Blattrippen

Dieser Fehler (Bild 1) wird ausführlich unter dem Gussfehler Schülpe beschrieben. Außerdem handelt es sich hier jedoch um eine typische Fehlererscheinung organisch gebundener Formteile (s. organische Bindersysteme), also einen Fehler, der sehr häufig bei Kernen anzutreffen ist. Die zu erwartende Fehlerhäufigkeit bei den verschiedensten Kernformverfahren ist in Bild 2 dargestellt.

Blattrippen können bei allen Gusswerkstoffen auftreten. Besonders anfällig sind Gusseisen mit Kugelgrafit, Temperguss und bleihaltige Bronzen, weniger anfällig sind Aluminium- und Magnesiumlegierungen. Da hier die Ursachen des Fehlers in den eingesetzten Kernen bzw. dem Kernformverfahren zu suchen sind, tritt er unabhängig vom Formverfahren auf. So kann auch beispielsweise bei Leichtmetall-Kokillenguss, wenn Kerne notwendig sind, dieser Fehler auftreten.

Durch Kerne verursachte Blattrippen sind unregelmäßige, filigranartige, dünne metallische Auswüchse in Winkeln oder an Ecken und Kanten der Gussstücke. Da die durch Schalenbildung entstehenden Ansätze infolge der Quarzausdehnung in den Formhohlraum hineinwachsen und nicht wie bei der Schülpe aufbrechen, hinterfüllt das Gießmetall den Spalt und bildet den typischen rippenartigen Ansatz. Blattrippen führen zu einem erhöhten Nacharbeitsaufwand und teilweise zum Ausschuss.

Blattrippen entstehen bevorzugt bei der Verwendung chemisch verfestigter Formstoffe an den inneren Konturen (den Kernen) der Gussteile. Sie bilden sich durch Risse an der Formteiloberfläche, in die das flüssige Metall eindringen kann. Da die Blattrippenbildung primär auf thermisch bedingte Ausdehnung der Formstoffe zurückgeführt werden muss (s. a. Sandausdehnung), sind Formteile aus Quarzsand besonders gefährdet. Das flüssige Metall, das den Kern umgibt bewirkt einen Temperaturgradienten zwischen Oberfläche und Kernzentrum, was zu Spannungen führt.

Quarzsand dehnt sich bis ca. 400 °C linear aus, um dann im Temperaturbereich der reversiblen ß-α-Umwandlung einen sprunghaften Anstieg zu zeigen (Bild 3) und somit die Spannungen zu verstärken. Bild 4: Foseco Foundry Division Vesuvius GmbH

Die Blattrippenbildung wird außerdem durch das Hochtemperaturverhalten des Binders (Heißzugfestigkeit, Thermoplastizität) und möglicher Zusätze sowie durch die Benetzbarkeit und Wärmeleitfähigkeit des Formstoffes beeinflusst.

Folgende entscheidende Einflüsse lassen sich auf die Bildung von Blattrippen zusammenfassen:

  • Korngröße und Kornverteilung (ein höherer Gleichmäßigkeitgrad führt zu höheren Spannungen, da alle Quarzkörner gleichzeitig die Umwandlungstemperatur durchlaufen)
  • Verdichtungsintensität (mit steigender Verdichtung wird die Packungsdichte erhöht, das vergrößert die Spannungen)
  • Formgrundstoff (nimmt über die Höhe und Gleichmäßigkeit der Ausdehnung sowie der Wärmeleitfähigkeit Einfluss auf die Fehlerneigung)
  • Formstoffzusätze (Additive) - (Verringerung der Spannungen, Unterdrückung der Ausdehnung von Quarzsand durch erhöhte Thermoplastizität, Bildung beständiger Binderbrücken)
  • Gießtemperatur (hohe Gießtemperaturen bewirken eine schnelle Quarzumwandlung und führen damit zu erhöhten Spannungen im Formteil)


Maßnahmen zur Vermeidung (nach S. Hasse, FT&E):

1. Homogene Verteilung der Quarzumwandlung des gesamten Kornspektrums durch Einsatz eines Sandes mit niedrigem Gleichmäßigkeitsgrad
2. Verringerung der Verdichtungsintensität
3. Einsatz eines Formgrundstoffes mit höherer Wärmeleitfähigkeit, was zu geringeren Spannungsunterschieden im Kornverband und zu einer schnelleren Erstarrung führt
4. Einsatz von Formstoffzusätzen (mineralische oder organische Additive)

Zurück zur Übersicht