Die Feinguss-Industrie nutzt Keramikkerne in einer Reihe an Anwendungen aufgrund der herausragenden Eigenschaften wie Festigkeit, feuerfesten Qualitäten und Stabilität in extremen Bedingungen. Kerne ermöglichen die Erzeugung von internen Hohlräumen die zu klein oder komplex sind um im Feinguss-Prozess zerstört zu werden. Wenn das bestmögliche Ergebnis erreicht werden soll, muss der Keramikkern in jeder Anwendung von den meisten Materialien angepasst werden – für jede Anwendung bietet eine bestimmte Keramikart die beste Lösung.
Die Art der Legierung die gegossen wird ist ebenso entscheidend: Keramikkerne können mit einer Reihe an Legierungen eingesetzt werden, dazu zählen nickel- und kobaltbasierte Legierungen, Aluminium und Titan wobei das Verhältnis zwischen Legierung und Keramik stets stimmen muss. Die Größe und die Komplexität des Gegenstandes der gegossen wird beeinflusst ebenso die Auswahl des Keramikkerns wie das Auslaugvermögen – die Möglichkeit den Kern nach dem Prozess zu entfernen.
Anschließend einige der meist eingesetzten Keramikkern-Materialien mit Details zum Gießprozess und Einsatzmöglichkeiten.
>97% Aluminium
Dieses Material passt besonders für das gleichachsige Gussverfahren, ein Prozess bei dem Keramikmodule bis zu einer Temperatur kurz vor dem Erhärten der Legierung vorgeheizt werden. Dies wird deshalb gemacht, weil die Legierung, wenn sie in die Form kommt, sehr rasch gefriert und so eine einheitliche körnige Struktur bekommt. Keramik Materialien mit >97% Aluminium können in einer breiten Reihe an Legierungen wie nickel- und kobaltbasierten eingesetzt werden. Und die Keramik erhält die Form als wäre sie von nur einem Material mit grober Kornverteilung. Keramik Materialien mit >97% Aluminium sind mit herkömmlichen Methoden nicht auslaugbar, zeigen aber große Festigkeit und feuerfeste Qualitäten.
>95% Zirkon
Eine weitere optimale Keramik für den Einsatz im gleichachsigen Gussverfahren ist >95% Zirkon. Dies ist besonders für Legierungen geeignet, die einen hohen Anteil an Kobalt beinhalten. Kobalt reagiert mit Kernen, die ein hohes Maß an Quarz, was Quarz-Kerne ungeeignet für diese Anwendungen macht. Keramiken mit >95% Zirkon haben eine grobe Körnung und passen für Gussverfahren von großen, schweren Teilen. Sie sind rein ohmsch und können mechanisch oder mit Wasserstrahl entfernt werden.
>94% Zirkonerde
Keramiken mit >94% Zirkonerde werden am häufigsten beim gleichachsigen Gussverfahren eingesetzt und bringen hervorragende Ergebnisse beim Einsatz mit Titan-Legierungen. Sie haben eine feine Körnung und müssen herausgeschlagen, sandgestrahlt oder mit Wasserstrahl entfernt werden.
100% verschmolzenes Quarz
Eine weitere Keramik die häufig beim gleichachsigen Gussverfahren verwendet wird ist verschmolzenes Quarz. Dies ist sehr gut für den Einsatz mit den meisten Nickel- und Aluminiumlegierungen. Keramiken mit verschmolzenem Quarz sind mit verschiedenen Korngrößen erhältlich und erlauben die Herstellung einer Reihe von Formen. Sie sind hoch auslaugbar und können auch mit Wasserstrahl entfernt werden. Verschmolzenes Quarz ist stabil, weich und schleifbar sowie resistent gegen heißes Reißen.
96% verschmolzenes Quarz, 2% Zirkon, 2% Aluminium
Diese Kombination formt ein Keramik Material das meist bei der gerichteten Erstarrung und Einkristall-Gussform sowie mit den meisten DS- und XS-Legierungen eingesetzt wird. Die Kombination von 96% verschmolzenem Quarz, 2% Zirkon, 2% Aluminium ist in einer Reihe von Formen verfügbar und hat normalerweise eine feine Korngröße für den Einsatz beim Gießen von kleinen, komplexen Teilen. Es ist hoch auslaugbar und daher ist es optimal für verdeckte Verbindungen und in kleinen, verschlungenen Kernen geeignet. Diese Keramik Materialien zeigen große Stabilität bei hohen Temperaturen.
74% verschmolzenes Quarz, 24% Zirkon, 2% Aluminium
Die höchst vielseitige Mischung aus 74% verschmolzenem Quarz, 24% Zirkon und 2% Aluminium kann im gleichachsigen Gussverfahren, bei gerichteter Erstarrung, der Einkristall-Gussform und mit Legierungen die hohe Vorheiztemperaturen verlangen, eingesetzt werden. Verfügbar mit unterschiedlichen Korngrößen kann es in einer Reihe von Formen eingesetzt werden und zeigt gute Auslaugfähigkeit. Die Kombination aus 74% verschmolzenem Quarz, 24% Zirkon und 2% Aluminium zeigt hervorragende Stabilität bei hohen Temperaturen und kann in einer breiten Palette von Kerngrößen und Designs eingesetzt werden.
Zusätzliche Prozese
Weitere Prozesse können nach der Befeuerung des Keramikkerns eingesetzt werden um seine Eigenschaften während des Feingusses zu verbessern. Zu diesen Prozessen zählt die Imprägnierung des Kerns um seine Festigkeit bei Raumtemperatur oder darüber zu verbessern; die am häufigsten eingesetzten Imprägnierungslösungen sind Kolloid-Kieselerde, wasserlösliche Polymere und Urea.
Ein weiterer Prozess zur Verbesserung des Kerns nach der Befeuerung der die Eigenschaften beim Feinguss verbessern kann, ist die Beschichtung des Kerns/Schmelzreaktion oder den Zuwachs zu kontrollieren. Aluminium und Kobalt-Aluminat Beschichtungen werden häufig eingesetzt.
Welcher Prozess nach der Befeuerung auch eingesetzt wird, die meisten Materialien können von der Gussform entfernt werden – entweder durch chemische Auslaugung oder durch den Einsatz von Wasserstrahlen.
Zusammenfassung
Keramik Materialien werden bei Feinguss-Anwendungen über einen weiten Bereich von Industrien häufig eingesetzt, aufgrund ihrer zahlreichen Vorzüge wie Stabilität bei extremen Umgebungsbedingungen, Festigkeit und der Leichtigkeit des Entfernens bis der Guss fertig ist. Moderne Keramik Materialien kombinieren hohe Leistung mit Kosteneffizienz und sind ideal für komplexe Gussverfahren geeignet. Moderne Prozesse ermöglichen die Anpassung von vielen dieser Materialien um spezifischen Kundenanforderungen gerecht zu werden und bestehende Fertigungsmittel oft zur Fertigung von Keramikkernen basierend auf einer Vielzahl von Materialien eingesetzt werden kann.
Weitere Informationen: www.mtccertech.com
