93 Zylinderkopf 16,29 0,04 0,2602.03.94 Zylinderkopf 16,33 0,04 0,2312.04.94 Zylinderkopf 16,35 0,05 0,3120.07.94 Zylinderkopf 16,32 0,06 0,3612.10.89 Zylinderkopf 16,24 0,10 0,6120.01.94 Zylinderkopf 16,20 0,05 0,2904.10.89 Zylinderkopf 21,98 0,08 0,3011.11.89 Zylinderkopf 21,86 0,09 0,4415.05.90 Zylinderkopf 21,86 0,09 0,4118.09.91 Zylinderkopf 21,72 0,07 0,3213.09.93 Zylinderkopf 21,49 0,05 0,2330.01.89 Zylinderkopf 16,46 0,03 0,1819.06.90 Zylinderkopf 16,39 0,04 0,2418.10.90 Zylinderkopf 16,49 0,08 0,4830.11.90 Zylinderkopf 16,45 0,06 0,3625.01.91 Zylinderkopf 16,54 0,05 0,3018.04.91 Zylinderkopf 16,43 0,06 0,3606.05.91 Zylinderkopf 16,51 0,06 0,6312.06.92 Zylinderkopf 16,36 0,05 0,3025.08.92 Zylinderkopf 16,37 0,06 0,4409.09.92 Zylinderkopf 16,35 0,03 0,18

Tafel 1: Langzeituntersuchungen des Rohgewichts von Zylinderköpfen

Bild 3: Meßblatt für Funktionsmaße von Zylinderköpfen

Bild 4: Einflüsse auf Gefügeausbildung und Eigenschaften von Gussstücken

bekannt, dass Qualität nicht in ein Produkt hineingeprüft werdenkann, sondern erzeugt werden muss. Die Anwendung mathematisch-statistischer Methoden zur Oberwachung aller mit der Gussprodukti-on zusammenhängender Einflussfaktoren (Bild 4) kann nur Thermo-meter, nicht aber Heizung sein! Der Einfluss der Randbedingungenauf die Streuung der Rohteilgewichte bei Zylinderköpfen (Tafel 1)ist gering. Zur klaren Abgrenzung in der Umgangssprache (Werbung)empfiehlt es sich, als neuen Gütebegriff den sogenannten Variations-koeffizienten oder „relativen Vollendungsgrad“ zu benutzen. Er wirdaus der Standardabweichung s und dem Mittelwert x

_entsprechend

den Daten in Bild 11 berechnet:


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Bild 8: Modelleinrichtung (Ober- und Unterteil) für ein Zentralgehäuse (Soll-gewicht 203 kg).

Bild 9: Unterteilform für einZentralgehäuse.

Bild 10: Oberteilform für ein Zen-tralgehäuse.

Bild 5: Formmaschine EFA-SD4 mit Vielstempelpresse, Formkastengröße900 x 500 x 200/150 mm.

Bild 6: Ansicht der Kerneinlegestrecke (Leistung 70 Kasten pro Stunde) (MAN).

Bild 7: Formmaschine EFA-SD 6,5 mit Vielstempelpresse, Formkastengröße1555 x 1155 x 450/450 mm, Leistung 55 Kasten pro Stunde, (Luitpoldhütte). Bild 11: Statistische Auswertung des Gussgewichtes (Zentralgehäuse)

V = s/x_• 100 %


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Mit der nur gelegentlichen Feststellung des Gussstückgewichtes bleibtein wichtiger Kennwert zur Qualitätssicherung und Kostensenkung invielen Betrieben ungenutzt. Denn die Voraussetzungen für das Auf-treten von Gewichtsschwankungen von Bauteil zu Bauteil sind weit-

gehend identisch mit den Entstehungsursachen von Porositäten, wiein Tafel 2 festgestellt wird. Trotz gießtechnischer Gestaltung derGussteile ist eine sichere Diagnose der Gewichtsstreuungen wegender Vielzahl der Einflüsse und ihrer Variationsmöglichkeiten sowiederen Überlagerung in der Serienfertigung eine schwierige Aufgabe.Erst wenn es gelungen ist, durch die breite Anwendung statistischerMethoden wesentliche Herstellungsbedingungen sicher zu beherr-schen, hat es Sinn, sich der Optimierung zuzuwenden. Im Vergleichzu den Ergebnissen in Bild 11 enthält Bild 12 die Auswertung fürein Hinterachsgehäuse der Werkstoffsorte GG 30 mit einem Sollge-wicht von 441 kg. Entgegen der Erwartung ergibt sich ein V-Wertvon 0,48 %, der beweist, dass auch bei sehr hohem Gussstückge-wicht und hochfestem Werkstoff enge Toleranzen eingehalten wer-den können.

Die in Tafel 2 gekennzeichneten Einflussgrößen mit der Möglichkeitgrößerer Schwankungen innerhalb eines Betriebes und erst recht vonBetrieb zu Betrieb verlangen eine systematische Prozesssicherung.Letztere ist im Fall der Luitpoldhütte besonders wirkungsvoll, wie dasdie Ergebnisse in Tafel 3 für unterschiedliche Gussteile und Werk-stoffe verdeutlichen. Ein niedriger V-Wert ist somit ein wichtigerMaßstab für das Aufzeigen der Möglichkeiten und Grenzen von Ge-wichtsoptimierungen auch unter dem Begriff „Leichtbau“. Die im Be-trieb des Verfassers über viele Jahre durchgeführte kontinuierlicheProzessverbesserung hat Gewichtseinsparungen zwischen einem undsechs Prozent ergeben. Mit der durch den Variationskoeffizientenausgewiesenen Reproduzierbarkeit auch bei hohen Gussstückgewich-ten ist eindeutig belegt, welche Chancen das Seiatsu-Verfahren zurKostensenkung bietet. Hierzu enthält Bild 13 ergänzend eine Aus-wertung eines Gegengewichtes mit 739 kg und einer außerordentlichkleinen Streuung.

Schrumpfung Volumenvergrößerung Endogene Gase Exogene GaseKonstruktive Gestaltung Konstruktive Gestaltung Gattierung Konstruktive GestaltungForm- und Gießlage Kernlager und -sicherung Zuschläge Entweichungskanäle *)Gießsysteme und Speiser Kernherstellungsverfahren Schmelzführung *) Aufheizungsgeschwindigkeit *)Gattierung Formstoffe und -verfahren *) Abstehzeit *) Vergasungsgeschwindigkeit *)Schmelzführung *) Verdichtungsunterschiede *) Legierung *) Gasdurchlässigkeit *)Legierungszusammensetzung *) Gießanlage und Gießsystem Impfen *) Gasabgabe *)Eisenbehandlung *) Anordnung u. Größe d. Speiser Pfannen- u. Rinnentrocknung Verdichtungsunterschiede *)Formstoffe und -verfahren Graphitkristallisation *) Gießtemperatur *) Trocknungsunterschiede *)Kernherstellungsverfahren Menge eutektischer Graphit *) Gießsystem Aushärtungsunterschiede *)Gießtemperatur und -zeit *) Gießtemperatur und -zeit *) Gießleistung FormstofftrennmittelKühlkokillen, -nägel und -spiralen Formstoff *) Formstoffüberzüge *)

*) Größere Schwankungen möglich.

Tafel 2: Entstehungsursachen von Porositäten in Gussstücken und ihre Beeinflussung durch die Fertigungsbedingungen

Bild 12: Statistische Auswertung des Gussgewichtes Hinterachsgehäuse.

Soll-Gewicht Stückprobe Mittelwert x Streuung s Streubereich R Variationskoeffizient V Gussteilkg pro Tag kg kg min. kg max. kg % Fazit Werkstoff202,7 30 205,1 0,995 204,0 208,5 0,48 gut Zentralgehäuse

GG 25441,0 30 445,8 2,150 441,5 450,0 0,48 gut Hinterachsge-

häuse GG 30160,0 30 158,3 0,661 157,0 159,5 0,41 gut Schwungrad

GGG 50100,5 30 99,5 0,475 99,0 101,0 0,47 gut Vorderachs-

bock GGG 50268,0 30 266,3 0,905 264,5 268,5 0,34 sehr gut Schwungrad-

gehäuse GG 20289,9 30 286,8 0,447 268,0 287,5 0,15 sehr gut Hinterachsge-

häuse GG 30

Tafel 3: Kenngrößen zur Bewertung der Gussgewichte (SEIATSU-Formherstellung)


V.Möglichkeiten zur KostensenkungDas Herunterdrücken der Beschaffungskosten für Gussteile seitensder Hauptanwender (Fahrzeugbau, Maschinenbau) hat zu einemgeänderten Verhalten gegenüber Lieferanten geführt. Die Schwer-punkte für angestrebte Einsparungspotentiale eines deutschen Groß-konzerns sind aus Bild 14 zu entnehmen. Neben konstruktiven Ver-besserungen der Bauteile (lieferantengerechtes Design) und Standar-disierung werden vor allem von abgestimmten Beschaffungsaktivitä-ten – aus qualifizierten und spezialisierten Gießereien – beträchtlicheKostensenkungen für möglich gehalten.

Aus den vorausgegangen Darlegungen geht hervor, dass durch regel-mäßige Kontrolle der Gussstückgewichte eine methodische Optimie-rung der Prozessparameter und der Einrichtungen in einfacher Weisemöglich ist. Dadurch werden die Prüf-, Sortier-, Ausschuss- undNacharbeitskosten in der laufenden Produktion gesenkt. Die Fragenach dem „Wert“ einer Materialersparnis bei der Bearbeitung derGussteile oder eines geringeren Prüfaufwandes sowie einer niedrigenAusschussquote, wird beim Verbraucher häufig nicht gestellt. Wirdbeispielsweise durch die treffsichere Einhaltung des Stückgewichtesfür ein Serienteil eine Einsparung von DM 10.000,– (€ 5.113,–) im

Jahr erzielt und soll vor Abzug der Steuern die Gewinnspanne 5 %des Umsatzes betragen, so ergibt sich der erstaunliche Betrag von

DM 10.000,– : 0,05 = DM 200.000,–€ 5.113,– : 0,05 = € 102.258,–

Mehrumsatz. Zum besseren Verständnis sind in Tafel 4 die erfor-derlichen Umsätze angegeben, die ein Autoverkäufer einholen muss,um den gleichen Nettogewinn wie bei einer Kostenersparnis vonDM10.000,– (€ 5.113,–) zu erzielen. Mit dem Aufbau partnerschaft-licher Beziehungen zum Gusslieferanten können die hier noch vor-handenen Reserven realisiert werden.

20 % DM 5.000,– € 2.556,–15 % DM 6.667,– € 3.409,–10 % DM 10.000,– € 5.113,–5 % DM 20.000,– € 10.226,–3 % DM 33.333,– € 17.043,–2 % DM 50.000,– € 25.565,–1 % DM 100.000,– € 51.129,–

Tafel 4: Umsätze, die bei unterschiedlichen Gewinnspannen einer Fer-tigungskosteneinsparung von DM 1000,– ( d.s. € 511,29) entsprechen.

VI. ZusammenfassungEin häufig vernachlässigtes Qualitätsmerkmal ist die Streuung derGussstückgewichte. Zahlreiche Prozesseinflüsse wirken sich auf denMittelwert und die Streuung aus und verändern die Schwankungs-breite innerhalb eines Betriebes und von Betrieb zu Betrieb. Mit Hilfeder technischen Statistik konnte das SEIATSU-Luftstrom-Pressform-verfahren zur Herstellung von Nassgussformen als sehr gut geeignetermittelt werden. Trotz erheblicher Unterschiede bezüglich Gestal-tung und Gussstückgewicht ergaben regelmäßige Betriebsprüfungenbei der Luitpoldhütte, dass auch enge Toleranzen unabhängig vonder Werkstoffsorte sicher eingehalten werden. Im internationalenWettbewerb bietet eine gleichmäßig hohe Qualität, ausgedrucktdurch einen niedrigen Variationskoeffizienten (V = 0,15 – 0,45 %),gute Chancen für die Existenzsicherung von Gießereibetrieben. Hier-bei bietet das SEIATSU-Verfahren gute Voraussetzungen zum spei-serlosen Gießen von Gusseisen mit Lamellengraphit.

Schrifttum[1] Caspers, K.H.: Gießerei-Praxis Nr. 13/14, 1997, S. 281–287.[2] Caspers, K.H.: Gießerei-Erfahrungsaustausch, Februar 1998, S. 59–62.[3] Caspers, K.H.: Gießerei-Erfahrungsaustausch, September 1992, S. 383–390.

Bild 13: Auswertung von Stichproben eines Gegengewichtes

Bild 14: Kostensenkungsprogramm für Gussteile eines Großkonzerns.

