close

Anmelden

Neues Passwort anfordern?

Anmeldung mit OpenID

5. Gusseisentag der Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart

EinbettenHerunterladen
5. Gusseisentag der
Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart
Der metallurgische Regelkreis –
„Metallurgie und Behandlungstechnik bei
GJS und GJV-Herstellung“
Wolfgang Baumgart
Geschäftsführer OCC-GmbH
2
Grundlagen
GJL
Gusseisen mit
Lamellengraphit
GJV
Gusseisen mit
Vermikulargraphit
GJS
Gusseisen mit
Kugelgraphit
(Sphäroliten)
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
3
H2O Phasenumwandlung
T[°C]
TemperaturZeitkurve
0
T[s]
DT/dt[°C/s]
Negative erste
Ableitung
0
T[s]
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
4
Abkühlkurve metastabile Erstarrung
2,1
4,3
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
5
Untereutektische stabile Erstarrung
2,1
4,3
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
6
Temperatur-Zeitkurve gegen
Temperatur-Ortskurve
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
7
Untereutektische Erstarrung
Erste Phase: Austenit
Die Form muss dem Expansionsdruck
der Schmelze standhalten, ohne sich
dabei zu verformen.
P
P
P
P
P
P
P
P
P-Druck
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
8
Wirkung der Kohlenstoffzugabe
T[°C]
EUT_UP
- Kohlenstoff
Kohlenstoffzugabe zur
Steuerung der
Liquidustemperatur.
EUT
LIQ
EUT_LO
+ Kohlenstoff
DT/dt
[°C/s]
t[s]
t[s]
EUT_ROC
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
9
Untereutektisches Gießen
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
10
Übereutektische Erstarrung
Erste Phase: Graphit
P
P-Druck
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
11
Tiegel zur TA
Tiegel, die Tellur enthalten,
um eine metastabile
Erstarrung in Gußeisen zu
bewirken.
Hereaus
Minkon
Hereaus Te + S
Eigenschaften
Anwendung: GJL &
GJS Basiseisen
Bestimmung:
CE, %C, %Si, T Eut meta.
Anwendung: GJL &
GJS Basiseisen
Bestimmung:
CE, %C, %Si, T Eut meta.
Anwendung: GJS
Bestimmung:
Tiegel zur Bewertung der
stabilen Umwandlung:
OCC
Hereaus
Hereaus
Eigenschaften
Anwendung: Alle Schmelzen Anwendung: Alle Schmelzen Anwendung: Alle Schmelzen
Bestimmung:
Bestimmung:
Bestimmung:
 Simulation der Impfung
 Metallurgische Qualität
 Metallurgische Qualität
 Graphitausbildung
 Nodularität
 Sphärolitendichte
 Perlitgehalt
 Mechanische Kenndaten
CE, %C, %Si, T Eut meta.
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
12
AccuVo®
- 2-Kammersystem
- Simulation der Impfung
- geschlossen
- nur Wärmeabstrahlung an Formstoff
- definiertes Volumen
- eutektische Umwandlung in ca. 100s
abgeschlossen
- kein Zerfall des Formstoffes
bis zur eutektoiden Umwandlung
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
13
AccuVo®
Einbringung einer Testimpfung
Thermoelement
Impfmittel
Teile des Impfmittels lösen
sich und erzeugen den
Impfeffekt der grünen
Kurve.
Das Impfmittel, das im Prozess
Verwendung findet, wird am
Tiegelboden befestigt.
Temperatur Zeitkurven im
AccuVo® Cup
grün - geimpft
rot - ungeimpft
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
14
speiserloses / speiserminimiertes
GJS & GJV
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
15
speiserloses / speiserminimiertes Gießen
Fallstudie A
GF Singen
2008
Bauteil: Hinterachse
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
16
speiserloses / speiserminimiertes Gießen
Fallstudie A
Gesamtlunkerwert = S (Einzelflächen * Intensität)
Beispiel:
09.05.05
Bauteil:
002550
Kasten:
37
Lunkergebiet 1: 82x14x2
Lunkergebiet 2: 13x7x2
Lunkergebiet 4: 47x9x2
Lunkergebiet 5: 75x10x1,8
Gesamtlunkerwert: 4674
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
17
speiserloses / speiserminimiertes Gießen
Fallstudie A
Liquidustemperatur im DGO und Lunkerneigung
1180
y = 0,003x + 1149
R2 = 0,491
1175
Liquidus DGO [°C]
1170
1165
1160
1155
1150
1145
LIQ_R-DGO
Linear (LIQ_R-DGO)
1140
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
Lunkersumme
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
18
speiserloses / speiserminimiertes Gießen
Fallstudie B
GF Singen
2008
Bauteil: Hinterachse
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
19
speiserloses / speiserminimiertes Gießen
