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GieSSereiSande für feinste Formen und Kerne Bild 7: Korngröße der Legierung AlSi7Mg gefeint mit Titan/Bor (a) und mit Bor (b) [22]. Legierungselemente Si, Cu und Ni auf die Wärmleitfähigkeit λ (bei 40 °C), den linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten α (bei 250 °C) und die Temperaturwechselbeständigkeit untersucht. Bezüglich der Wärmeleitfähigkeit ergaben sich vergleichsweise hohe Schwankungen zwischen 140 und 190 W/mK. Auf den thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat lediglich Silicium einen nennenswerten Einfluss. So erreichen untereutektische Legierungen mit einem Si-Anteil kleiner 12 % einen ca. 1 bis 1,5 x 10 -6 höheren Wert. Dieser ist dennoch wider Erwarten niedrig. Daher erscheint eine Substitution in Abhängigkeit von α nur bei speziellen Anwendungen, also bei Bauteilgruppen mit sehr genauem Passungsbereich sinnvoll. Auch im Bereich der Eisengusswerkstoffe ist die Gießerei-Industrie ständig bestrebt, einen Beitrag hinsichtlich Leichtbau und effizienter Fertigung zu leisten. Dazu gab B. Duit [24] von der Componenta B. V., Weert, Niederlande, einen Einblick in die Entwicklung eines Zylinderkopfes aus dem neuartigen Werkstoff Solution- Strengthened-Ferritic(SSF)-GJV als Kombination von SSF-GJS und GJV. Ziel ist die Vereinigung der positiven Eigenschaften beider „Serienwerkstoffe“. Zum einen ist mit GJV die Konstruktion dünnwandiger Motorenbauteile bei prozesssicheren Herstellungsverfahren dank der hohen Festigkeit und einer moderaten Wärmeleitfähigkeit möglich. SSF-GJS bietet zum anderen ähnlich gute Materialeigenschaften wie Stahlguss, ist dabei allerdings erheblich kostengünstiger und besser bearbeitbar als GJS und GJV. Die Versuche des neuen Werkstoffs wurden an einem seriengegossenen Zylinderkopf durchgeführt, für den normalerweise ein EN-GJV-450 verwendet wird. Für die Herstellung der neuen Legierung wurde die Basisschmelze von SSF-GJS einer GJV-Pfannenbehandlung unterworfen. Bei einem Kohlenstoffgehalt zwischen 2,65 und 2,8 % und einem Siliciumgehalt zwischen 3,85 und 4,65 % (alle Angaben in Masse-%) konnten besonders gute Ergebnisse hinsichtlich Materialeigenschaften erzielt werden. Gleichzeitig ergab sich eine Reduzierung der Kosten für Herstellung und Bearbeitung. Der neuartige Werkstoff bietet somit neues konstruktives Potential und steigert gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit. Innovative Entwicklungen zur Qualitätssicherung und Bauteilprüfung Die rechnergestützten Auslegung von Bauteilen kommt schon seit Jahren in der Zulieferindustrie und bei den OEMs zum Einsatz. Doch auch diese Softwaretools unterliegen einer stetigen Optimierung und Weiterentwicklung. So rücken zukünftig die Prozessplanung und Qualitätssicherung in den Vordergrund der virtuellen Abbildungs- und Bewertungsprozesse. I. Hahn [25], Magma GmbH, Aachen, zeigt in seinem Vortrag zur virtuellen Produkt- und Prozessentwicklung im Motorenguss auf der VDI-Tagung „Gießtechnik im Motorenbau 2013“, wie zum Zwecke einer Verkürzung der Entwicklungszeit zwischen Produktidee und Markteinführung die statische Versuchsplanung (DoE) mit der Gießsimulation kombiniert werden kann. Als praktisches Beispiel wurde die Entwicklung von Kurbel- bzw. Nockenwellen vorgestellt, bei denen die Zeitspanne zwischen Produktidee und Markteinführung von 5 auf 3 Jahre reduziert werden konnte. Weitere