Erforderliche Umsätze zur Kosteneinsparung von1.000,– DM (€ 511,29)bei unterschiedlichenGewinnspannen

Bei einer Gewinnspannevor Abzug der Steuern von

Ergibt eine Kostenersparnisvon DM 1.000,– (€ 511,29)soviel wie ein Umsatz von

Bleiben Sie amBall mit einemAbonnementder Giesserei-

Rundschau

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Wie in der Druckgießindustrie allgemein bekannt ist, steigen die An-sprüche der Kunden an die Druckgießteile beinahe von Tag zu Tag.Anforderungen wie Druckdichtheit, hohe Festigkeiten bei hohenDehnungen, geringer Verzug bei dünnen Wandstärken, Schweißbar-keit und Korrosionsbeständigkeit sind, um nur einige zu nennen, ander Tagesordnung. Will man diesen eben genannten höheren Anfor-derungen an die Druckgießteile gerecht werden, benötigt man einemoderne Druckgießmaschine.Neben den Anforderungen wie hohe Verfügbarkeit, hohe Produk-tivität und Prozessflexibilität wird von einer modernen Druckgießma-schine auch die Forderung nach Überwachung und Dokumentationder bauteilqualitätsbestimmenden Parameter erfüllt.Zur Parametererfassung können neben der geregelten Gießeinheitzusätzlich 3 Arten von Sensoren verwendet werden: Temperatursen-soren, Drucksensoren und Fließfrontsensoren (Bild 1). Dabei ist diedirekte Sensorik vorzuziehen, da sie, wie der Name sagt, direkt amBauteil misst und keine Verluste, wie sie oft bei indirekten Drucksen-soren vorkommen können, auftreten.

Die Drucksensoren können als passives Werkzeug, z.B. zum Messenund Dokumentieren des Nachdruckes, oder als aktives Werkzeug,z.B. zur Definition des Umschaltpunktes in die Nachdruckphase, ge-nutzt werden.Die Fließfrontsensorik (basierend auf einer induktiven Näherungs-schaltung) zu guter letzt wird eingesetzt, um Fehler durch Dosierun-genauigkeiten zu beheben. Durch die Benetzung des Sensors wirdein Signal an die Steuerung gesendet, welches eine Verschiebung al-ler nachfolgenden Gießkurvenpunkte um den entsprechenden Gieß-kolbenhub zur Folge hat.Oft stellt man fest, dass sowohl die Sensorik, wie auch die Mess- undKontrollwerkzeuge, auf welche gleich eingegangen wird, die das Le-

ben in einer Produktion sehr erleichtern können, leider oft nicht oderzu wenig genutzt werden. Dies ist schade, denn die Erfahrung hat ge-zeigt, dass es sich wirklich auszahlt, wenn man diese Werkzeugenutzt.Die Bühler Druckgießmaschine bietet gleich mehrere Werkzeuge,die für Sie den Prozess überwachen und Ihnen Gutteile mit Mini-malstausschuss ermöglichen:Im oberen Teil dieser Seite wird jeweils der aktuelle Stand über IhrenProzess dargestellt. In diesem Falle hier haben wir nach insgesamt150 Cyclen 7 Ausschussteile (Bild 2).

Parametertoleranzüberwachung:Auf dieser Seite (Bild 3) können die Parameter, die die Maschineüberwachen soll, angewählt und auf der rechten Seite die zugehörigeToleranzbreite definiert werden.Bereits mit der Toleranzüberwachung der 10 wichtigsten Gießpara-meter können Qualitätsabweichungen frühzeitig erkannt und eineProzesskorrektur eingeleitet werden, bevor die Teile eine teureNachbearbeitung durchlaufen haben oder eine große Serie Aus-schuss gegossen wurde. Welche die wichtigsten Parameter beim je-weiligen Prozess sind, hängt natürlich in erster Linie von der Gussteil-geometrie ab.So sind z.B. bei einem dünnwandigen Oberflächenbauteil, wo der An-schnitt sehr schnell zufriert, besonders die Parameter Druckaufbauzeitund Füllzeit zu überwachen, während bei einem dickwandigen Bauteildie Parameter Nachdruck und Kavitätsdruck sehr wichtig sind.

Trenddaten/Trendgraphik-FunktionDie Trenddaten/-graphik Funktion dient als einfaches und übersicht-liches Werkzeug, Trendverläufe zu erkennen und notfalls einzugreifen.Hierzu muss zuerst im Setup definiert werden, welche der untenste-henden Parameter erfasst werden sollen. Es können maximal 8 Para-meter aufgezeichnet werden.Diese Trenddaten können anschließend problemlos z.B. in eine Exel-datei importiert werden, wo Sie dann über statistische Verteilungs-funktionen die für Ihren Prozess angepassten Parametertoleranzenbestimmen können


170170

Moderne Prozessüberwachungssystemebeim Druckgiessen

Modern Controlling Systems for the Pressure Diecasting Process

Dipl.-Ing. Marc Fuchs, Absolvent derWerkstoffwissenschaft an der ETH Zürich. SeitAnfang 2001 bei Bühler Druckguss AG inUzwil/CH im Bereich Process Engineering tä-tig. Zuständig für Projektleitung und Druch-führung von Entwicklungsprojekten im BereichThixocasting (Semi-Solid-Metallcasting).

Bild 1

Bild 2: Prozessüberwachungsseite mit den Werkzeugen Trenddaten/Trend-graphik, Diagramm, Parametertoleranzüberwachung, Werteauswahl undSPC (im Hintergrund).

Übersichtlicher können die Trenddaten in derTrendgraphik dargestellt werden. Mit derTrendgraphik kann der Gießer einen mögli-chen Trendverlauf eines Parameters frühzeitigbemerken und dementsprechend reagieren.Steigt z.B. im Laufe einer Produktion der Para-meter Metalldruck stetig an, während der Pa-rameter Kävitätsdruck abnehmend verläuft, sokann dies ein Indiz dafür sein, dass der Gieß-kolben nicht mehr sauber läuft oder es be-steht die Möglichkeit, dass der Anschnitt me-tallisiert hat.Ein weiteres Beispiel ist das Aufzeichnen derPressrestdicke. Durch das Beobachten desAbflachens des Pressrestverlaufes kann derGießer frühzeitig den Ofen nachbeschickenlassen, bevor der Wert die Toleranzgrenzeunterschreitet und das Teil als Ausschuss de-klariert werden muss.

Über ein entsprechendes Softwaretool (fox-pdv) besteht zusätzlich die Möglichkeit, dassz.B. der Meister von seinem Büro aus dieTrendgraphiken von jeder Maschine ersehenund somit sich schnell über die Prozesskonstanz vergewissernkann.

Werteauswahl-FunktionBei der Werteauswahl werden alle von ihnen angewählten Parame-ter pro Schuss in eine separate Datei abgespeichert. Diese Funktionist vor allem beim Anfahren einer Produktion sehr wichtig, wo dieTeile optimalerweise numeriert werden und so schnell und ohne vielAufwand die Parameter herangeholt werden können.

SPC-Funktion (statistical process control)Oft besteht von Seiten der Kunden, z. B. in der Automobilindusterieund ihren Zulieferern die Forderung, die qualitätsbeeinflussendenParameter für jedes produzierte Teil, oder stichprobenweise (z.B.jeden 10. Schuss) zu dokumentieren.Mit der Statistical Process Control hat man ein einfaches Werkzeug,welches einem diese Arbeit abnimmt. Hier werden, wie bei derWerteauswahl, alle gemessenen Parameter gespeichert, jedoch nichtjeder Zyklus in eine separate Datei, sondern fortlaufend alle Zyklenin ein und dieselbe Datei. Dabei kann zwischen mehreren Formaten,in welche abgespeichert werden soll, ausgewählt werden: (Exel,Qdas, …)

Über die entsprechenden statistischen Verteilungsfunktionen kannnun Aufschluss gewonnen werden, wie stabil der Prozess ist undwas die optimale Toleranzbreite für jeden angewählten Parame-ter ist.

DiagrammfunktionMit der Diagrammfunktion können bis zu 8 Parameter graphischüber den ganzen Zyklus dargestellt werden. Großer Vorteil dieserFunktion ist, dass auf einen Blick mehrere Parameter ersichtlich sindund man anhand dessen schnell beurteilen und falls notwendig, ein-greifen kann.

Im untenstehenden Diagramm als Beispiel (Bild 4) sind die Parame-ter Fließfrontsensor, Istgießkolbengeschwindigkeit, Gießkolbenhub,Ist- und Sollmetalldruck und Kavitätsdruck dargestellt.Hier ist sehr schön zu erkennen, wie das Fließfrontsensorsignal aus-chlägt, sobald die Benetzung durch das Metall erfolgt ist und wie esbei Randschichterstarrung wieder abschwächt.

Oder am Beispiel des Verlaufs des Kavitätsdrucksensorsignals: DerDruck steigt sehr schön an, abgesehen von diesem kleinen Knick,der durch das Zuschalten des Multiplikators zustande kam, undbleibt dann sehr lange auf einem hohen Wert stehen. Dies ist einklares lndiz dafür, dass die Seele im Angusskanal lange offen bliebund dadurch der entsprechende Nachdruck ins Bauteil gelangenkonnte.Wie bei der Trendgraphik besteht auch bei der Diagrammfunktiondie Möglichkeit, über die entsprechenden Softwaretools die Dia-gramme auf den Bildschirm des Meisterbüros zu holen, um diesedort zu sehen und zu interpretieren.

Zusammenfassend soll nochmals erwähnt werden, dass es sich wirk-lich positiv auswirkt, wenn die Werkzeuge, die die Bühler-Druckgieß-maschine zu Verfügung stellt, auch genutzt werden.Durch Anwendung der Trendgraphik und des Diagrammes hat manden Prozess zu jeder Zeit unter Kontrolle und kann nötigenfallsschnell eingreifen. Dies bewirkt eine Reduktion des Ausschusses undsenkt die Maschinenstillstände.Durch die Benutzung der Trenddaten oder noch besser der SPC-Funktion kann gezielt auf Kundenwünsche eingegangen werden undkönnen diese befriedigt werden.


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Bild 3

Bild 4

Wer auf der Westautobahn unterwegs ist,wird es kaum übersehen: In unmittelbarerNähe des Barockjuwels Stift Melk erhebtsich an der Flanke des Wachberges das mo-derne Aufbereitungswerk der QuarzwerkeÖsterreich (Bilder 1 und 2), das erst vorknapp zwei Jahren den Betrieb aufgenommenhat. Diese, nach den neuesten Erkenntnissenerrichtete Anlage ermöglicht es, den Roh-stoff Quarzsand in ökologischer und techni-scher Hinsicht für die unterschiedlichen An-wendungsgebiete optimal aufzubereiten undwirtschaftlich zu nutzen – und das ganz nahean den Rohstoff-Gewinnungsstätten.

Was die Geologen als „Linzer“ bzw. „MelkerSande“ bezeichnen, sind mächtige Ablage-

rungen aus dem südlich der BöhmischenMasse gelegenen Tertiärbecken des frühe-ren Meeres. Sie sind das Ausgangsmaterialfür die Tätigkeit der Quarzwerke Österreich.In den beiden Betriebsstätten Melk undSt. Georgen a.d.Gusen wird Quarzsand imTagebau gewonnen (Löffelbagger) und auf-bereitet.Der Kornaufbau und die chemische Zusam-mensetzung der Sande sind sehr unter-schiedlich, so daß zur Erzielung einer hohenund konstanten Qualität aufwändige Aufbe-reitungsschritte, Klassier- und Sortierprozes-se und ein durchgängiges Qualitätskontroll-system (Bilder 3 bis 5) erforderlich sind.


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Quarzwerke Österreich –ein zuverlässiger Partner

Bild 2: Werk Melk

Bild 1: BürogebäudeBild 3: Klassierung

Angeboten werden Sande im Kornbereich0,5–2,0 mm bis 0,1–0,3 mm in den verschie-densten Lieferformen: feucht, trocken, loseoder verpackt.

Hauptabnehmer sind vor allem die Glas-,die Gießerei- und die Beton- und Baustoff-industrie. Quarzsande sind aber auch Basis-rohstoff für Klebe- und Estrichsysteme,Spachtelmassen, Mörtel, Putze usw. In derWasseraufbereitung wird Quarzsand als Fil-ter eingesetzt, im Sport- und Freizeitbereichwerden beachtliche Mengen beim Bau vonGolf- und Reitplätzen sowie im TrendsportBeachvolleyball benötigt.Das neue Melker Werk setzt Maßstäbe nichtnur in technologischer, sondern auch in öko-logischer Hinsicht. Die Maßnahmen reichenvon der Reduktion der CO2-Emissionen um50% über Aktivkohle- und Biofilter für ge-ruchsneutrale Abluft und einen 100% ge-schlossenen innerbetrieblichen Wasserkreis-lauf bis hin zur sorgfältigen Renaturierungder Gewinnungsflächen.

Quarzwerke Österreich GmbH ist der öster-reichische Betrieb einer europäischen Un-ternehmensgruppe, die weltweit tätig ist. Inden beiden österreichischen Werken sindrund 60 Mitarbeiter beschäftigt.


173173

Bild 5: Verladung

Bild 4: Schaltwarte

Weltweit anerkannte Kompetenzin der Formsandaufbereitung

Die Maschinenfabrik Gustav EIRICH ist einweltweit operierendes, 1863 in Hard-heim/BRD gegründetes Unternehmen mitSchwestergesellschaften in Frankreich, denUSA, Brasilien, Japan, China, Indien und Süd-korea sowie Vertretungen in über 50 Län-

dern. Noch heute stehen alle Aktivitätendes Unternemens unter dem Motto desGründers: „Dem Kunden ausgereifte techni-sche Bestleistung bieten.“ Für die Gießerei-Industrie bietet EIRICH Einzelmaschinen undschlüsselfertige Anlagen für die Formsandauf-bereitung. EIRICH hat sich auf die Aufberei-tung von tongebundenen Formsanden spe-zialisiert und versorgt Formanlagen aller be-kannten Hersteller mit Formsandqualitätenauf höchstem Niveau.

