Montanuniversität Leoben Lehrstuhl für Gießereikunde Univ. Prof. Dr.-Ing. Peter Schumacher
1
Montanuniversität Leoben Lehrstuhl für Gießereikunde Univ. Prof. Dr.-Ing. Peter Schumacher Franz-Josef-Strasse 18, 8700 Leoben Diplomarbeit: SCHMELZEQUALITÄT Betreuer: Univ. Prof. Dr.-Ing. Peter Schumacher Firmenbetreuer: Dipl.-Ing. Bernhard Stauder, Nemak Linz Diplomand: Katharina Haberl AUFGABENSTELLUNG: Die Qualität der Schmelze einer Gießerei ist von entscheidender Bedeutung. Es gibt viele Einflussfaktoren auf die Qualität der Schmelze. Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss und die Auswirkungen der Oxide auf die Schmelzequalität einer AlSi-Legierung der Nemak Linz darzustellen und geeignete Messmethoden für Oxide zu finden. THEORETISCHE GRUNDLAGEN: Durch Turbulenzen in der Schmelze entstehen aus den Oxidfilmen der Oberfläche gefaltete Oberflächenfilme, die im Gussstück zu nichtmetallischen Einschlüssen werden. Man unterscheidet 2 Arten von Oxiden: • alte Oxide (harte Einschlüsse) • neue Oxide (Bifilme) Alte Oxide entstehen vor oder während dem Schmelzen und haben eine voluminöse Morphologie. Neue Oxide bilden sich während des Füllens und des Gießens und haben eher eine flächige Morphologie. Für die Messung der Schmelzequalität gibt es verschiedenste Messungen. Je nach betrachteter Messung werden bestimmte Arten von Oxiden besser in der Schmelze aufgefunden als andere. DURCHFÜHRUNG: Folgende Messmethoden wurden für die Beurteilung der Qualität gewählt: • Erweiterte Unterdruck-Dichte Messung (UD-Messung) • Porous Disc Filtration Analysis (PoDFA) •H 2 -Messung • Schwingversuch • Zugversuch Erweiterte UD-Messung: Die Proben werden unter Unterdruck abgegossen. Die Poren werden ausgewertet. ZUSAMMENFASSUNG: Als Messmethoden der untersuchten AlSi-Legierung eignen sich: • für alte Oxide: Zugversuch und PoDFA • für neue Oxide: Schwingversuch bzw. die kostengünstige und einfache erweiterte UD-Messung Es sind somit um die Qualität einer Schmelze zu messen, mehrere Messungen (zwei) erforderlich, um eine gültige Aussage treffen zu können. ERGEBNISSE: Es wurde gefunden, dass Oxide allgemein einen starken Einfluss auf die Schmelzequalität haben. Im Speziellen hat die Art der Oxide einen Einfluss auf bestimmte Qualitätsmerkmale: • alte Oxide (harte Einschlüsse) wirkten sich stark auf die PoDFA- Messungen und die Zugversuche aus • neue Oxide (Bifilme) wirkten sich stark auf die Porenauswertung der erweiterten UD-Messung und die Schwingversuche aus REM-Aufnahmen der Bruchflächen der Schwing- und Zugversuche bestätigten diese Messergebnisse. PoDFA: Die Schmelze wird durch einen Filter gedrückt, das Filtrat wird analysiert. Tiegel mit Schmelze Unterdruck- Dichte-Gerät Unterdruckkammer Pumpe 80 mbar REM Bruchfläche Schwingprob e: Poren REM Bruchfläche Zugprobe: Einschluss Das Diagramm zeigt den schematischen Verlauf der bruchauslösenden Oxide bei variierender Spannung und Schwingspielen.