Fallstudie B
Metallurgischer Versuch vom 25.07.06 IMD
5,0
4,0
1183
1182
1180
1178
1176
1177
1169
3,5
1170
1170
1163
3,0
1160
1157
1155
2,5
1150
1148
2,0
1,5
1150
1147
1144
1140
Liquidustemperatur [°C]
Mittelwert Lunkerbewertung (1=kein Lunker)
4,5
1190
1,0
1130
0,5
0,0
1120
MTW_V1
MTW_V2
MTW_V3
MTW_V4
MTW_V5
MTW_V6
MTW_V7
Versuchsreihen
y25
y26
y27
y28
y29
y30
T_Liqu_r DGO
T_Liqu_r Pfan
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
20
Wirkung der Impfmittelzugabe
T[°C]
EUT_UP
Impfmittelzugabe, um die
untere eutektische
Temperatur zu
steuern (EUT_LO).
+ Impfmittel
LIQ
- Impfmittel
EUT
EUT_LO
DT/dt
[°C/s]
t[s]
t[s]
EUT_ROC
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
21
speiserloses / speiserminimiertes Gießen
Fallstudie C
Modellplatte UK
Anschnittnr. 6
5
Anschnittnr.
4
3
2
1
Modellplatte OK
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
22
speiserloses / speiserminimiertes Gießen
Fallstudie C
Liq / EUT_LO_R
1170
1165
Nr. 4 (E-Ofen)
7Kg FeSiBa
14Kg VL63
0Kg Kohle
1160
Nr. 5 (E-Ofen)
12Kg FeSiBa
16Kg VL63
0Kg Kohle
Liq. Temp. [ºC]
1155
1150
Nr. 2
3,5Kg FeSiBa
12Kg VL63
0Kg Kohle
1145
1140
Nr. 1
1Kg Zircinoc
14Kg VL63
0Kg Kohle
Nr. 7
1,5Kg FeSiBa
15Kg VL63
0Kg Kohle
NOD-schlecht
1135
Nr. 6
3,5Kg FeSiBa
14Kg VL63
0Kg Kohle
1130
Nr. 10
2,5Kg FeSiBa
17,5Kg VL63
5Kg Kohle
1125
1120
1115
1120
1125
Nr. 8
2,5Kg FeSiBa
18Kg VL63
2Kg Kohle
1130
Nr.11
10Kg FeSiBa
18Kg VL63
0Kg Kohle
Nr. 3
7Kg FeSiBa
12Kg VL63
0Kg Kohle
Nr. 9
2,5Kg FeSiBa
16,5Kg VL63
4Kg Kohle
1135
1140
1145
1150
Eut_Lo Temp. [ºC]
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
23
speiserloses / speiserminimiertes Gießen
Fallstudie C
1170
1165
Nr. 4 (E-Ofen)
7Kg FeSiBa
14Kg VL63
0Kg Kohle
1160
Nr. 5 (E-Ofen)
12Kg FeSiBa
16Kg VL63
0Kg Kohle
Liq. Temp. [ºC]
1155
1150
Nr. 2
3,5Kg FeSiBa
12Kg VL63
0Kg Kohle
1145
1140
Nr. 1
1Kg Zircinoc
14Kg VL63
0Kg Kohle
Nr. 7
1,5Kg FeSiBa
15Kg VL63
0Kg Kohle
NOD-schlecht
1135
Nr. 6
3,5Kg FeSiBa
14Kg VL63
0Kg Kohle
1130
Nr. 10
2,5Kg FeSiBa
17,5Kg VL63
5Kg Kohle
1125
1120
1115
Nr. 8
2,5Kg FeSiBa
18Kg VL63
2Kg Kohle
1120
1125
1130
Nr.11
10Kg FeSiBa
18Kg VL63
0Kg Kohle
Nr. 3
7Kg FeSiBa
12Kg VL63
0Kg Kohle
Nr. 9
2,5Kg FeSiBa
16,5Kg VL63
4Kg Kohle
Mittlerer Anschnittlunker = 4
Mittlerer Anschnittlunker = 3,5
1135
1140
1145
1150
Eut_Lo Temp. [ºC]
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
24
TA-Kurven zum Gefüge
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
25
TA-Kurven zum Gefüge
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
26
Modell zur Prozesssteuerung
Index und Gefüge
Das Chart Magnesium- und Impfindex
kann mit dem Gefüge im Bauteil
verknüpft werden.
Form I
Form III
Form V
Form VI
Lamellen
Vermikel
deformierte Sphäroliten
Sphäroliten
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
27
Modell zur Prozesssteuerung
Zustandserkennung
Bestimmung der
Messpunkte der
thermischen Analyse.
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
28
Übersicht Regelkreis
Störeinflüsse:
- Ausbringung
- Zusammensetzung Zusätze
- Ofenzustand
Ausgangsgrößen:
Basiseisenparameter
Stellgrößen:
Magnesium& Cerzugabe
Impfmittelzugabe
Kohlenstoffzugabe
Zielgrößen:
Mechanische Kenndaten
Physikalische Kenngrößen
Gefügekenngrößen
Dichtheit
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
29
Methoden der Regelung
Gießbereite
Schmelze
Ausgangsgrößen
Zielgrößen
Stellgrößen
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
30
Methoden der Regelung
Regelkreis
gießbereite
Schmelze
Ausgangsgrößen
Stellgrößen
Zielgrößen
Messung
Klassische Vorgehensweise:
Neue Vorgehensweise:
Weitgehend konstante Stellgrößen
Dynamische Veränderung der
Stellgrößen aufgrund der OnlineMessung von Prozessparametern
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
31
Prozesskontrolle
GJS-Navigator
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
32
Anhang:
Eisen- Kohlenstoff Gleichgewichtsdiagramm
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
33
Anhang:
Einfluss der Begleitelemente
5. Gusseisentag Wilhelm-Maybach-Schule Stuttgart 05.03.2015
Autor
Document
Kategorie
Uncategorized
Seitenansichten
10
Dateigröße
1 720 KB
Tags
1/--Seiten
melden