Das zur Verfügung stehende Know-howspiegelt die ganze Innovationskraft des Un-ternehmens wider. Viele richtungsweisende,systemübergreifende Entwicklungen in dieserBranche. die heute zum aktuellen Stand derTechnik gehören, haben ihren Ursprung inHardheim/BRD. Dazu gehören u.a.:

– In den 50er Jahren begann die kollerloseSandaufbereitung durch den EIRICH-Intensivmischer. Diese Entwicklung istweltweit zum Maßstab für den derzei-tigen Stand der Aufbereitungstechnik ge-worden.

– In den 60er Jahren entstand die Form-sandaufbereitung in Turmbauweise, diezu dieser Zeit völlig unkonventionell war– solche Anlagenkonzepte, geboren ausErfahrungen in anderen Industrien, habeneindeutige Vorteile und sind heute selbst-verständlich.

– In den 80er Jahren entwickelte EIRICHdie automatische Feuchtekorrektur inVerbindung mit dem automatischenSandprüfgerät QUALIMASTER AT1 –mit ihm gelang ein deutlicher Schritt inRichtung „online- überwachte und gere-gelte Sandparameter“ in Abhängigkeitvom Gussprogramm.

– Zu Beginn der 90er Jahre wurde das Sys-tem EVACTHERM® präsentiert. Es stelltdie besonders umweltfreundliche und ef-

Bild 1: EIRICH Werksgelände (Luftbild)

Bild 2: Montagehalle

Bild 3: Trendsetter

Bild 4: Verfahrensschema

Bild 5: Bentonitaktivierung

2000

1990

1980

1970

1960

1950

fektive Art der Aufbereitung dar, in derFormsand in einem Aggregat gleichzeitigaufbereitet und gekühlt wird – bei gerin-gerem Anlagenvolumen, deutlich verbes-serter Additivausnutzung, drastisch ver-ringerter Abluftmenge und gesteigerterFormsandqualität.

– Das EIRICH-Mischsystem steht für exzel-lente Formsandqualität. Vom Labormi-scher mit 3 I bis zum Hochleistungsmi-scher mit 7000 I Nutzvolumen reicht dasTypenprogramm. Daraus ergeben sichAnlagenleistungen bis zu 180 m

3/h Fer-

tigsand pro Linie, wobei Gesamtdurchsät-ze bis 540 m

3/h erfolgreich realisiert wur-

den. Eine Vielzahl von Referenzen so-wohl für die konventionelle als auch fürdie EVACTHERM® Aufbereitung belegenweltweit eindrucksvoll den hohen, aner-kannten Leistungsstandard der EIRICH-Technologie.

EIRICH bietet seinen Kunden ein einmaligesServicepaket für eine erfolgreiche Partner-schaft bei Planung und Realisierung vonNeuanlagen, Modernisierung und Erweite-rung bestehender Einrichtungen. Dazu gehö-ren die Beratung, das Engineering, der Ma-schinen-, Steuerungs- und Anlagenbau, dieMontage und Inbetriebnahme, die Schulungdes Bedienpersonals und nicht zuletzt diesichere Ersatzteilversorgung – und das allesweltweit.Im einzelnen bietet EIRICH seinen Kundendie folgende, umfassende Leistungspalette.

Beratung, Engineering,AnlagenbauUnabhängig vom gewählten Formverfahrenkonzipieren erfahrene Verfahrenstechnikerund Ingenieure gemeinsam mit dem Kundendie für die Aufgabenstellung optimale Lö-sung. Der Leistungsumfang kann je nachVorgabe von der Einzelmaschine bis hin zurkompletten Anlage reichen, d.h. von derAltsandübergabe bis zur Fertigsandbereit-stellung an der Formmaschine.

Maschinen- undWaagenbauAus eigener Entwicklung und Produktionsteht ein umfangreiches Fertigungsprogrammmit Intensivmischern, Austraggeräten. Dosier-geräten und Waagen zur Verfügung. Dazugehören auch Sonderkonstruktionen undVerschleißschutzkomponenten für die spe-

zifischen Anforderungen in der Gießerei-Industrie.

Steuerungsbau und Prozess-leittechnikDie Produktion eines konstanten Formsan-des hoher Qualität erfordert den Einsatzmoderner MSR-Technik, die EIRICH selbstentwickelt und produziert. Auch die char-genbezogene Messung der wichtigen Sand-parameter wie Temperatur, Feuchte, Ver-dichtbarkeit und Scherfestigkeit wird im lau-fenden Prozess online überwacht und mo-dellbezogen geregelt.

Kontaktadresse:Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co KG,Postf. 11 60, D-74 732 HardheimTel.: 0049 (0) 62 83 51-0, Fax: -325E-Mail: [email protected]: http://www.eirich.de


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Bild 6: Flußdiagramm

Bild 7: EVACTHERM® Mischer

Aus den BetriebenGMBH errichtet eine neue Kunstharzproduktion

Mit 1. September d. J. haben die Arbeiten zurErrichtung einer neuen Kunstharzproduktionder Furtenbach GmbH in Wiener Neustadt/NÖ begonnen. Der Neubau am Firmenstan-dort wird die komplette bisherige Produktions-einrichtung ersetzen. Das Investitionsvolumenfür das neue Projekt beträgt rund 6,5 Mio €.Nach dem Neubau der Schlichteproduktionvor 2 Jahren und der jetzt neuen Kunstharz-produktion verfügt das Unternehmen dann

dene Kunden und die Anerkennung derProdukte in der Automobilindustrie zeigen,dass das Bemühen des Unternehmens, sichständig zu verbessern, mit Erfolg gekrönt ist.Gemeinsame Entwicklungsprojekte mit derAutomobilindustrie bestätigen die Kompe-tenz der Forschungs- und Entwicklungsab-teilung des Unternehmens als High-Tech-Schmiede.„Besonders stolz sind wir auf die Tatsache,dass durch die Projektplanung nach neue-sten Erkenntnissen der Technik mit beson-derem Augenmerk auf die Umwelt, derStandort Wiener Neustadt durch die Inves-tition langfristig abgesichert werden kann“,so Mag. Günter Eder, der Geschäftsführerdes Unternehmens.

Kontaktadresse:Furtenbach GmbH, Neunkirchner Straße 88,A-2700 Wr. NeustadtTel.: +43 (0) 26 22 64 200, Fax: 24 398E-Mail: [email protected]

über modernste Produktionseinrichtungenam letzten Stand der Technik.FURTENBACH ist der einzige österreichischeProduzent von Bindern und Schlichten fürdie Gießereiindustrie. FURTENBACH – einUnternehmen der Schmid Industrieholding –exportiert mehr als 90 % seiner Produktionund ist als Spezialist ausschließlich auf die-sem Produktionsgebiet tätig.FURTENBACH ist ein europaweit agieren-der Zulieferer der Gießereiindustrie. Zufrie-

Die Furtenbach GmbH

Mag. Günter Eder


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Die obersteirische Stadt Liezen ist seit Jahr-zehnten Standort der Gießereiindustrie. 170Mitarbeiter sind heute in der Gießerei derMFL – Maschinenfabrik Liezen und GießereiGmbH beschäftigt und erwirtschaften einenJahresumsatz von ca. 15 Mio. €. Basis der inder MFL angewandten Fertigungstechnolo-gie ist das Maskenform-Verfahren nach Cro-ning, welches in den Jahren 1981 bis 1982mit dem Ziel der Großserienlieferung vonNocken- und Kurbelwellen für die Automo-bilindustrie installiert wurde. Container-Eck-beschläge und Auskleidungen für Zement-mühlen waren weitere Massenprodukte,welche neben den Automotiven Produktenden Gießerei-Standort absichern sollten.

Während am Automotiven Sektor raschLieferungen an Automobilhersteller wie GM,BMW, VW/Audi aufgenommen wurden,musste Anfang der 90er Jahre aus Anlassder beginnenden Verhärtung der dortigenZukaufspolitik festgestellt werden, dass eineWettbewerbsfähigkeit in der Herstellungvon Grau- und Sphäroguss nur mit massivenInvestitionen und einer Spezialisierung in die

Kurbel- und Nockenwellenfertigung aufrech-terhalten hätte werden können. Von dieserEntscheidung wurde aus strategischen Grün-den Abstand genommen. Aufgrund dergleichzeitigen Abwanderung der Herstellungvon Frachtcontainern und deren Kompo-nenten nach Asien war die Gießerei gefor-dert, den bis zu diesem Zeitpunkt verhältnis-mäßig unbedeutenden Bereich kundenindivi-dueller Stahlgussteile massiv zu forcieren.

Nach dem Konkurs des Unternehmens imJahre 1994 wurde unter der Flagge der neu-en Eigentümer Mag. H. Obernhuber, KRE. Haider und Dr. H. Krünes die Gießerei,neben dem Maschinenbau der etwas kleine-re Teilbereich des ca. 500 Mitarbeiterzählenden Gesamtunternehmens, einer mar-ketingstrategischen und betrieblichen Re-strukturierung unterzogen. 1998 wurde dieZertifizierung nach ISO 9001 erlangt.Als Ergebnis finden wir heute in Liezen einbreites Spektrum an hochwertigen, innovati-ven und kundenindividuellen Stahlgussteilenfür unterschiedlichste Branchen, wie Ver-brennungs-, Energie- und Nutzfahrzeugtech-nik, Schienen- und Eisenbahnbau u.v.m.

Zielstrebig und erfolgreich wurden ganzeGeschäftsbereiche, wie jener der hitzebe-ständigen Gussteile, speziell für Müllverbren-nungsanlagen, neu erschlossen. „HeißestesBaby“ der Gießerei der MFL ist auf diesemSektor die Antwort auf die Marktanforde-rung wassergekühlter Rostelemente. So wer-den heute in Liezen sowohl Rostelementemit eingegossenen Kühlrohren als auch Teilemit komplexen Croning-Kernen zur Vorfer-tigung der Kühlwasserkanäle hergestellt.

Selbst die Wiederannäherung an die Auto-mobilindustrie, diesmal ausdrücklich in derNische automotiver Stahlgussteile, wurdevollzogen. Im Jahre 2000 wurde mit demAuftrag eines ungarischen Automobilzulie-ferunternehmens für die Herstellung undLieferung eines Teiles für ein Automatikge-triebe von GM der größte Einzelauftrag derGeschichte der Gießerei abgeschlossen: Miteiner Laufzeit von 6 Jahren beläuft sich derAuftragsumfang auf ca. 12 Mio. €.Das Management der MFL ist stolz auf IhreBelegschaft und die Leistungen der letztenJahre, mit denen es gelungen ist, eine der tra-ditionellen Österreichischen Gießereien zuerhalten und zu einem wirtschaftlich erfolg-reichen Betrieb umzubauen, welcher für dieFunktionalität und Qualität seiner Produktevon seinen weltweit tätigen Kunden ge-schätzt wird.

Kontaktadresse:MFL Maschinenfabrik Liezen und Gießerei GmbHWerkstraße 5, A-8940 LiezenTel.: +43 (0) 36 12 270-288, Fax: -592E-Mail: [email protected]; Internet: www.mfl.at


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Die Gießerei der MFL Maschinenfabrik Liezen hatsich neu orientiert

Traktor-Anhängerkupplungen

Differentialgehäuse

Croningkern für Pkw-Getriebeteil

Roststäbe für Müllverbrennungsanlagen:a) Wassergekühlter Roststab mit eingegossenemKühlrohr b) Rost mit vorgegossenem Kühlkanal

Das Wiener Neustädter Familienunterneh-men NEMETZGUSS feierte seinen hundert-sten Geburtstag. Im Jahre 1901 gegründet,hat es alle Höhen und Tiefen des vergan-genen Jahrhunderts durchlebt und ist zueinem Bestandteil der Geschichte WienerNeustadts geworden. Heute steht die FirmaJohann NEMETZ & Co GmbH in der fünf-ten Generation unter der Führung der Brü-der Dieter und Wolfgang Nemetz und be-schäftigt 85 Mitarbeiter.

Bewegte GeschichteDer Gründer Johann Nemetz (1851–1925)arbeitete in der Wiener Neustädter Loko-motivfabrik als Gießereimeister. Vor derenToren in der Pottendorferstraße machte ersich 1901 in einer ehemaligen Hammer-schmiede selbstständig. Die in den erstenJahren nur mit Familienmitgliedern betriebeneGießerei übersiedelte bereits 1908 an denheutigen Standort .

