ISO 9001 und IATF 16949 zertifizierte Aluminium-Druckgussdienste mit Unterstützung für 3D/CAD/DWG/STEP/PDF-Zeichnungsformate

Porosität in Aluminiumdruckguss beeinträchtigt die Lebensdauer bei Ermüdung, die Oberflächenintegrität für die Bearbeitung/Lackierung und die Maßhaltigkeit. Für Produktionsingenieure und Beschaffungsteams bedeutet die Reduzierung der Porosität weniger Ausschussteile, geringere Nachbearbeitungskosten und weniger Garantiereklamationen. Der Rest dieses Artikels bietet einen reproduzierbaren, produktionsreifen Workflow zur Reduzierung der Porosität und dokumentiert die gemessenen Vorteile aus einem Fabrikversuch.

Tabelle 1 — Repräsentative mechanische Kennwerte und Porositätskennwerte (PFT, Shenzhen Produktionsläufe)

(Alle Werte Mittelwert ± Standardabweichung; n=10 pro Zustand. Test- und Messverfahren sind reproduzierbar und archiviert.)

Wichtigste Erkenntnis:Koordinierte Änderungen der Schmelzüberhitzung, der Werkzeugtemperatur und des Schussprofils führten zu einer Reduzierung der Porosität um eine Größenordnung und messbaren Zugfestigkeitsgewinnen in A380-Serien-Druckgussteilen.

• Legierung: A380-Serie (zertifizierte Chargendaten verwenden).

• Vor dem Gießen Fluxen und kontrollierte Atmosphäre zur Begrenzung der Wasserstoffaufnahme.

• Protokollieren Sie die Schmelztemperatur mit einem Typ-K-Thermoelement beim Gießen (alle 5 s abtasten).

• Erfassen Sie die Werkzeugtemperatur mit Thermoelementen an Kavität, Anguss und Kern.

• Verwenden Sie ein programmierbares Schussprofil mit Closed-Loop-Feedback (Schussgeschwindigkeit und hydraulischer Druck).

• Stellen Sie sicher, dass Kühlkanalpläne und die Werkzeugentlüftungsbedingungen aufgezeichnet werden.

• Ziehen Sie n ≥ 10 Zugproben pro Zustand; beschriften Sie diese mit Lauf, Kavität und Zeitstempel.

• Porosität: Wenden Sie die Archimedes-Bulk-Methode sowie die Bildanalyse auf polierten Querschnitten an. Stellen Sie Skripte für die Bildschwellenwertbildung und den Flächenanteil bereit (Code im Anhang speichern).

• Berichten Sie Mittelwert ± Standardabweichung und fügen Sie Roh-CSV-Protokolle zur Rückverfolgbarkeit ein.

• Zielschmelztemperatur moderat niedriger als der Ausgangswert (aber über dem Liquidus). Begründung: geringere Löslichkeit von gelöstem Wasserstoff und kleinere Schrumpfungszellen. Überwachen Sie die Schmelztemperatur in Echtzeit.

• Erhöhen Sie die Werkzeugtemperatur leicht, um gerichtete Erstarrung zu fördern und Temperaturgradienten zu reduzieren, die Gas einschließen. Verwenden Sie eine Closed-Loop-Werkzeugtemperaturregelung und zeichnen Sie Trends auf.

• Programmieren Sie ein Schussprofil mit einer kontrollierten Beschleunigungsphase und vermeiden Sie abrupte Übergänge. Verwenden Sie Hochgeschwindigkeits-Protokollierung, um die Füllglätte zu validieren.

• Wenden Sie den Haltedruck frühzeitig an, um die Schrumpfung zu speisen, aber nachdem ausreichend flüssiges Metall dünne Bereiche gefüllt hat. Zeit basierend auf Maschine und Gussteilgeometrie.

• Verwenden Sie Fluxen, Entgasen (falls zutreffend), gut gestaltete Anschnitte und Entlüftungen und stellen Sie sicher, dass die Angussgeometrie Lufteinschlüsse minimiert.

• Implementieren Sie eine Porositätskontrollkarte (monatliche oder schichtweise Probenahme) und überwachen Sie wichtige Prozessvariablen mit Alarmschwellen.

• Geringere Überhitzung reduziert gelöstes Gas und begrenzt das Schrumpfungsvolumen.

• Erhöhte Werkzeugtemperatur reduziert kalte Stellen und fördert gerichtete Erstarrung anstelle von zufälligem dendritischem Einfangen.

• Kontrolliertes Schussprofil reduziert Oxideinschlüsse und Lufteinschlüsse.
  Diese Erklärungen auf Mechanismusebene stimmen mit den Mikrostrukturveränderungen überein, die in optischen Mikrofotografien beobachtet wurden: weniger interdendritische Poren und feinere eutektische Netzwerke.

• Die dokumentierten Daten gelten für die Legierung der A380-Serie in einem Zwei-Kavitäten-Werkzeug auf einer 1000-kN-Kaltkammer-Maschine; andere Legierungen, größere Werkzeuge oder Warmkammerausrüstung erfordern möglicherweise eine Neujustierung.

• Für interne komplexe Merkmale wird die Röntgen-CT empfohlen, um 3D-Porositätsverteilungen über Oberflächenquerschnitte hinaus zu quantifizieren.

• Protokollieren Sie die zertifizierte Legierungscharge und speichern Sie das Zertifikat.

• Installieren/überprüfen Sie Thermoelemente an Schmelz- und Werkzeugpunkten.

• Programmieren Sie das Schussprofil mit Closed-Loop-Steuerung und aktivieren Sie die Datenprotokollierung.

• Implementieren Sie ein wöchentliches Flux-/Entgasungsprotokoll und eine Anschnitt-/Entlüftungsinspektion.

• Übernehmen Sie eine SPC-Karte für den Porositätsanteil; legen Sie Aktionsgrenzen fest.

• Archivieren Sie Rohprotokolle und Proben-IDs zur Rückverfolgbarkeit.

F1: Was verursacht Porosität in Aluminiumdruckguss?
A1: Porosität entsteht typischerweise durch gelöste Gase (Wasserstoff) und Schrumpfung während der Erstarrung; Turbulenzen, kalte Stellen und schlechtes Anschnittsystem/schlechte Entlüftung erhöhen den Einschluss.

F2: Welche Prozessvariablen beeinflussen die Porosität am stärksten?
A2: Schmelztemperatur und Schussprofil sind die Hauptbeiträge; Werkzeugtemperatur und Haltedruck haben signifikante, aber geringere Auswirkungen.

F3: Wie viel Porositätsreduzierung kann durch Prozessoptimierung erwartet werden?
A3: In dokumentierten PFT-Versuchen in Shenzhen mit der Legierung A380 reduzierte die koordinierte Optimierung die Gesamtporosität von ~1,8 % auf ~0,2 % mit verbesserter Zugfestigkeit.

F4: Wann sollte Röntgen-CT verwendet werden?
A4: Verwenden Sie Röntgen-CT für Komponenten mit inneren Hohlräumen oder wenn die 3D-Porenverteilung die Funktion beeinflusst; Querschnittsbildanalysen können innere Poren übersehen.