Guss & Metallurgie

Guss- und Metallurgiematerialien bilden das Rückgrat der modernen Industrie. Von Eisen- und Stahlgießereien über Zementwerke und Bergbauanlagen bis hin zu Oberflächenbehandlungswerkstätten — zahllose Branchen sind auf die korrekte Beschaffung und Anwendung dieser Materialien angewiesen. Dieser Leitfaden untersucht umfassend sieben zentrale Materialfamilien für Gießereibeschaffung und Metallurgie-Ingenieure.

Ferrolegierungen: Ferrolegierungen sind unverzichtbare Zusätze in der Stahl- und Gusseisenproduktion. FeSi75 (72-78 % Si) dient der Desoxidation und Siliziumeinstellung, während FeMn78 (78 % Mn) ein kritisches Legierungselement für Manganstähle ist. FeCr (60-72 % Cr) fungiert als Chromquelle in der Edelstahlproduktion. FeSiMg (5-10 % Mg) wird als Kugelbildner bei der Herstellung von Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) eingesetzt. FeSiMn (65 % Mn, 17 % Si) bietet kombinierte Desoxidation und Legierung. Die Korngröße jeder Ferrolegierung (0-3 mm, 3-10 mm, 10-50 mm, 10-80 mm) wird durch das Anwendungsverfahren bestimmt.

Roheisen: Roheisen ist der primäre Einsatzstoff für Eisengießereien. Hämatitroheisen (3,8-4,2 % C, niedriges P und S) eignet sich ideal für Grau- und Sphäroguss. Stahlroheisen (kohlenstoffarm) wird als Chargiermaterial in Elektrolichtbogenöfen verwendet. SG-Roheisen (hochrein, niedriges Ti und Mn) bietet überlegene mechanische Eigenschaften bei Sphäroguss-Anwendungen. Kohlenstoffäquivalent, Phosphorgehalt und Spurenelemente sind kritische Parameter bei der Roheisenauswahl.

Eisengussmaterialien: Impfmittel (FeSi-basiert, mit 1-4 % Ba, Ca oder Sr Zusätzen) steuern die Graphitkeimbildung im Gusseisen und verhindern Kantenabschreckung. Kugelbildner (FeSiMg mit Seltene-Erden-Zusätzen) wandeln freien Graphit in Kugelform um und ermöglichen die Sphäroguss-Produktion. Die Impfmittel-Korngröße (0,2-0,7 mm für Pfanne, 1-3 mm für In-Stream) wird anhand des Behandlungspunktes gewählt.

Nichteisenmetall-Gussmaterialien: Für Aluminium- und Kupfergießereien liefern wir Graphittiegel (SiC-gebunden, 1600 °C Beständigkeit), Tablettenlegierungen (AlTi5B1, AlSr10 Kornfeiner und Modifier) sowie Flussmittel. Tablettenlegierungen verbessern die Gussqualität durch präzise chemische Zusammensetzungssteuerung.

Stahlstrahlmittel und Gussgranulate: Stahlkies (S110-S780, 40-55 HRC) und Stahlgranulat (G10-G120) für Kugelstrahlen und Oberflächenvorbereitung werden nach ISO 11126 gefertigt. B2/B3-legierte Stahlkugeln dienen als Mahlkörper in Zement- und Bergbaumühlen. Härte, Schlagfestigkeit und Mikrogefüge-Homogenität sind grundlegende Qualitätsparameter.

Quarzsand (Gießereisand): Quarzsand für Formgebung und Kernherstellung wird im AFS-Kornfeinheitsnummernbereich 45-55 geliefert. Gewaschene und getrocknete Sande mit einem SiO₂-Gehalt über 98 % bieten geringe Wärmeausdehnung und hohe Feuerfestigkeit. Kornform (kantig/rund), Säureverbrauchswert und Glühverlust sind kritische Parameter, die die Gussqualität beeinflussen.

Geschmiedete Mahlkugeln: Geschmiedete Kugeln aus 60Mn und 60MnCr, eingesetzt in Kugelmühlen von Zement-, Bergbau- und Mineralaufbereitungsanlagen, werden mit 58-65 HRC Härte produziert. In Durchmessern von 20 mm bis 150 mm geliefert, bieten sie hohe Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit für verlängerte Mühlenlebensdauer. Größenverteilung und metallurgische Homogenität sind entscheidend für optimale Mahleffizienz.

Materialauswahlratgeber: Die korrekte Materialauswahl hängt vom Gießverfahren, den Ziel-Mechanischen-Eigenschaften und den Kostenzielen ab. Für Grauguss: Hämatitroheisen + FeSi75-Impfmittel; für Sphäroguss: SG-Roheisen + FeSiMg-Kugelbildner; für Stahlguss: kohlenstoffarmes FeMn + FeSi-Desoxidationsmittel. Beim Kugelstrahlen bestimmt die erforderliche Oberflächenrauheit die Kugelgröße, bei der Gießereisandauswahl bestimmen Metalltemperatur und Formkomplexität die AFS-Nummer.