Das junge Unternehmen musste seine ersteBewährungsprobe bestehen, als nach den

Rüstungsaufträgen des ersten Weltkriegesder wirtschaftliche Niedergang und die Kri-senjahre der Zwischenkriegszeit folgten. Zu-kunftsweisend setzte die Firma schon damalsauf hochwertige Qualitätsprodukte. Bereitsin den zwanziger Jahren hatten sich Ne-metzgussprodukte wie etwa roh gegosseneZahnräder oder druckdichter Automobil-guss auf dem Markt einen Namen gemacht.Der zweite Weltkrieg hinterließ eine völligzerbombte Industriestadt Wiener Neustadt.Trotz massiver Schäden an Gebäuden undBetriebseinrichtungen erfolgten bereits imHerbst 1945 wieder die ersten Gusslieferun-gen . In den kommenden Jahren wurde derHandwerksbetrieb in eine Gießerei moder-ner Prägung umgestaltet. Aus dem Erwerbeiner Produktionshalle zur Schaffung einerMechanischen Bearbeitung für einbaufertigeGussteile im Jahre 1969 ist die heute eigen-ständige und erfolgreiche Schwesterfirma

Gebrüder NEMETZ Maschinenbau GmbHhervorgegangen.Nach den „goldenen 60er und 70er Jahren“geriet das Unternehmen Anfang der 90erJahre infolge katastrophaler Rahmenbedin-gungen in große Schwierigkeiten (Konjunk-turflaute, Ostöffnung). Insbesondere demIdeenreichtum und dem unbeugsamenKampfgeist des unlängst viel zu früh verstor-benen Geschäftsführers Johann Nemetz undseiner getreuen Mannschaft ist es zu verdan-ken, dass die Gießerei diese schwerste Kri-senzeit ihres Bestehens überstanden hat undsich heute als moderner, fortschrittlicher Be-trieb präsentieren kann.Die großen Investitionen der letzten 10 Jahresind die Basis für den hohen Standard derNemetzguss-Produkte. Die Palette bestreichthand- und maschinengeformte Eisengussteileund Hydraulik-Kokillenguss bis 3,5 t Stück-gewicht und einen eigenen Modellbau. Derzufriedene Kundenkreis setzt sich aus nam-haften österreichischen und internationalenUnternehmen zusammen. „Unsere Stärkensind die nunmehr 100-jährige Erfahrung mitdem High Tech-Werkstoff Eisen und die

motivierte Beleg-schaft. Mit modern-sten Schmelz- undFormeinrichtungenproduzieren wir fle-xibel, aber zuverläs-sig Gussteile mit spe-ziellen Qualitätsan-forderungen. UnsereKunden sehen unsals Partner, der ihretechnischen Proble-me präventiv löstund kontinuierlichVerbesserungen anDesign oder Werk-stoff zu beider Vor-teil einbringt. Daswird vom globalagierenden Maschi-nenbau benötigt und

mit Treue honoriert. So konnten wir im ver-gangenen Jahrzehnt den Jahresumsatz mehrals verdoppeln, die Jahrestonnage und dieMannproduktivität fast verdreifachen“,sagendie beiden Geschäftsführer Dieter undWolfgang Nemetz und gehen optimistisch indie Zukunft ihres Familienunternehmens.Im Rahmen der 100 Jahrfeier am 26. 9. 2002wurde in der Gießerei in der Pernerstorfer-straße ein 150 kg Jubiläums-Amboss im Bei-sein der geladenen Festgäste live abgegossen.Der Geschäftsführer der Sektion Industrieder Wirtschaftskammer Niederösterreich,Herr Dr. Herwig Christalon, überbrachte dieGlückwünsche der Wirtschaftskammer NÖund übergab anlässlich des 100-jährigen Fir-menjubiläums die Silberne Ehrenmedaillesamt Urkunde „in Anerkennung derVerdienste der Firma Johann Nemetz&CoGesmbH umdieNÖWirtschaft“.Kontaktadresse:Johann NEMETZ & Co GesmbHEisen- und Metallgießerei, Modellbau, BearbeitungPernerstorferstraße 29, A-2700 Wr. NeustadtTel.: +43 26 22 231 54-0; Fax: 213 93E-Mail: [email protected]: nemetzguss.at


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100 Jahre NEMETZGUSSWiener NeustädterTraditionsbetrieb feiertGeburtstag mit Jubiläumsguss

Alte Firmenansicht im Jahre 1917

Neue Luftstrom-Press-Formanlage bei Schönherrin BetriebDie Schönherr Metallverarbeitung GmbH inChemnitz/BRD wurde im April 2000 vonder Trompetter Unternehmensgruppe über-nommen. Zur Gruppe gehören neben demStammwerk, der Trompetter Guss GmbHin Bindlach/BRD, die auf zwei Formanlagenhochwertige Bauteile aus Gusseisen mit La-mellengraphit und Gusseisen mit Kugelgra-phit erzeugt, ein CNC-Bearbeitungsbetrieb,die Tromtec GmbH in Plankenfels/BRD und

eine Niederlassung zur Gussnachbehandlungin Tschechien.Zielsetzung der Restrukturierungsmaßnah-men der Schönherr Metallverarbeitung wardie Ausrichtung auf größere Serien, insbe-sondere für die Automobilindustrie. DieEffektivität der vorhandenen Formanlagemit einer Formkastengröße von 800 mm ×500 mm × 200 mm/200mm und einer Leis-tung von 120 Formen/h, sollte deutlich ge-steigert werden.Der Umbau der Formanlage war an eineReihe von Vorgaben gebunden. Die Anlagesollte ihre Position innerhalb der Gießerei

behalten, vorhandene Formkästen, Stand-bahnwagen sowie alle Einrichtungen, die indie neue Anlage integriert werden konnten,mussten erhalten bleiben. Die Leistung derAnlage sollte auf 200 Formen/h erhöht wer-den; die Kühlzeiten sollten jedoch beibehaltenbzw. verlängert werden.Um diese Forderungen zu erfüllen, wurdedie vorhandene Formmaschine durch eineZwillingsformmaschine ersetzt, die gleichzeitigOber- und Unterkasten formt und dadurchin der Lage ist, 200 Formen/h herzustellen(Bilder 1 bis 3). Die technischen Datender Formanlage zeigt Tabelle 1.


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Firmennachrichten

Bild 1: Layout der Formerei

Bild 2: Zwillingsformmaschine mit einer Leistungvon 200 Formen/h(Seiatsu-Verfahren, Bauart hws Heinrich WagnerSinto Maschinenfabrik GmbH, Bad Laasphe/BRD) Tabelle 1: Technische Daten der Formanlage Bild 3: Kerneinlegestrecke

Der Sand wird nach dem Luftstrom-Press-Formverfahren leise und erschütterungsfrei ver-dichtet (SEIATSU-Verfahren, hws). Die erfor-derliche Sandmasse wird in die beiden Sand-dosierbunker, getrennt für jede Formhälfte, ein-gewogen. Die erforderlichen Sandmengen fürdie verschiedenen Modelle wurden empirischermittelt. Jede Modellplatte erhält eine Code-Nummer, in der dieser Wert – zusammenmit einer Reihe anderer Parameter zur Her-stellung der Form, wie Pressdruck, Positionder Trichterbohrung usw. – gespeichert sind.Um die erforderliche Taktzeit einhalten zukönnen, musste die Situation an der Ausleer-station völlig geändert werden. Die abgegos-senen und ausgekühlten Formen werden voneinem Hubtisch angehoben, von einem ver-fahrbaren Ausstoßer übernommen, zurAusstoßposition gebracht und ausgeleert.Gleichzeitig werden von dort die leerenFormkästen durch einen gleichgeschal-teten Übersetzer mit integriertem Form-kastenreiniger zur Formlinie gebracht.Anschließend werden die Formkästenzerlegt und mit einem Doppelschubdurch die Formlinie transportiert.Nach dem Verlassen der Formmaschinewerden alle Formkästen gewendet, sodass die Formflächen zur Kontrolle undzum Einlegen der Kerne nach oben zei-gen und die Eingusstrichter von unten inden Formrücken gebohrt werden kön-nen. Der Oberkasten kann wahlweise50 mm überpresst werden. Die Formenwerden auf den parallel fahrenden Stand-bahnwagen zugelegt.Die bisherige Kühlzeit von ca. 1 h solltenach Möglichkeit verlängert werden, daFormen auf der neuen Anlage einedichtere Modellbelegung ermöglichenund der Anteil des Gießmaterials in derForm steigt.Die vorhandene 4-reihige Standbahnwurde deshalb um 5 Teilungen verlän-gert und um eine zweite parallel laufen-de Standbahn, die in fünf Reihen125 Standbahnwagen aufnehmen kann,erweitert. Die durchschnittliche Kühlzeitbeträgt jetzt ca. 1

1/2 h; sie kann aber be-

liebig variiert werden, da alle Kühl-strecken als Pufferbahnen ausgelegt sind,die je nach Bedarf in den Kühlkreislaufeinbezogen werden können.Alle Bewegungen der Formanlage wer-den hydraulisch angetrieben und elek-tronisch gesteuert.Hierzu wurde eine zentrale Hydraulik-station errichtet, die das erforderlicheDrucköl liefert und deren Tank in derLage ist, das gesamte im Umlauf befind-liche Öl aufzunehmen. Dadurch ist eineständige Filterung und Kontrolle des Hy-drauliköles gewährleistet.Die vorhandene Steuerung wurde durcheine zeitgemäße Siemens S7 400 mit ei-ner neuen CPU 416 2-DP ersetzt. DieAnlage hat mehrere dezentrale Statio-nen zur Steuerung überschaubarer Ma-schinenbereiche, die mit einem Siemens-

Operator-Panel OP 27 ausgestattet sind.Operator Panels sind externe Bedien- undAnzeigegeräte, die eine Überwachung derFormanlage an mehreren weit auseinander-liegenden Stationen ermöglichen und Eingriffein die Steuerung erlauben. Sie sind mit einemLCD-Display ausgestattet, über das der Dialogmit dem Bediener vonstatten geht. Auf demDisplay werden die Betriebszustände derFormanlage oder Störungsmeldungen in Klar-text angezeigt. Das Operator Panel und daszentrale Automatisierungsgerät im Steuer-schrank sind über Lichtwellenleiter verbunden.Darüber hinaus wurde die Steuerung miteinem Anlagenleitsystem des Formmaschi-nenherstellers ausgerüstet, mit dem einesichere Betriebsüberwachung und eine

schnelle Störungsdiagnose möglich ist. Diekontinuierliche Erfassung und Darstellung derBetriebsdaten ermöglicht eine weitgehendeTransparenz des Betriebsablaufes. Fehlerwerden in Klartext mit zusätzlichen Angabenüber Ort und Ursache, Betriebs- und Stör-meldungen gemeldet und können protokol-liert und statistisch ausgewertet werden.Die Formanlage erfüllt alle Aufgaben, die imLastenheft gestellt waren, und arbeitet seitAbnahme störungsfrei.

Kontaktadresse:hws Heinrich Wagner Sinto Maschinenfabrik GmbHBahnhofstraße 101, D-57 334 Bad LaaspheTel.: 0049 (0) 2752 907-0, Fax: -280E-Mail: [email protected]: www.wagner-sinto.de


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MAGMASOFT® Version 4.2 –mehr als 150VerbesserungenAachen, Juli 2002 – Die MAGMA Gieße-reitechnologie GmbH, ein führender Anbie-ter von Dienstleistungen und Programmenzur Gießprozessoptimierung, hat den neue-sten Stand der Entwicklung ihrer Simula-tionssoftware MAGMASOFT® vorgestellt.Die neue Version 4.2 von MAGMASOFT®

unterstützt auf einzigartige Weise die Inte-gration der Software in die gesamte Prozess-kette, von der Gussteilentwicklung bis hinzum Gussverbraucher.MAGMASOFT® 4.2 beschleunigt die inter-aktive und automatische Auswertung vonSimulationsergebnissen erheblich. Der Post-prozessor bietet zahlreiche neue Funktionenwie etwa die automatische Generierung vonBildsequenzen und ein spezielles „Fast Post-processing“. Damit wird die Animation vonFormfüllung und Erstarrung bei gleichzeitigeminteraktivem Manipulieren der dargestelltenGeometrie ermöglicht. Die schnelle Darstel-lung kann noch während der laufenden Simu-lation vorbereitet werden, um die Auswer-tungszeit weiter zu reduzieren. Die Ergebnis-auswahl hilft dem Anwender, vordefinierteStandard-Ansichten auf die Resultate anzu-wenden.Neue Vernetzungsoptionen ermöglichen dasautomatische lokale Verfeinern von Netzen.Neue Optionen zur Kontrolle der Formfül-lung erlauben es, die Durchflussraten voneinzelnen Anschnitten oder Gießläufen quan-titativ zu ermitteln. Mit neuen Abbruchkrite-rien kann geprüft werden, wann Gussteil,Speiser oder Gießsystem vollständig erstarrtsind. Das Modell für den Strahlungsaus-tausch mit der Umgebung wurde völligüberarbeitet. Insgesamt wurden mehr als150 Verbesserungen realisiert.MAGMASOFT® ist für Standard-UNIX-Platt-formen, Windows 2000/XP sowie zum ers-ten Mal auch für das Linux-Betriebssystemverfügbar.

Neue MAGMASOFT®

ModuleMit dem kürzlich fertiggestellten neuen Mo-dul MAGMAlink wird MAGMASOFT®

komplett in die zeitgemäße Produktent-wicklungskette eingebunden. Das Modul er-fordert die neue MAGMASOFT® Version 4.2und ermöglicht das Einlesen von üblichen

FEM-Dateiformaten. Darüber hinaus könnenMAGMASOFT® Ergebnisse in andere Simu-lationsprogramme problemlos übergebenwerden. MAGMAlink berücksichtigt spezi-elle Anforderungen von Gusskonstrukteuren,um Gusseigenschaften bereits bei der Kon-struktion einbeziehen zu können.MAGMA-link unterstützt somit Konstrukteure undGießer, sich auf Basis von Simulationsergeb-nissen leichter und auf den frühstmöglichenEbenen auszutauschen.

Mit MAGMAlostfoam wurde ein neuesProzessmodul für die spezielle Physik beimFüllen des Vollformverfahrens realisiert. DasModul, basierend auf einem langjährigen, in-dustriellen Forschungsprojekt für Eisen undStahl, ermöglicht es auf einzigartige Weise,die Zersetzung des Modells, den Gegen-druck im Gießspalt und die Entgasung durchdie Schlichte bei der Formfüllung zu berück-sichtigen.

