Aluminiumgießereien und Isolierhülsen: Entwicklungen bei der exothermen Speisung von Aluminiumgussteilen

In Aluminiumgießereien ist der Einsatz von Isolierhülsen in den unterschiedlichsten Werkstoffen seit vielen Jahren gängige Praxis. Vor kurzem wurde erstmals ein neues exothermes Hülsenmaterial für Nichteisenlegierungen und Gussanwendungen vorgestellt.

Die neue Rezeptur namens FEEDEX NF1 wurde speziell für die Aluminiumindustrie entwickelt und an bestehende Anforderungen angepasst. Die exotherme Reaktion setzt schnell ein und die Reaktion verläuft langsam und gleichmäßig, was zu einer deutlichen Verbesserung der Speisung führt. Dadurch entstehen geringe Emissionen. FEEDEX NF1-Speiser sind in vielen verschiedenen Ausführungen erhältlich und machen die Zugabe von exothermen Pulvern überflüssig.

Isotherm-Feeder für Aluminiumanwendungen

Die Verwendung von isolierenden Speisern ist in Aluminiumgießereien eine gängige Praxis. In diesem Sektor gibt es mehrere Produkte mit unterschiedlichen Formen auf dem Markt. In den meisten Fällen bestehen die Materialien aus Fasern oder kugelförmigen Materialien. In beiden Fällen werden organische oder anorganische Bindemittel verwendet.

Wenn die isolierende Eigenschaft nicht ausreicht oder die Größe der Hülse begrenzt ist, werden sehr oft auch exotherme Pulver aufgetragen und hinzugefügt. Diese Pulver (wie FEEDOL) lösen bei Kontakt mit flüssigem Aluminium eine exotherme Reaktion aus und geben ihre Energie ab, indem sie an der Oberfläche des Angusses aktiviert werden, um die Erstarrung zu verlangsamen, wodurch dem flüssigen Metallreservoir in der Hülse zusätzliche Energie zugeführt wird, um die Zuführkapazität zu erweitern. Diese Technik ist ebenfalls eine gängige Praxis.

Dieses Verfahren zum Auftragen von exothermen Pulvern hat jedoch eine Reihe von Nachteilen:

• Das Auftragen des Pulvers muss manuell erfolgen, sodass die Zufuhr oft inkonsistent ist; der Bediener hat möglicherweise Schwierigkeiten, das Pulver gleichzeitig und wiederholbar auf alle Speiser aufzutragen;
• Bei sehr großen Gussteilen ist das Hinzufügen von exothermem Pulver zu allen Hülsen sehr zeitaufwändig;
• Die Hülse muss für die Zugabe zugänglich sein, damit keine Emissionen aus dem FEEDOL-Pulver in die Gießereiumgebung gelangen.

Mit diesen neuen Produkten sind erstmals exotherme Speiser für Aluminiumanwendungen erhältlich. Diese Produkte werden mit einer neuen exothermen Rezeptur hergestellt, die den Einsatz von exothermen Pulvern überflüssig macht. Bei Kontakt mit flüssigem Aluminium beginnt die Zündung innerhalb der ersten 30 Sekunden. Bisher wurde diese Art von Technologie nur für Eisenanwendungen verwendet und ist daher nicht für Aluminiumgießereien geeignet. Diese exotherme Reaktion verläuft langsam und gleichmäßig und sorgt für eine deutlich verzögerte Erstarrung des Metalls in der Hülse und damit für eine lang anhaltende Speiserleistung.

Der Modulverlängerungsfaktor von 1,3 bis 1,5 für Isolierhülsen wird für FEEDEX NF1 zu 1,55 bis 1,65. Diese Werte führen zu einer Reihe von Vorteilen:

• Manuelles Auftragen von exothermem Pulver wird überflüssig;
• Speiser können vollständig geformt und abgedeckt werden (geschlossene Hülsen), was zu einer Reduzierung der Emissionen führt.

Auch bei offenen FEEDEX NF1-Hülsen sind reduzierte Emissionen nachweisbar. Exotherme Hülsen mit besserer Effizienz können zu einer Reduzierung der Hülsengröße und damit zu einer Reduzierung der Umschmelzkosten führen.

Isolierhülsen für Aluminiumgießereien

Feedex NF1-Hülsen können sowohl in automatischen Anlagen als auch in Kernformanlagen problemlos eingesetzt werden, da sie eine höhere mechanische Widerstandsfähigkeit aufweisen.

Speiser mit geringerer Kraft können dagegen während des Formprozesses brechen oder sich verformen.

Die exotherme Reaktion dieses Hülsentyps beginnt bereits wenige Sekunden nach dem Befüllen, verläuft langsam und gleichmäßig. Dies macht die Zugabe von exothermen Pulvern überflüssig.

Die schnelle, konstante und lang anhaltende Reaktion machen diese Isolierhülsen zu einer hervorragenden Alternative zu herkömmlichen Isolierspeisern. Die hohe Widerstandsfähigkeit des Materials macht sie für den Einsatz auf automatisierten Formanlagen geeignet. Die verbesserte Förderwirkung kann zu einer Reduzierung der Speisergröße und damit zu einer Einsparung von Recyclingmaterial führen. Die manuelle Zugabe von exothermen Pulvern ist nicht mehr erforderlich, was die Stabilität des Prozesses erhöht.

Quelle: In Fonderia – The magazine of the Italian foundry industry