Optimierung könnten die Simulationstools in Zukunft durch die Einbindung der Untersuchungen zu mikrostrukturellen Einflüssen auf das HCF-Ermüdungsverhalten von Gussbauteilen, die S. Reddnik [26] in einem Gemeinschaftsbeitrag der Montanuniversität Leoben und der BMW AG vorstellt, sowie die Ausführungen zur Implementierung der numerischen Vorhersage thermischer Eigenspannungen aus dem Wärmebehandlungsprozess von I. Söllig [27], Volkswagen AG, Wolfsburg, erfahren. Einen ebenfalls innovativen Ansatz zur Bewertung der durch die 3-D-Computertomographie (CT) gewonnenen Ergebnisse zur Bauteilporosität wurde an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg entwickelt. Hierbei soll durch ein neuartiges Bewertungskonzept, das sowohl die statischen 99,5% SiO 2 -Gehalt besonders hohe Temperaturbeständigkeit Standardkörnungen und Mischungen nach Kundenwunsch QuarzwerK bauMS Gmbh & Co. KG Letter Bruch 13 | 48653 Coesfeld Fon 02546.7957 | Fax 02546.1733 info@qwb-lette.de | www.quarzwerk-baums.de Giessereitechnik kompakt Herausgegeben vom Verein Deutscher Giessereifachleute (VDG) Von K. Herfurth, N. Ketscher, M. Köhler 2005. 20,0 x 24,0 cm. 200 Seiten. ISBN 978-3-87260-148-3 19,50 € Für Personen-Mitglieder des VDG / DFB 17,85 € zuzüglich Versandkosten Giesserei-Verlag GmbH Postfach 102532 · 40016 Düsseldorf E-Mail: annette.engels@stahleisen.de www.giesserei-verlag.de Giesserei 100 07/2013 53 Giesserei kompakt_1_8_H.indd 1 19.06.13 16:04
JAHRESÜBERSICHT Lastkollektive eines Gussbauteils als auch die spezifische Porengeometrie berücksichtigt, eine Bauteilbewertung hinsichtlich der Beanspruchungsfestigkeit ermöglicht werden. Ziel ist es, die durch den CT detektierten Porositäten in produktionstypischen Taktzeiten auszuwerten und dabei den Einfluss der Poren auf die Abschwächung der Bauteilfestigkeit zu bewerten, um so Aussagen über die Gusszustände in Ordnung (i. O.) oder nicht in Ordnung (n. i. O.) zu erhalten. Hierüber berichten C. Rehse und D. Schmicker in [28]. Neben dem Trend zu Inline-Computertomographen im Produktionsprozess werden ebenfalls höhere Prüfqualitäten und Prüfsicherheiten durch Neuentwicklungen in der Radioskopie verfolgt. So konnte im Zuge einer Zusammenarbeit des Automobilzulieferers Martinrea Honsel GmbH Germany, Meschede, und der Firma Yxlon International GmbH, Hamburg, eine Röntgentechnik zur Gussteilinspektion eingesetzt werden, die es erlaubt die physikalischen Grenzen der Bildverstärkertechnik auf diesem Gebiet zu umgehen. Mit Hilfe der hoch dynamischen Radioskopie (HDR) [29], bei der ein Flachbilddetektor sowie ein spezieller Bildverarbeitungsfilter zum Einsatz kommen, lässt sich ein rauscharmes Livebild des zu prüfenden Bauteils erzeugen (Bild 8). Somit lassen sich auch stark unterschiedlich ausgeprägte Wanddicken mit einer Aufnahme vergleichbar prüfen, ohne auf andere Verfahren oder Parametermodulationen zurückgreifen zu müssen. Die Vorteile des Verfahrens liegen insbesondere in den Bereichen Prüfsicherheit und -geschwindigkeit, Handhabung und der genauen Detektion von Form und Lage der Fehlstelle. Bild 8: Bauteil-Livebild erstellt mittels HDR-Technik [29]. Literatur: [1] http://www.vdi.de/presse/artikel/leistung-verbessern-und-co2-einsparen-1. [2] http://www.volke.de/kompetenzfelder/ motoren/motorenentwicklung. [3] http://www.salon-auto.ch/de/premieres/?idType=0. [4] VDI-Berichte 2189: VDI-Tagung Gießtechnik im Motorenbau – Potentiale für die