Informationen:MAGMA Gießereitechnologie GmbHKackertstrasse 11, D-52072 AachenTelefon: 0049 241 889 01-0, Fax: -60E-Mail: [email protected]

Die Lüber GmbH übernimmtalleAktivitäten der GTGGießerei –Technik Götz GmbhDie Lüber GmbH mit Sitz in der Schweizhat alle Aktivitäten der deutschen FirmaGTG Gießerei – Technik Götz GmbH inStockach, Deutschland, übernommen. DieseAkquisition stärkt nicht nur die Präsenz derLüber GmbH in der Gießereiindustrie son-dern wird auch die derzeitige Angebotspa-lette erweitern und ergänzen. Das zusätzlicherworbene Know-how ermöglicht es demUnternehmen auch, seinen Kunden weltweiteine noch bessere Beratung und Unterstüt-zung zu bieten.

Die Produkte und Dienstleistungen derGTG Gießerei – Technik Götz GmbH wer-den vollständig in die Lüber GmbH inte-griert. Der frühere Firmeninhaber, RomeoGötz, wird in den Verkauf der Lüber GmbHwechseln und mit seinen fundierten Kennt-nissen und langjährigen Erfahrungen in derGießereibranche einen wertvollen Beitragzur ständigen Verbesserung der Lüber Pro-dukte und der Kundenpräsenz bewirken.Der Zusammenschluss der Firmen wurde perEnde August 2002 abgeschlossen. Alle Ak-tivitäten der Firma GTG Gießerei – TechnikGötz GmbH in Stockach, Deutschland, wur-den zum 31. August 2002 beendet.Dank dieser Expansion kann die LüberGmbH ihre Marktposition ausbauen und fol-gende erweiterte Produktpalette offerieren:– Komplette automatische Kernsandaufbe-reitungsanlagen vom Sandlager bis zumverteilten Kernsandgemisch

– Hochleistungs-Universal Chargenmischerfür Kernsand

– Binderlager und Versorgung, Binderdosier-automaten

– Begasungsgeräte für alle gashärtendenKernherstellungsverfahren

– Zentrale Aminversorgungsanlagen

Kontaktadresse:Lüber GmbHCH-9602 Bazenhaid, Bahnhofstraße 26/28Tel.: 0041 71 931 91 21, Fax: 0041 71 931 20 84E-Mail: [email protected]

FOSECO eröffnet Gesell-schaft in derTschechischenRepublikZum 1. August 2002 eröffnete FOSECO inder Tschechischen Republik die neue FOSE-CO CμESKÁ s.r.o.CZ – 783 33 PRμÍKAZY 214, Tel. +420 (0)68 596 7313, FAX +420 (0) 68 596 7287.Das Verkaufsbüro in Verbindung mit einemAuslieferungslager befindet sich in Prikazy, inder Nähe von Olomouc.Die Beratung zu Foseco-Produkten wirdvon tschechischem Fachpersonal durchge-führt. Grund für die neue Foseco-Niederlas-sung sind die positiven Marktveränderungender Gießereiindustrie in der TschechischenRepublik. Langfristig werden engere Kun-den/Lieferantenbeziehungen zu beiderseiti-gem Vorteil angestrebt und wird gemeinsa-me Entwicklungsarbeit vorangetrieben.Die neue Foseco Gesellschaft wird an dertschechischen Gießereifachmesse „FOND-EX 2002“ vom 22. bis 25. Oktober in Brno,Tschechische Republik, teilnehmen. Auf demFoseco-Stand werden moderne Gießerei-hilfsmittel vorgestellt und den Besuchern Pro-blemlösungen angeboten. Foseco zeigt opti-mierte und technisch interessante Gießsyste-me von Gußteilen mit keramischen Filternund Speisermaterialien die verdeutlichen,dass die Auslegung von Gießsystemen mitFoseco-Produkten weiterhin optimierbar ist.


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Temperaturverteilung nach der Füllsimulationeines Auspuffkrümmers mit MAGMASOFT

®.

Mit MAGMAlink können beliebige MAGMASOFTErgebnisse auf andere Simulationsanwendungenübertragen werden.

Das MAGMAlostfoam-Modul basiert auf lang-fristigen industriellen Forschungsprojekten.


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auf unserem StandAus dem Institut fürGießereikunde an derMontanuniversität

LeobenAndreas Bührig-Polaczek über-nahm die Leitung des Gießerei-Institutes der RWTH-Aachen/BRD

Mit August 2002 folgt Herr o.Univ Prof.Dr.-Ing. Andreas Bührig-Polaczek einemRuf der Rheinisch-Westfälischen Techni-schen Hochschule Aachen/BRD und wirdals Nachfolger von Herrn Professor Dr.-Ing.Dr.-Ing. e.h. Peter R. Sahm Professor und

neuer Leiter des dortigen Gießerei-Institutes, der größten und bedeu-tendsten Gießereifakultät im deutschsprachigen Raum. Verbunden mitdieser Position ist auch die Funktion des geschäftsführenden Vorstan-des von ACCESS. einer gemeinnützigen, wirtschaftlich geführten For-schungseinrichtung, die sich mit Werkstoffentwicklungen und Sonder-verfahren für die Gießereiindustrie befasst und insgesamt rd. 50 Mit-arbeiter beschäftigt. Bührig-Polaczek’s weltweit anerkannte Vorgänger,die Professoren E. Piwowarsky, W. Patterson und zuletzt P.R. Sahm,waren Wegbereiter der wissenschaftlichen Entwicklung der Gießerei-technik und ausgezeichnete Pioniere neuer und innovativer Ideen.1959 in Stuttgart geboren, studierte Andreas Bührig-Polaczekzunächst an der TU Berlin und anschließend an der RWTH-AachenGießereikunde und schloss sein Studium 1987 mit dem Diplom ab.1992 promovierte er am Gießerei-Institut der RWTH-Aachen. Er lei-tete dort zunächst die Arbeitsgruppe „Rechnerische Simulation“ undanschließend die Arbeitsgruppe „Dauerformguss“.Entsprechend dem Kooperationsvertrag zwischen der Montanuniver-sität Leoben (MUL) und dem Verein für praktische Gießereifor-schung, des Trägervereins des Österreichischen Gießerei-InstitutesÖGI, übernahm Bührig-Polaczek 1998 bei seinem Eintritt nach HerrnProfessor Pacyna (IfGk) und Herrn Direktor Nechtelberger (ÖGI) so-wohl die Leitung des Institutes für Gießereikunde (IfGk) der Montan-universität als auch die Geschäftsführung des Vereins für praktischeGießereiforschung (ÖGI). In den 4

1/2 Jahren seines Wirkens hat

Bührig-Polaczek die Vorteile der Personalunion für beide Insti-tutionen erfolgreich genutzt. Förderstellen, Wirtschaft und Wissen-schaft konnten von der Idee der Durchgängigkeit von Wissenschaftund praxisnaher Entwicklung überzeugt werden. Auch die enge Ver-bindung zum Fachverband war ein wesentlicher Aspekt der gemeinsa-men Arbeiten und Anstrengungen der Gießereiindustrie Österreichs.Am ÖGI wurde die unter seinem Vorgänger begonnene Modernisie-rung intensiviert und es konnte die Zusammenarbeit mit der Industriegesteigert werden (vgl. Gießerei-Rundschau 49 Heft 7-8/2002, S. 107/109 und S. 133/134). An der Montanuniversität Leoben arbeitete erführend an der Gestaltung der neuen Strategie dieser Universität undam Metallurgiekonzept mit und initiierte zwei neue Großinvestitionenfür die Studienrichtung Metallurgie (das Simulationsnetzwerk und einLaser-Doppler-Anemometer).Neben den auf ihn zukommenden neuen Herausforderungen am Gieße-rei-Institut der RWTH-Aachen möchte Bührig-Polaczek seine guten Kon-takte nach Leoben aufrechterhalten und auch gemeinsame Projekte inAngriff nehmen. Seine bisherigen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an denbeiden Instituten und die österreichischen Gießer danken Herrn Profes-sor Dr. Andreas Bührig-Polaczek für sein zwar kurzes, aber verdienstvollesWirken in Österreich und wünschen ihm auch weiterhin viel Erfolg.


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Veranstaltungskalender

Weiterbildung – Seminare –Tagungen – Kongresse – MessenDer Verein Deutscher Gießereifachleute (VDG) bietet 2002/03 folgende Seminare an:

Datum: Ort: Thema:200209./10.10. Heilbronn Fortbildungslehrgang f. Imissionsschutzbeauftragte in Gießereien (S)11./12.10. Oer-Erkenschwick Schmelzbetrieb in Eisengießereien (QL)17./19.10. Erfurt Erfolgreiches Führen (WS)23./24.10. Hadamar Leichtmetall – Gußwerkstoffe und ihre Schmelztechnik (S)29.10. Hagen Rapid Prototyping und RapidTooling bei der Gußherstellung (IV)07.11. Düsseldorf Impfen von Gußeisenschmelzen07./09.11. Dornbirn Intertech Bodensee08./09.11. Stuttgart Schmelzen von Aluminium (QL)14.11. Wuppertal Umweltverträgliche anorg. Bindemittel zur Kern- u. Formherstellung (IV)14./15.11. Düsseldorf Grundlagen d. Sandaufbereitung u. –steuerung von tongeb. Formstoffen (IV)19.11. Ludwigshafen Qualitätsmanagement in der Gießerei (IV)22./23.11. Hadamar Kokillenguß (QL)26.11. Mettmann Praxis des Schmelzens im Kupolofen (MG)03.12. Schwäbisch

Gmünd Arbeitsschutz in Gießereien (IV)12./14.12. Schwelm Erfolgreiches Führen (WS)17./18.12. Duisburg Schweißen von Gußeisen (PL)

200314./15.01. Erfurt Gussteilfertigung mit chemisch gebundenen Formstoffen (S)16.–18.01. Stuttgart Grundlagen der Gießereitechnik (QL)22./23.01. Friedberg/H. Kupfer-Gusswerkstoffe und ihre Schmelztechnik (S)29./30.01. Heilbronn Schlichten von Sandformen und Kernen (S)06./07.02. Düsseldorf Schmelzen von Aluminium (QL)12./13.02. Friedberg/H. Anschnitt- und Speisertechnik bei Gusseisen und Stahlguss (S)14./15.02 Stuttgart Formerei (QL)20./21.02. Duisburg Praktische Metallographie für Gusseisenwerkstoffe (PL)20.–22.02. Duisburg Grundlagen der Gießereitechnik (QL)26./27.02 Erfurt ModerneTechnologien für die Herstellung von Gusseisen mit Lamellengraphit (S)12./13.03. Friedberg/H. Kernherstellverfahren mit Aushärtung durch Begasen (S)13.–15.03. Bad Kissingen Erfolgreiches Führen (WS)26.03. Limburg Schmelzen im Induktionsofen (S)02.04. Düsseldorf Rechnergestützte Entwicklung und Optimierung gegossener Bauteile (IV)09.04. Limburg Einführung in das Druckgießen (S)11.–12.04. Hadamar Fertigungskontrolle und Qualitätssicherung (QL)24./25.04. Clausthal-

Zellerfeld Qualitätsüberwachung von Eisenschmelzen durch thermische Analyse (PL)07./08.05. Bad Dürkheim Schmelzen, Gießen und Erstarren von Feinguss (S)09.10.05. Heilbronn Schmelzbetrieb in NE-Metallgießereien (QL)14.05. Friedberg/H. Gusseisen mitVermiculargraphit (IV)26.–28/06. Gummersbach Führen mit Persönlichkeit (WS)

IV=Informationsveranstaltung, MG=Meistergespräch, PL=Praxislehrgang, QL=Qualifizierungslehrgang, S=Seminar,WS=Workshop. Nähere Informationen erteilt derVDG Düsseldorf: Frau Gisela Frehn, Tel.: 0049 (0)211 6871 335,E-Mail: [email protected], Internet: www.weiterbildung.vdg.de


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WeitereVeranstaltungen:

200207./09.10. Lausanne (CH) PM 2002 – European Congress and Exhibition covering Hard Materials and DiamondTooling07./10.10. Brüssel (B) Internationales CBO – Seminar “Zuverlässigkeitstechnik”08./09.10. Braunschweig DGM-Fortbildungspraktikum „Metallkdl.- technolog.Analyse schweißtechn. Probleme“08./10.10. Karlsruhe SupTech – erste Fachmesse für die Zulieferindustrie in Süddeutschland09./10.10. Osnabrück DVM-Tagung „Fahrwerke und Betriebsfestigkeit“09./11.10. Friedrichshafen 20. CAD-FEM Users Meeting 2002 – Internationale FEMTechnologietage10./11.10. Clausthal 17. CGC-Clausthaler Gießerei-Colloquium10./11.10. Stuttgart 21.VDI-TagungTechnische Zuverlässigkeit10./11.10. Berlin CAEF-CEMAFON-International Foundry Forum10./11.10. Sisak (Kroatien) 4 th International Foundrymen`s Conference15./18.10. Budapest ÖKOTECH 200216./17.10. Aachen 45. Internationales Feuerfest-Kolloquium16./17.10. Darmstadt DGM-Fortbildungspraktikum „Ortsaufgelöste Analytik“, www.dgm.de20./24.10. Kyongju (Korea) 65. Gießerei-Weltkongress Korea 200221./23.10. Dortmund/WittenDGM-Fortbildunsseminar „Moderne Beschichtungsverfahren“, www.dgm.de21./25.10. Freiberg / Sa. DGM-Fortbildungspraktikum „Einführung i.d. Metallkunde f. Ingenieure u.Techniker“22./25.10. Brno (CZ) FOND-EX 2002 – 9. Internationale Gießereifachmesse24./25.10. Dresden VDI-Fachtagung “Innovative Fahrzeugantriebe”25./27.10. Alexandria (Ägyp.)ARABCAST 2002 mit Arab Foundry Symposium29./31.10. Jülich DGM-Fortbildungsseminar „Hochtemperaturkorrosion“, www.dgm.de05./08.11. Paris Midest 2002 – 32. Zuliefermesse für industrielle Maßarbeit05./09.11. Basel (Schweiz) PRODEX 2002 – Fachmesse fürWerkzeugmaschinen,Werkzeuge und Fertigungsmesstechnik07./09.11. Dornbirn Intertech Bodensee07.11. Salzburg Klüber Druckguß-Fachtagung19./20.11. Stuttgart DGM-Fortbildungsseminar „KeramischeVerbundwerkstoffe“,www.dgm.de19./22.11. Basel (Schweiz) Swisstech 200221./22.11. Minsk

(Weißrussl.) Gießereikonferenz „Gusserzeugung und Metallurgie – Qualität und Effektivität“26./27.11. Ermatingen/CH DGM-European Executive Seminar MAGNESIUM28./29.11. Karlsruhe DGM-Fortbildungsseminar „Einführung in die Methoden der quantitativen Fraktographie“04./05.12 Stuttgart Hanser-Seminar „Wirtschaftliche Bearbeitung von Gusseisen mitVermikulargrafit (GGV)04./07.12. Frankfurt/M. EuroMold 2002

200318./19.01. St. Pölten EURO CONTACT18./22.03. Rom 5 th AluminiumTwo-Thousand Conference20.03./02.04. Dubai (Vgte.