description
Betreuer: Univ. Prof. Dr.-Ing. Peter Schumacher Firmenbetreuer: Dipl.-Ing. Bernhard Stauder, Nemak Linz. Diplomand: Katharina Haberl. Unterdruckkammer. Tiegel mit Schmelze. Pumpe. Unterdruck- Dichte-Gerät. REM Bruchfläche Schwingprobe: Poren. REM Bruchfläche Zugprobe: Einschluss. - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of Montanuniversität Leoben Lehrstuhl für Gießereikunde Univ. Prof. Dr.-Ing. Peter Schumacher
Montanuniversität LeobenLehrstuhl für Gießereikunde
Univ. Prof. Dr.-Ing. Peter SchumacherFranz-Josef-Strasse 18, 8700 Leoben
Diplomarbeit: SCHMELZEQUALITÄT
Betreuer: Univ. Prof. Dr.-Ing. Peter SchumacherFirmenbetreuer: Dipl.-Ing. Bernhard Stauder, Nemak Linz
Diplomand: Katharina Haberl
AUFGABENSTELLUNG:
Die Qualität der Schmelze einer Gießerei ist von entscheidender Bedeutung.
Es gibt viele Einflussfaktoren auf die Qualität der Schmelze.
Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss und die Auswirkungen der Oxide auf die
Schmelzequalität einer AlSi-Legierung der Nemak Linz darzustellen und
geeignete Messmethoden für Oxide zu finden.
THEORETISCHE GRUNDLAGEN:
Durch Turbulenzen in der Schmelze entstehen aus den Oxidfilmen der
Oberfläche gefaltete Oberflächenfilme, die im Gussstück zu nichtmetallischen
Einschlüssen werden.
Man unterscheidet 2 Arten von Oxiden:
• alte Oxide (harte Einschlüsse)
• neue Oxide (Bifilme)
Alte Oxide entstehen vor oder während dem Schmelzen und haben eine
voluminöse Morphologie. Neue Oxide bilden sich während des Füllens und
des Gießens und haben eher eine flächige Morphologie.
Für die Messung der Schmelzequalität gibt es verschiedenste Messungen.
Je nach betrachteter Messung werden bestimmte Arten von Oxiden besser
in der Schmelze aufgefunden als andere.
DURCHFÜHRUNG:
Folgende Messmethoden wurden für die Beurteilung der Qualität gewählt:
• Erweiterte Unterdruck-Dichte Messung (UD-Messung)
• Porous Disc Filtration Analysis (PoDFA)
• H2-Messung
• Schwingversuch
• Zugversuch
Erweiterte UD-Messung:
Die Proben werden unter Unterdruck abgegossen. Die Poren werden
ausgewertet.
ZUSAMMENFASSUNG:
Als Messmethoden der untersuchten AlSi-Legierung eignen sich:
• für alte Oxide: Zugversuch und PoDFA
• für neue Oxide: Schwingversuch bzw. die kostengünstige und
einfache erweiterte UD-Messung
Es sind somit um die Qualität einer Schmelze zu messen, mehrere Messungen
(zwei) erforderlich, um eine gültige Aussage treffen zu können.
ERGEBNISSE:
Es wurde gefunden, dass Oxide allgemein einen starken Einfluss auf die
Schmelzequalität haben. Im Speziellen hat die Art der Oxide einen Einfluss auf
bestimmte Qualitätsmerkmale:
• alte Oxide (harte Einschlüsse) wirkten sich stark auf die PoDFA-
Messungen und die Zugversuche aus
• neue Oxide (Bifilme) wirkten sich stark auf die Porenauswertung
der erweiterten UD-Messung und die Schwingversuche aus
REM-Aufnahmen der Bruchflächen der Schwing- und Zugversuche bestätigten
diese Messergebnisse.
PoDFA:
Die Schmelze wird durch einen Filter gedrückt, das Filtrat wird analysiert.
Tiegel mit Schmelze
Unterdruck-Dichte-Gerät
Unterdruckkammer
Pumpe
80 mbar
REM Bruchfläche Schwingprobe: Poren
REM Bruchfläche Zugprobe: Einschluss
Das Diagramm zeigt den
schematischen Verlauf der
bruchauslösenden Oxide
bei variierender Spannung
und Schwingspielen.