nächste Generation von Fahrzeugantrieben, Magdeburg, 5. und 6. Februar 2013. VDI-Verlag, Düsseldorf 2013, S. 13-29. [5] MTZ – Motortechnische Zeitschrift (2013) Nr. 4, S. 270-271. [6] Automobil Industrie (2012) Nr. 7. S. 16- 18. [7] VDI-Berichte 2189: VDI-Tagung Gießtechnik im Motorenbau – Potentiale für die nächste Generation von Fahrzeugantrieben, Magdeburg, 5. und 6. Februar 2013. VDI-Verlag, Düsseldorf 2013, S. 1. [8] VDI-Berichte 2189: VDI-Tagung Gießtechnik im Motorenbau – Potentiale für die nächste Generation von Fahrzeugantrieben, Magdeburg, 5. und 6. Februar 2013. VDI-Verlag, Düsseldorf 2013, S. 3-11. [9] MTZ – Motortechnische Zeitschrift (2012) Nr. 6, S. 477-482. [10] MTZ – Motortechnische Zeitschrift (2012) Nr. 10, S. 754-760. [11] MTZ – Motortechnische Zeitschrift (2013) Nr. 2, S. 106-108. [12] VDI-Spezialtag Gießen von Fahrwerksund Karosseriekomponenten am 7. Februar 2013 in Magdeburg, VDG-Wissensforum, Düsseldorf 2013, Beitrag 1. [13] VDI-Spezialtag Gießen von Fahrwerksund Karosseriekomponenten am 7. Februar 2013 in Magdeburg, VDG-Wissensforum, Düsseldorf 2013, Beitrag 2. [14] VDI-Spezialtag Gießen von Fahrwerks- und Karosseriekomponenten am 7. Februar 2013 in Magdeburg, VDG-Wissensforum, Düsseldorf 2013, Beitrag 3. [15] VDI-Spezialtag Gießen von Fahrwerksund Karosseriekomponenten am 7. Februar 2013 in Magdeburg, VDG-Wissensforum, Düsseldorf 2013, Beitrag 4. [16] Giesserei 100 (2013) Nr. 3, S. 30-35. [17] Giesserei 99 (2012) Nr. 7, S. 64-65. [18] http://www.buhlergroup.com/global/ en/process-technologies/die-casting/lostcore.htm# Video Lost Core abgerufen am 12.04.2013. [19] Konstruktion (2013) Nr. 4, S. IW 16. [20] Giesserei-Erfahrungsaustausch 56 (2012) Nr. 11+12, S. 30-35. [21] Giesserei 100 (2013) Nr. 3, S. 66-69. [22] Giesserei 99 (2012) Nr. 10, S. 38-43. [23] VDI-Berichte 2189: VDI-Tagung Gießtechnik im Motorenbau – Potentiale für die nächste Generation von Fahrzeugantrieben, Magdeburg, 5. und 6. Februar 2013. VDI- Verlag, Düsseldorf 2013, S. 179-197. [24] VDI-Berichte 2189: VDI-Tagung Gießtechnik im Motorenbau – Potentiale für die nächste Generation von Fahrzeugantrieben, Magdeburg, 5. und 6. Februar 2013. VDI- Verlag, Düsseldorf 2013, S. 171-177. [25] VDI-Berichte 2189: VDI-Tagung Gießtechnik im Motorenbau – Potentiale für die nächste Generation von Fahrzeugantrieben, Magdeburg, 5. und 6. Februar 2013. VDI- Verlag, Düsseldorf 2013, S. 271-284. [26] VDI-Berichte 2189: VDI-Tagung Gießtechnik im Motorenbau – Potentiale für die nächste Generation von Fahrzeugantrieben, Magdeburg, 5. und 6. Februar 2013. VDI- Verlag, Düsseldorf 2013, S. 199-216. [27] Zur numerischen Vorhersage thermischer Eigenspannungen aus dem Wärmebehandlungsprozess in Al-Zylinderköpfen. Vortrag, gehalten auf der VDI-Tagung Gießtechnik im Motorenbau 2013 (unveröffentlicht). [28] VDI-Berichte 2189: VDI-Tagung Gießtechnik im Motorenbau – Potentiale für die nächste Generation von Fahrzeugantrieben, Magdeburg, 5. und 6. Februar 2013. VDI- Verlag, Düsseldorf 2013, S. 217-234. [29] Giesserei-Erfahrungsaustausch 56 (2012) Nr. 7+8, S. 43. Weitere Informationen: Die in den Jahresübersichten zitierten Veröffentlichungen sind gegen Kos tenerstattung erhältlich beim BDG-Informationszentrum GIESSEREI Postfach 10 51 44, D-40042 Düsseldorf Tel.: +49 (0) 211/68 71-252, Fax: -361 E-Mail: infozentrum@bdguss.de 54 Giesserei 100 07/2013
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