Arab. Emirate) Tekno – 6 th InternationalTechnological Exhibition & Conference for Industrial Machinery07./12.04. Hannover Hannover Messe24./25.04. Salzburg 47. Österreichische Gießerei-Tagung06./07.05. Stuttgart Keramik im Fahrzeugbau (Mercedes-Forum Stuttgart)

(Internet: www.dkg.de und www.Mercedes-Forum.de)19./24.05. Frankfurt/M. ACHEMA 2003 – 27. Internationaler Ausstellungskongress für ChemischeTechnik, Umweltschutz

und Biotechnologie03./04.06 Brno (CZ) 40. Gießereitagung „80 JahreTschechische Gießereivereinigung“16./17.06. Düsseldorf WFOTechnical Forum 200316.–21.06. Düsseldorf GIFA, METEC,THERMPROCESS, NEWCAST02./04.07. Wien DGM-SymposiumVerbundwerkstoffe u.Werkstoffverbunde (http://www.dgm.de/verbund)13./18.07. Hamburg 10 thWorld Conference onTitanium (http://www.ti-2003.dgm.de)01./05.09. Lausanne Euromat 2003 (http://www.euromat2003.fems.org)18./19.09. Portoroz (Slow.) 43. Gießereitagung „50 Jahre DRUSTVO LIVARJEV SLOVENIJE und 50 Jahre Gießereifachzeit-

schrift LIVARSKIVESTNIK (Internet: www.uni-lj.si/societies/foundry, E-Mail: [email protected])18./20.11. Wolfsburg MagnesiumTagung u.Ausstellung (www.magnesium.dgm.de)

200416./20.02. Düsseldorf 16. INTERKAMA18./19.03. Trier 2. Internationale Kupolofenkonferenz

VeranstaltungenHanser-Seminar„Wirtschaftliche Bearbeitungvon Gusseisen mitVermikulargrafit GGV“am 4./5.12.2002 in StuttgartNeben den erfolgreichen Kunststoffe-Semi-naren und den Veranstaltungen zum ThemaQuality & Excellence vermitteln Seminaredes Carl Hanser Fachverlages in einer neuenSeminarreihe, die im Herbst 2002 startet,künftig auch zu allen Aspekten der Metallbe-arbeitung das Know-how erfahrener Refe-renten. Damit will der Verlag sein Fachwis-sen auch durch die persönliche Vermittlungzur Verfügung stellen. Die Referenten sinddem Hause Hanser entweder als Buchauto-ren oder als Mitglieder im Fachbeirat derZeitschrift WB – Industrielle Metallbearbei-tung schon lange verbunden.Das oben genannte GGV-Seminar findetam 4. und 5.Dezember 2002 in Stuttgartstatt und befasst sich mit neuen Technolo-gien zur wirtschaftlichen Bearbeitung vonGGV unter Berücksichtigung der gesamtenProzesskette, beginnend mit dem Gießpro-zess über die spanende Bearbeitung bis zuden Einflüssen auf die Produkteigenschaftenund der Auswahl des richtigen Fertigungs-konzeptes.Seminarleiter ist Dipl.-Ing. Alexander Sahm,GruppenleiterTechnologie am Institut fürProduktionsmanagement, Technologie undWerkzeugmaschinen (PTW) an der TUDarmstadt.

Auskünfte:Hanser Verlag, Seminare, Frau Petra ZieglerKolbergerstraße 22, D-81679 MünchenTel.: 0049 (0) 89 99 830-674, Fax: -157E-Mail: [email protected]: www.hanser.de/seminare

Euro-Contact Fachmesse18./19. 1. 2003 in St.Pölten/NÖAm 18. und 19. Januar 2003 findet die Euro-Contact mit den Schwerpunktthemen „Kon-sum- und Industriegüter“ in der niederöster-reichischen Landeshauptstadt St.Pölten statt.Die Euro-Contact ist keine herkömmlicheFachmesse, sondern dient vor allem der An-bahnung neuer internationaler Geschäftskon-takte. Hersteller, Importeure, Exporteure undHandelsvermittler, die an neuen Geschäfts-kontakten, speziell in Ländern in denen zurZeit keine bzw. ausbaufähige Kontakte unter-halten werden, profitieren durch dieses kon-zentrierte Forum an Angebot und Nachfrage.Schwerpunkt sind die EU-Länder und diekünftigen EU-Länder. Es werden Unterneh-men aus ganz Europa erwartet, die sowohlals Aussteller den Messebesuchern ihreMöglichkeiten zu einer künftigen Koopera-tion näher bringen, als auch als Besucherihre Vorstellungen zu künftigen Geschäfts-,Beschaffungs- bzw. Vertriebspartnern aufdieser Messe verwirklichen können.

Informationen:WVA Event MarketingMoostal 68, A-4623 GunskirchenTel.: +43 (0) 72 42 42 788, Fax: 29 015E-Mail: [email protected]

5thAluminiumTwo-Thousand Conference18. bis 22. 3. 2003 in RomDer Kongress, der über 4 Tage in Rom statt-findet, bietet in verschiedenen SessionenAluminium-Fachleuten folgende Themen-komplexe an:– Metallurgie– Druckgießformen und Werkzeuge– Prozessmodellierung– Pressen– Steuerungen und Automatisierung– Anodisieren– Kokillen-, Sand- und Druckgussstücke– Druckgießen– Walzenguss– Strangpressen– Beschichten.

Auskunft:Interall SrlVia Marinuzzi 38, I-41100 ModenaTel.: 0039 59 28-23 90, Fax: -04 62E-Mail: [email protected]: www.aluminium2000.com

Symposium „Keramik imFahrzeugbau“6./7. 5. 2003, Mercedes-Forumin StuttgartEine Veranstaltung des FachausschussesWerkstoffanwendung der Deutschen Kera-mischen Gesellschaft e.V.Geplante Vortragsreihen sind:Antriebstechnik:Neue Zylinder-Laufbüchsen-Technologien,Piezo-Einspritzung für Common-Rail,Aktuelles zur Brennstoffzelle,Alternative Kohlekolben?Sensoren, die unsichtbaren Aufpasser,Hochleistungs-Beschichtungen für Kolbenringund Kolben.Abgastechnik:Katalysatortechnik für Diesel und Otto DE,Russfilter-Technologien,Neues von der Lambda-Sonde,Heißgaslager im Abgas.Fahrzeugtechnik:Revolution Keramik-Bremse?Leichtbau-Verglasung,Aktive Geräuschdämmung,Aktuatorik mit Zukunft,Beiträge zur Mikro-Elektronik.Fertigungstechnik:Spanlos Umformen mit Keramik,Thermisches Spritzen,Rapid Prototyping,Hochleistungs-Schneidwerkzeuge,FFK für die Metall-Gießerei.Auskünfte:Deutsche Keramische GesellschaftAm Grott 7, D-51 147 Köln.Fax: 0049 (0) 2203 69 301Internet: www.dkg.de und www.Mercedes-Forum.de

Aufruf zurVortrags-anmeldung – Call for PapersDGM-SymposiumVerbundwerkstoffe undWerkstoffverbunde2./4. 7. 2003 in WienAlle zwei Jahre veranstaltet der deutsche„Gemeinschaftsausschuss Verbundwerkstof-fe“ die Präsentation der werkstoffwissen-schaftlichen, technologischen und anwen-dungstechnischen Neuheiten auf allen Ge-bieten der Verbundwerkstoffe und Werk-stoffverbunde. Der Programmausschuss bittetum Anmeldung von Kurzvorträgen und Pos-terpräsentationen zu folgenden Themen:

Verbundwerkstoffe/Grundlagen:Metall-Matrix-Verbundwerkstoffe,Keramik-Matrix-Verbundwerkstoffe,Polymer-Matrix-Verbundwerkstoffe,Nanocomposite,Modellierung und Simulation.

Werkstoffverbunde, natürlicheWerkstoffstrukturen:Strukturelles Kleben,Polymer-Metallverbunde,Metall-Keramik-Verbunde,Nachwachsende Rohstoffe und derenVerbunde,Biomimetrische Werkstoffstrukturen.

Anwendungsgebiete:Anwendung in der Elektronik und Elektro-technik, Anwendung in der Energietechnik,Anwendung für Sensoren und Aktuatoren,Anwendung in der Medizintechnik und imSport, Anwendung in Luft- und Raumfahrt,Mischbauweisen im Transportwesen, Anwen-dung im Maschinenbau und im BauwesenEs wird um eine Registrierung der Beiträgemit Themenzuordnung per Internet unterwww.dgm.de/verbund oder als Word-Attach-ment per E-Mail unter [email protected] ge-beten.Anmeldeschluss für Kurzvorträge ist der17. Januar 2003.

Auskunft:Deutsche Gesellschaft für Materialkunde, Frau A.MangoldHamburger Allee 26, D-60 486 Frankfurt/M.Tel.: 0049 (0) 69 7917 745, Fax: -733

MagnesiumAlloys and theirApplications,Conference withExhibition18./20. 11. 2003, Wolfsburg/BRDFür diese von der Deutschen Gesellschaftfür Materialkunde zusammen mit der Inter-national Magnesium Association (IMA) unddem GKSS-Research Centre GeesthachtGmbH in Englischer Sprache veranstalteteKonferenz werden interessierte Vortragen-de um Einreichung von Kurzauszügen mitmaximal 300 Wörtern bis spätestens 28.Februar 2003 gebeten. Die Beiträge müssen


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sich auf die nachstehenden Themen bezie-hen:A: Alloy Development, B: Mechanical Pro-perties, C: Processing – C1 Forming,C2 Casting, C3 Post processing, D: Corrosion,E: Application, F: Recycling,

G: Magnesium Metal Composite, H: Mode-ling – H1 Wrought Alloys, H2 Cast Alloys,I: Research Programs

Die angenommenen Beiträge werden ineinem Konferenzband veröffentlicht wer-den.

Nähere Auskünfte:Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.,Frau Vera HausenHamburger Allee 26, D-60 486 FrankfurtTel.: 0049 (0) 69 7917 743, Fax: -733E-Mail: [email protected]: www.dgm.de/magnesium


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Vereinsnachrichten

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Neue MitgliederOrdentliche (Persönliche) MitgliederDecker, Herbert, Dkfm., Gießereileiter,Maschinenfabrik Liezen und Gießerei GmbH,Werkstraße 5, A-8940 LiezenPrivat: Bärndorf 107, A-8786 Rottenmann

Gimpl, Dieter, Techn. Produktmanager,Georg Fischer Kokillenguss GmbH, Wiener-straße 41–43, A-3130 Herzogenburg

Gruber, Günter, Ing. Leiter Qulitätsmana-gement, Georg Fischer Eisenguss GmbH,Wienerstraße 41–43, A-31,30 Herzogenburg

Privat: Ederding 19, A-3130 Herzogenburg

Krieger, Wilfried, o. Univ.-Prof., Dipl.-Ing.Dr. mont., Vorstand des Institutes für Eisen-hüttenkunde und derzeit auch Prov. Vor-stand des Institutes für Gießereikunde ander Montanuniversität Leoben, Franz-Josef-Straße 18, A-8700 LeobenPrivat: Wüstenrotstraße 13, A-4020 Linz

Nemetz, Dieter, Dipl.-Ing., Geschf. Gesell-schafter, Johann Nemetz & Co GmbH, Per-nerstorferstraße 29, A-2700 Wr. NeustadtPrivat: Giltschwertgasse 46, A-2700 Wr.Neustadt

Nemetz, Wolfgang, Geschäftsf. Gesell-schafter, Johann Nemetz &Co GmbH, Per-nerstorferstraße 29, A-2700 Wr. NeustadtPrivat: Warchalowskigasse 8d, A-2700 Wr.Neustadt

Tögel, Markus, Ing., voestalpine GiessereiTraisen GmbH, Mariazellerstraße 75, A-3160TraisenPrivat: Draschestraße 83/2/4, A-1230 Wien

Schweiger, Berndt, Leiter der Gießerei 1der VAW mandl&berger GmbH, Zeppelin-straße 24, A-4030 LinzPrivat: Seebach 62, A-4575 Roßleithen

FirmenmitgliederJohann Nemetz & Co GmbH, Eisen-und Metallgießerei, Modellbau, Bearbeitung,Pernerstorferstr. 29, A-2700 Wr. NeustadtMontanmuseum Gusswerk mit Kunst-gießerei, Bahnhofstr. 7, A-Gußwerk/Stmk.

