Leichtbau mit Gusseisen

Schwerpunkt Werkstoffe

Gusseisen – Strangguss-Produkte aus hoch siliziumhaltigen Gusseisen mit Kugelgraphit bieten neue konstruktive Möglichkeiten beim Ersatz von Stahlwerkstoffen. Verkürzte Bearbeitungszeiten und längere Werkzeugstandzeiten eröffnen zudem ein hohes Wirtschaftlichkeitspotenzial.

19. September 2013

Auch altbewährte Werkstoffe wie Gusseisen bieten noch Innovationspotenzial. So enthält die europäische Norm DIN EN 1563 über Gusseisen mit Kugelgraphit in ihrer aktuellen Ausgabe als neue Werkstoffgruppe jetzt auch hoch siliziumhaltige Gusseisentypen mit Kugelgraphit, die in vielen Fällen neuartige Einsatzmöglichkeiten eröffnen. Insgesamt erweisen sich damit vor allem Strangguss-Produkte aus hoch siliziumhaltigem Gusseisen mit Kugelgraphit in vielen Fällen als wirtschaftliche Lösung für die Fertigung in beliebigen Losgrößen. Der Stranggussspezialist ACO Eurobar in Kaiserslautern zum Beispiel bietet seine standardisierten oder kundenspezifischen Stranggussprodukte deshalb jetzt auch in der neuen Werkstoffklasse an.

Gegenüber den bekannten ferritisch-perlitischen Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS-) bietet hoch siliziumhaltiges Gusseisen bei gleicher Festigkeit vergleichsweise hohe Bruchdehnungswerte bis Faktor2 und eine erheblich weitere Streckgrenze Rp0,2, die den Beginn der makroskopisch erkennbaren plastischen Verformung beschreibt.

Im Unterschied zu konventionellen Sphäroguss-Werkstoffen erreichen die hoch siliziumlegierten Werkstoffe höhere Festigkeiten nicht durch einen steigenden Anteil an Perlit, sondern aufgrund des überwiegend ferritischen, mischkristallverfestigten Gefüges seiner Werkstoffstruktur.

Diese Kombination von hoher Streckgrenze und hoher Bruchdehnung eröffnet damit erhebliches Leichtbau- und Substitutionspotenzial, weil sie einerseits Werkstoff-Alternativen möglich macht und andererseits ein derart »universell« einsetzbarer Werkstoff mehrere andere ersetzen kann. Zwar werden noch nicht ganz die Festigkeiten von ADI-Werkstoffen (Bainitisches Gusseisen mit Kugelgraphit) erreicht, jedoch kann bei hoch siliziumhaltigen Werkstoffen auf die Verwendung teurer Legierungselemente und eine aufwendige Wärmebehandlung verzichtet werden.

Leicht und gut zerspanbar

Vorteile bieten die hoch siliziumhaltigen Werkstoffe auch bezüglich mechanischer Eigenschaften, insbesondere im direkten Vergleich mit den konventionellen ferritisch-perlitischen Sorten (EN-GJSW-500-7, EN-GJS-600-3), bei denen die Abkühlgeschwindigkeit einen viel größeren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften hat als bei den neuen Sphäroguss-Sorten. Dieser Vorteil zeigt sich speziell bei Gussteilen mit unterschiedlichen Wandstärken und den damit einhergehenden unterschiedlichen lokalen Abkühlgeschwindigkeiten.

Positive Effekte zeigt das homogene Gefüge der hoch siliziumhaltigen Werkstoffe daneben bei der mechanischen Bearbeitung aufgrund der geringen Schwankungen der Härte innerhalb eines Werkstücks. Dadurch sind auch bei hohen Zerspanraten enge Maßtoleranzen möglich. Zusätzlich wirkt sich das weitgehend homogene Gefüge der ferritischen Werkstoffstruktur positiv auf die Werkzeug-Standzeiten aus, weil es, anders als beim perlitischen Gefüge, keine harte Zementitphase enthält.

Auf einen Blick

- Die ACO Eurobar GmbH in Kaiserslautern ist ein europaweit tätiger Hersteller von Stranggussprodukten in Grau- und Sphäroguss.

- Das Produktportfolio des Unternehmens umfasst klassische Rohstränge ebenso wie vorbearbeitete Teile mit den Verfahren Drehen, Fräsen, Bohren und Sägen.

- Das Unternehmen ist Teil der ACO-Gruppe mit Hauptsitz in Büdelsdorf bei Rendsburg.

Erschienen in Ausgabe: 07/2013