Personalia –Wir gratulierenzum GeburtstagDirektor i.R. Dr. phil. Richard Schlüsselber-ger, A-1130 Wien, Jagdschlossgasse 20, zum90. Geburtstag am 12. Oktober 2002.

Richard Schlüsselberger wurde 1912 in Trai-sen/NÖ geboren und gehört damit jenerGeneration an, die die Not zweier Welt-kriege erlebt hat.Nach der Reifeprüfung im Jahre 1932 amRealgymnasium in St. Pölten studierte er ander Universität Wien Industriephysik undschloss sein Studium mit dem Doktorat imJahre 1938 ab.Als junger Physiker trat Richard Schlüsselber-ger schon 1937 in die Feinstahlwerke Traisenein, wo er mit großem persönlichem Enga-gement das erworbene „Schulwissen“ in diePraxis umsetzte. Rasch avancierte er zumBetriebsleiter der Fitting-, Temperguss- undStahlgießerei. Nicht zuletzt durch seinen un-ermüdlichen Einsatz wurde Stahlguss ausTraisen ein qualitativ hochwertiges, über dieLandesgrenzen hinaus bekanntes Spitzen-produkt, was durch den Umstand unterstri-chen wurde, dass deutsche StahlgießereienTraisener Produktionsmethoden übernahmen.Die Produktionspalette in Traisen umfasstedamals unlegierte bis hochlegierte Stahlguss-qualitäten, wobei Schlüsselberger durch Ein-führung eines 2-Schlacken-Verfahrens mitSekundär-Pfannenmetallurgie und Duplex-betrieb Konverter – Lichtbogenofen in Zei-ten von Stahlknappheit nahezu eine Produk-tionsverdoppelung erzielen konnte.Die Maschinenformerei stellte Schlüsselber-ger auf Einheitsformsand und die Bodenab-lage der Formkästen auf Rollenbahn um.

Zur Produktionserhöhung in der Handfor-merei wurde die standortgebundene Guss-stückherstellung auf eine Formstraße mitStationen umgebaut und zur Formherstel-lung kamen fertige Formplatten zum Einsatz.Gussstücke mit hoher Qualitätsanforderungwurden vorbearbeitet ausgeliefert.Die erfolgreiche Tätigkeit in Traisen wurdeschließlich im Jahre 1945 durch die Kriegs-wirren beendet.Nach einer dreijährigen Tätigkeit in der Fei-lenfabrik J. Braun’s Söhne in Vöcklabruck, woer sich mit der Herstellung von qualitativhochwertigen Feilen aus legierten Stählen be-schäftigte und viele Verfahrensverbesserun-gen (Verringerung der Randentkohlung, Pro-duktionssteigerung in der Härterei, Verzugs-freiheit u.a.) erarbeitete, kehrte Dr. Schlüssel-berger im Jahre 1952 zum Gießereiwesenzurück und übernahm in der ehemaligen Ei-sengießerei Rittmann’s Nachf. in Leoben dieBetriebsleitung. Mit Weitblick für technischeNeuerungen, unterstützt durch einen aufge-schlossenen Firmeninhaber, ersetzte er als ei-ner der ersten in Österreich den Kupolofendurch einen Netzfrequenz-Induktionstiegel-ofen und schuf damit die Möglichkeit, nebenunlegiertem Grauguss legiertes Gusseisenund vor allem Gusseisen mit Kugelgraphit zuproduzieren. Letzteres war damals ein neuerWerkstoff und die Firma Rittmann gehörte zuden ersten Gießereien, die in ÖsterreichGusseisen mit Kugelgraphit herstellten.Von 1956 bis 1958 war Dr. Schlüsselberger alsBereichsleiter für Eisenwerkstoffe und für dieVersuchsgießerei sowie als stellvertretenderInstitutsleiter am Österreichischen Gießereiin-stitut (ÖGI) in Leoben tätig und bemühte sichin dieser Funktion um einen engen Kontaktzur Gießereiindustrie. Neben den Schmelz-versuchen und den üblichen Untersuchungenhat er damit begonnen, in der Versuchsgieße-rei des Institutes auch Nullserien von Guss-stücken für die Industrie herzustellen. Da-durch wurde für das ÖGI nicht nur ein weite-res finanzielles Standbein geschaffen, sondernauch eine Gießereimannschaft aufgebaut, dieüber ein breit gestreutes gießereitechnischesKönnen verfügte, das vom Kunstguss bis zumhochwertigen Maschinenguss reichte undnahezu alle Gusswerkstoffe umfasste.1958 folgte Dr. Schlüsselberger wieder demRuf in die Industrie und er war in der Folgebis zu seiner Pensionierung am 14. Okto-ber 1973 als Technischer Direktor bei der

Fa. M. Schmid & Söhne in Wilhelmsburgund anschließend als Werksdirektor derWerksgruppe Atzgersdorf der Hübner-Vamag AG in Wien tätig. Dort erweiterteer die bestehende Graugießerei um eineleistungsfähige Stahlgießerei für unlegierte-bis hochlegierte Stähle für die Armaturen-herstellung.Stets stellte Dr. R. Schlüsselberger als aner-kannter Fachmann seine umfangreiche prak-tische Erfahrung und sein großes theoreti-sches Wissen im technischen Beirat des ÖGIund im „Arbeitskreis Sphäroguss“ der Gie-ßereiindustrie zur Verfügung.Der Verein für praktische Gießereiforschung– Österreichisches Gießerei-Institut verliehihm dafür schon 1959 die Korrespondieren-de Mitgliedschaft.Besonders sei erwähnt, dass Dr. Schlüsselber-ger in Zusammenarbeit mit dem ÖGI an derEntwicklung eines 15 t Wamhalteofens, mitdem es erstmals gelungen ist, eine magnesi-umbehandelte Schmelze 24 Stunden ohneMagnesiumverlust warmzuhalten, maßgeb-lich beteiligt war. Der Ofen wurde von derFirma ELIN Union AG in Wien gebaut undan eine große deutsche Automobilguss-Gießerei geliefert.Auch im Ruhestand beschäftigte sich Dr.Schlüsselberger noch bis heute gerne mitgießereitechnischen Problemen, wie eineerst kürzlich erschienene Veröffentlichung(Veitsch-Radex Rundschau Nr. 2/2000,S. 43/51), an der er als Co-Autor mitgear-beitet hat, beweist.Dr. R. Schlüsselberger ist seit 1958 Mitglied desVÖG. Viele Jahre war er auch als Vorstands-mitglied für den Verein tätig. In Anerkennungseiner Leistungen hat ihm der VÖG 1992 das„Große Ehrenzeichen für Verdienste um dasGießereiwesen“ in Silber verliehen.

Professor Dipl.-Ing. Bernd Steinhäufl,A-8712 Proleb, Köllach 2, zum 60. Ge-burtstag am 7. 11. 2002.Geboren in Wr. Neustadt, besuchte BerndSteinhäufl nach der Grundschule die Bundes-gewerbeschule, Abteilung Maschinenbau, inWr. Neustadt und wechselte dann in dieHöhere Technische Bundeslehranstalt HTBL,

Abteilung Gießereitechnik, Wien X, die erim Juni 1964 mit der Reifeprüfung beendete.Im Oktober desselben Jahres setzte BerndSteinhäufl das Gießereistudium fort und ins-kribierte an der Montanistischen Hochschulein Leoben die Fachrichtung Hüttenwesen –Gießerei. Im Juni 1975 schloss er sein Studiummit dem Titel Diplomingenieur ab.Schon während dieses Studiums war er seitNovember 1972 an der Lehrkanzel für Gie-ßereikunde bei Professor Dr. techn. K. Zep-pelzauer und in der Folge bei Prof. Dr.-Ing.J. Czikel als wissenschaftliche Hilfskraft tätig.Nach Studienabschluss setzte Steinhäufl seinewissenschaftliche Tätigkeit als Universitäts-assistent am Institut für Gießereikunde fort.Nach Emeritierung von Herrn ProfessorCzikel war Dipl.-Ing. Steinhäufl von Dezem-ber 1984 bis Oktober 1985 als provisori-schem Institutsvorstand die Leitung des Insti-tutes für Gießereikunde an der Montanuni-versität Leoben bis zur Neubesetzung an-vertraut.In der Folge wechselte Dipl.-Ing. Bernd Stein-häufl als Vertragslehrer an die HTBLA Zelt-weg, an der er nun seit September 1986 alsProfessor wieder in der Nachwuchsausbil-dung tätig ist. Seit Dezember 1994 ist erAbteilungsvorstand der Fakultät Maschinen-ingenieurwesen dieser praxisnahen Ausbil-dungsstätte.Dem VÖG gehört Professor Dipl.-Ing. BerndSteinhäufl seit 1985 an.

Kommerzialrat Dr.iur. Martin Siegmann,A-4060 Leonding, Alpenblickstraße 1, zum60. Geburtstag am 19. November 2002M. Siegmann wurde am 19. November 1942in Baden/NÖ geboren und ist in Linz aufge-wachsen, wo er auch das AkademischeGymnasium besuchte. Nach der Matura stu-

dierte er Rechtswissenschaften an der Uni-versität Wien und schloss 1964 mit demDoktor iur. ab. Anschließend absolvierteDr. Siegmann auch das Studium der Be-triebswirtschaft mit MBA Abschluss amINSEAD in Fontainebleau/Frankreich.Nach einigen Jahren Tätigkeit in der öster-reichischen Industrie widmete sich Dr. M.Siegmann ab 1975 dem Auf- und Ausbau derERKU-Präzisionsteile GesmbH in Paschingbei Linz und richtete das Unternehmen alsOEM (Original Equipment Manufacturer)und Systemlieferant auf den Kundenkreis„Automobilindustrie“ aus. Es erfolgte dieSpezialisierung auf Druckgussteile geringerGröße in einbaufertig bearbeiteter Aus-führung und die Anpassung der Struktur desUnternehmens an die Anforderungen desAbnehmerkreises durch Forcierung derSparte Aluminium-Druckguss. Im Zuge die-ser Maßnahmen wurde die Sparte Zink-Druckguss im Jahre 2002 eingestellt.Das Unternehmen, das von Dr. M. Siegmannals geschäftsführendem Gesellschafter ge-führt wird, beschäftigt derzeit rd. 200 Mit-arbeiter und ist an einem tschechischen Zu-lieferbetrieb beteiligt.Dr. M. Siegmann ist auch in der Interessensver-tretung der Gießereibranche engagiert und be-kleidet die Funktionen des StellvertretendenVorstehers des Fachverbandes der Gießereiin-dustrie Österreichs und des Vorsitzenden derFachvertretung Gießerei in der Wirtschafts-kammer Oberösterreich. Diese verlieh ihm imJahre 1999 den Titel Kommerzialrat.Seit 2002 ist Kommerzialrat Dr. Martin Sieg-mann Mitglied des Vereins ÖsterreichischerGießereifachleute.

Den JubilarenDen Jubilarenein herzliches Glückauf!ein herzliches Glückauf!


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Bücher und Medien

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CASTING SIMULATION –Background and Examplesfrom Europe and USADas soeben fertiggestellte Buch gibt den In-halt der von der Internationalen Kommis-sion 3.3 ”Computer Simulation of CastingProcesses“ der WFO ausgearbeiteten CD-ROM zu diesem Thema wieder. Es enthältsechs Fachaufsätze von internationalen Ex-perten und 22 eindrucksvolle Simulations-beispiele aus Gießereien und Forschungs-stellen. Die schon in Heft 7/8 der Giesserei-

Rundschau 49 (2002), S. 131/132 bespro-chene CD-ROM liegt dem Buch bei. DieAusgabe in Buchform umfasst 346 Seitenund ist als Arbeitshilfe für die betrieblichePraxis besonders empfehlenswertDas Buch inkl. CD-ROM wird zum Preis vonUS-Dollar 55,– abgegeben und kann bestelltwerden bei:Slovenian Foundrymen’s Society, Dipl.-Ing.Katarina Trbizan (WFO Commission 3.3Secretary). Lepi Pot 6, P.B. 424, SI – 1001Ljubljana.Tel.: +386 1 2000 428, Fax: +386 1 2522488, E-Mail: [email protected]

AFS Publications Catalog 2002Der Katalog enthält alle lieferbaren Publika-tionen und Ausbildungshilfen (CD-ROMsund Videos) einschließlich Preisangaben derAmerican Foundry Society.Internet: www.afsinc.org

Neue DIN-Taschenbücher

Press-, Spritz- undDruckgießwerkzeugeDIN-Taschenbuch 262Das Normenkompendium enthält insgesamt48 Normen und Normentwürfe über:Benennungen und Symbole / Auswerfer /Auswerferhülsen / Schrauben / Angießbuch-sen / Angusshaltebuchsen / Führungssäulen /Führungsbuchsen / Federn / Heiz- und Tem-perierelemente / Platten und Zentrierele-menteHerausgeber: DIN Deutsches Institut fürNormung e.V. Beuth Verlag GmbH, Berlin,Wien, Zürich. 2. Auflage 2001, 360 Seiten,A5 brosch., € 67,23.

DIN-Taschenbücher„Stahl und Eisen“Neu: Die Normen jetzt auf Papier und CD-ROM in der Neuauflage 2002Die fünf Taschenbücher, jetzt in dritter Auf-lage erschienen, umfassen insgesamt 185 ak-tuelle, welt- und europaweit harmonisierteDIN-ISO- und DIN-EN-Normen inklusivesämtlicher Erklärungen und Zeichnungen.Der Inhalt der DIN-Taschenbücher wurde

nach Anwendungsbereichen gegliedert undunterteilt sich in die Bereiche Allgemeines,Bauwesen und Metallverarbeitung, Druck-geräte und Rohrleitungsbau, Maschinen- undWerkzeugbau sowie nichtrostende und an-dere hochlegierte Stähle.Diese Stahl-Eisen-Taschenbücher gibt es jetzterstmals auch auf CD-ROM. Was bislang nurin Papierform erhältlich war, kann jetzt auchauf den Bildschirm geladen werden. Und dasgilt nicht nur für „Einzelkämpfer“: Die elek-tronischen DIN-Taschenbücher sind auch inNetzwerken nutzbar. Über die Preise derNetzwerkversionen können Sie sich unter+ 49 (0) 30 26 01-26 68 informieren.Für den Nutzer, der in jeder Arbeitssituationrichtig gerüstet sein will, empfiehlt sich dasKombi-Paket: Buch und CR-ROM im Set.Auf der Baustelle und am PC stellen diezwei Medien die benötigten Dokumente imje praktischsten Format zur Verfügung.Wer stahlhart und eisern für alle Normfra-gen gerüstet sein will, benötigt alle fünf Bän-de – wahlweise auch in der Kombination aufPapier und auf CD-ROM. Die Taschen-bücher können natürlich ebenso wie dieCDs auch einzeln erworben werden.Mit Sicherheit sind die aktualisierten und neuaufgelegten Stahl-Eisen-Normensammlungenfür jeden Experten eine nützliche Investition,die sich schnell bezahlt macht – insbesondere,wenn man den günstigen Taschenbuchpreisdem Preis der einzelnen Normen gegenüber-stellt. Der Kombi-Preis spricht ebenfalls für sich.Eine Übersicht über alle Produkte mit inhalt-lichen und bibliographischen Angaben findenSie nachstehend:

DIN-Taschenbuch 401Stahl und Eisen. Gütenormen 1AllgemeinesNormenBegriffe und BezeichnungenAllgemeine Technische LieferbedingungenProbenahmeOberflächengüteKennzeichnungKonformitätsbescheinigungenDatenverarbeitung

Buchausgabe3. Aufl. 2002. 376 S. A5. Brosch.E 72,–/CHF 128,–ISBN 3-410-15231-8CD-ROM EinzelplatzversionE 72,– (unverbindliche Preisempfehlung)ISBN 3-410-15378-0Kombi Buch und CD-ROME 86,40/CHF 154,–Bestell-Nr. 15409

DIN-Taschenbuch 402Stahl und Eisen. Gütenormen 2Bauwesen und MetallverarbeitungNormen und WerkstoffblätterBetonstahlStähle für den StahlbauFlacherzeugnisse für Kaltumformung ohneÜberzüge

Flacherzeugnisse mit ÜberzügenKaltprofileVerpackungsblech und -band

Buchausgabe3. Aufl. 2002. 640 S. A5. Brosch.E 125,–/CHF 223,–ISBN 3-410-15232-6CD-ROM EinzelplatzversionE 125,– (unverbindliche Preisempfehlung)ISBN 3-410-15379-9Kombi Buch und CD-ROME 150,–/CHF 267,–Bestell-Nr. 15410

DIN-Taschenbuch 403Stahl und Eisen. Gütenormen 3Druckgeräte und RohrleitungenNormenFlacherzeugnisseSchmiedestückeStahlguss, StahlrohreStähle für bestimmte Druckgeräte:– kaltzäh, – warmfest, – nichtrostend,– Allgemeine Lieferbedingungen– Feinkornstähle für Druckgeräte

Buchausgabe3. Aufl. 2002. 648 S. A5. Brosch.E 125,–/CHF 223,–ISBN 3-410-15233-4CD-ROM EinzelplatzversionE 125,– (unverbindliche Preisempfehlung)ISBN 3-410-15380-2Kombi Buch und CD-ROME 150,–/CHF 267,–Bestell-Nr. 15411

DIN-Taschenbuch 404Stahl und Eisen. Gütenormen 4Maschinenbau und WerkzeugbauNormenStahlauswahlMaschinenbaustahl für allgemeine Verwen-dungMaschinenbaustahl für besondere Verarbei-tung oderVerwendungPräzisionsstahlrohreWerkzeugstähleStahlguss

Buchausgabe3. Aufl. 2002. 672 S. A5. Brosch.E 128,–/CHF 228,–ISBN 3-410-15234-2CD-ROM EinzelplatzversionE 128,– (unverbindliche Preisempfehlung)ISBN 3-410-15381-0Kombi Buch und CD-ROME 153,60/CHF 273,–Bestell-Nr. 15412

DIN-Taschenbuch 405Stahl und Eisen. Gütenormen 5Nichtrostende und andere hochlegier-te StähleNormen und WerkstoffblätterNichtrostende Stähle


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Hochwarmfeste und hitzebeständige StähleVentilwerkstoffeHeizleiterlegierungen

Buchausgabe3. Aufl. 2002. 544 S. A5. Brosch.E 104,–/CHF 185,–ISBN 3-410-15235-0

CD-ROM EinzelplatzversionE 104,– (unverbindliche Preisempfehlung)ISBN 3-410-15382-9

Kombi Buch und CD-ROME 124,80/CHF 222,–Bestell-Nr. 15413

Die Sachbilanz ZinkMengen und Energiebilanzen derErzeugung, Verarbeitung und desRecyclings von ZinkJ. Krüger u. S. GrundMitarbeiter des Institutes für Metallhütten-wesen und Elektrometallurgie der RWTHAachen und Vertreter der deutschen Zink-erzeuger und Zinkverarbeiter haben Stoff-,Energie- und Umweltdaten der Zinkerzeu-gung und Zinkverarbeitung zusammengetra-gen, kritisch gesichtet und zu einer Sachbi-lanz verarbeitet. Federführend begleitetwurden die Arbeiten durch die Forschungs-gemeinschaft Zink und die Wirtschaftsverei-nigung Metalle (beide Düsseldorf). Die Dar-stellung der Ergebnisse erfolgt unter Nut-zung der DIN-Normen DIN EN ISO 14040und 14041 in Modulen, die es erlauben, jenach Bedarf Gesamtdarstellungen vollstän-diger Prozessketten zu erstellen.Um den Einstieg in die komplexe Thematikeiner Sachbilanz der Verfahren zu erleichtern,ist den Daten ein Überblick über die Zinker-zeugung, -verarbeitung und -nutzung voran-gestellt. Die eigentliche Sachbilanz beginnt mitdem Bergbau und endet mit den Produkten.Dabei werden nacheinander die folgendenProzessmodule erfasst und diskutiert:Bergbau (3 × Tiefbau, 1 × Tagebau),Aufbereitung von Erzen (4 Beispiele),Aufbereitung von Reststoffen (zwei ein-geführte Verfahren, zwei Verfahren inder Entwicklung),Metallerzeugung durch Elektrolyse undim Imperial-Smelting-Ofen,Feinzinkdestillation,Verarbeitung von Schrotten,Herstellung von Gussteilen,Herstellung von Halbzeug,Band- und Stückverzinkung (elektrolyti-sche und Feuerverzinkung),Herstellung von Zinkchemikalien undZinkstaub.

Für das größte Einsatzgebiet des Zinks – dieVerzinkung – wird im Rahmen der Sachbi-lanz nicht nur die Herstellung, sondern auchdie Nutzungsphase berücksichtigt. DemRecycling von Zink wird ein eigener Ab-schnitt gewidmet, um den hohen Stellen-wert zu verdeutlichen, den der Einsatz vonSekundärrohstoffen, d. h. das Recycling, fürdie Zinkindustrie heute einnimmt. Ge-

schlossene Stoffkreisläufe sind in der Zink-industrie keine Zukunftsmusik, sondern einebereits seit langem praktizierte Tatsache.Etablierte Verfahren werden in der Sach-bilanz ebenso bilanziert und diskutiert wieneue Entwicklungen.Da in Deutschland selbst seit einigen Jahrenkein Zinkbergbau mehr betrieben wird,wurden bedeutende ausländische Grubengewählt und wurde deren Bergbau undAufbereitung in die Betrachtung einbezogen.Zur Verhüttung und Verarbeitung wurdenDaten in der deutschen Industrie erhoben.Kurze Erläuterungen begleiten jeden Ver-fahrensweg in der Sachbilanz. Die Sachbi-lanz entspricht damit – mit Ausnahme vonBergbau und Aufbereitung – der „bestenverfügbaren Technologie“ in der Bundesre-publik Deutschland. Die für Deutschland er-hobenen Daten sollten aber auch weitge-hend auf andere Anlagen der europäischenUnion übertragbar sein. Die BundesrepublikDeutschland ist mit einer jährlich verarbei-teten Zinkmasse von über 700 000 t derviertgrößte Zinkanwender in der Welt. Diein der Sachbilanz verwendeten Daten stüt-zen sich auf eine Datenerhebung aus denJahren 1998 und 1999.In jedem Prozessmodul werden anhand einesBlockdiagramms die Mengenflüsse, die Pro-dukte und Reststoffe, die Emissionen sowieder Endenergie- und der berechnetePrimärenergiebedarf vorgestellt.Der modulartige Aufbau lässt klar den Ma-terialaufwand, den Energiebedarf und diejeweiligen Emissionen erkennen. Beispielhaftsei an dieser Stelle das Blockdiagrammder Fertigung von Gussteilen aus Zinknach dem Druckgießverfahren vorge-stellt (Bild 1).Zusammenfassend ist der Primärenergieauf-wand für die einzelnen Module der Zink-gewinnung und -verarbeitung in Tabelle 1aufgeführt.Als Bezugssystem für die Massen und Ener-gien wurden überwiegend die Produkte ge-wählt. Im Fall der Sekundäraufbereitungs-

verfahren tritt das Einsatzmaterial an Stelleder Produkte. Die prozessspezifischen Un-terschiede zwischen den Modulen bedin-gen, dass die Bezugssysteme der einzelnenModule voneinander abweichen. Der Um-gang mit diesen Daten erfordert daher sehrviel Sachkenntnis im Bereich der Metaller-zeugung, -verarbeitung und des Recyclings,um Fehlinterpretationen zu vermeiden.

Diese zusammenfassende Übersicht ver-deutlicht, dass für die Bereiche Bergbau,Aufbereitung und für etablierte Recycling-verfahren eine bemerkenswert niedrige En-ergiemenge aufgewendet werden muss. DerEnergieaufwand für die eigentliche Gewin-nung des Zinks ist hingegen – unabhängigvon der eingesetzten Technologie – deut-lich höher. Die Ursache hierfür liegt in denchemischen Eigenschaften des Zinks: Zinkzählt zu den unedleren Metallen.Den unterschiedlichen energetischen Erfor-dernissen des Recyclings von Zink und derPrimärzinkgewinnung wird durch den hohenStellenwert Rechnung getragen, den dasRecycling in der Zinkindustrie bereits seitlangem in den hierzu etablierten Verfahrenhat.

Die vollständige Sachbilanz, Aachen 2001,umfasst 86 Seiten. Darin sind 64 Tabellenund 21 Abbildungen enthalten.Die Sachbilanz Zink kann gegen eine freiwil-lige Schutzgebühr von nur € 9,50 bei derInitiative Zink, Am Bonneshof 5, D-40474Düsseldorf, bezogen werden.


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Bild 1: Schematische Darstellung der Fertigungvon Zinkdruckgussteilen

Prozessmodul Primärenergieaufwand BezugssystemBergbau und Aufbereitung 5 – 9 GJ/t Metall im KonzentratWälzrohrarbeit 6,3 GJ/t EinsatzmaterialZyklonschmelzen 6,5 GJ/t EinsatzmischungPrimus-Verfahren* 14,6 GJ/t Stahlwerksstaub (+ Eisen)Verhüttung im IS-Ofen 40 GJ/t Hüttenzink + 0,45 t Pb + 1,3 t H2SO4

NJ-Destillation 7,5 GJ/t ProdukteZn-Elektrolyse 46 GJ/t Feinzink + 1,69t H2SO4

Zn-Schrottschmelzen 2,3 GJ/t SekundärzinkZn-Druckguss 2,3 GJ/t intakte GussteileZn-Halbzeug 4,3 GJ/t ProduktBandverzinkung 4 – 4,5 GJ/t Stahl (verzinkt)Stückverzinkung 7 GJ/t verzinkte BauteileKlinkern 4,7 GJ/t Klinkeroxiddirekte ZnO-Herstellung 14,9 GJ/t ZnO aus Oxidenindirekte Zinkweißherstellung 14,9 GJ/t Zinkweiß

Tabelle 1: Primärenergieaufwand der einzelnen Module der Zinkgewinnung und -verarbeitung* in der Erprobung

Date post:	01-Apr-2021
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