Procast Guss

Bauteilguss

werkstoffe

Bezogen auf die produzierte Tonnage sind Gusseisenwerkstoffe die mit Abstand größte Gruppe von gegossenen Konstruktionswerkstoffen. Über Legierungstechnik und Wärmebehandlung lassen sich eine Vielzahl von Sorten herstellen, die eine große Bandbreite von Eigenschaften abdecken.

Die grau erstarrten Sorten mit Lamellengraphit und mit Kugelgraphit stellen dabei den größten Produktionsanteil dar. Diese Werkstoffe besitzen sehr günstige gießtechnische Eigenschaften. Auch aus der Sicht des Werkstoffanwenders haben sie eine Reihe von Vorteilen. So lassen sie sich sehr gut bearbeiten und können in einem großen Temperaturintervall eingesetzt werden. Aufgezwungene Schwingungen werden auf Grund des hohen Graphitanteils hervorragend gedämpft, was bei vielen Anwendungen zu einer reduzierten Geräuschentwicklung führt. Der Graphit sorgt darüber hinaus für gute Notlaufeigenschaften. Mit ihrer hohen Umweltverträglichkeit, einer 100%igen Recyclierbarkeit und einer günstigen Energiebilanz sind diese Werkstoffe auch unter Umweltaspekten eine gute Wahl.

Angesichts der Vielfalt der Gusseisenwerkstoffe gibt es für viele Anwendungen einen „Spezialisten“, der dem gewünschten Anforderungsprofil besonders nahe kommt.

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.
Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatblatts vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Unsere Standorte

D-33330 Gütersloh
D-88348 Bad Saulgau
D-24589 Nortorf

Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS)

Gusseisen mit Kugelgraphit ist ein hochwertiger Werkstoff, der in sich die Vorzüge des Stahlgusses und die des Graugusses vereinigt. Er hat eine dem Stahl ähnliche Zugfestigkeit und Bruchdehnung, verbindet diese aber mit gutem Dämpfungsvermögen und hervorragender Bearbeitbarkeit.

Bei Gusseisen mit Kugelgraphit liegt der Hauptanteil des Kohlenstoffs in Form von Graphitkugeln vor. Die Eigenschaften von niedrig- und unlegiertem Gusseisen mit Kugelgraphit werden über die Struktur der metallischen Matrix eingestellt. Die Festigkeiten liegen zwischen 400 MPa und 800 MPa. Das Eigenschaftsspektrum kann durch eine nachgeschaltete Wärmebehandlung erweitert werden. So ist eine induktive Härtung der perlitischen Sorten möglich. Auch die Gruppe der ADI-Werkstoffe (ausferritisches Gusseisen) wird über eine spezielle Wärmebehandlung aus Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt.

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Austentisches Gusseisen (NI-Resist)

Charakteristisch für die austenitischen Gusseisensorten ist ihr bei Raumtemperatur stabiles austenitisches Grundgefüge. Die meisten Sorten werden auch mit dem Handelsnamen „Ni-Resist“ bezeichnet, weil das austenitische Gefüge in erster Linie durch einen Nickelgehalt von mehr als 20 % gewährleistet wird. Die austenitischen Sorten zeichnen sich gegenüber den niedrig- und unlegierten Gusseisensorten durch eine Reihe von „außergewöhnlichen“ Eigenschaften aus. Hierzu gehören:

• gute Zunderbeständigkeit
• hohe Warmfestigkeit
• hohe Bruchdehnung
• Kaltzähigkeit
• besonderes Wärmeausdehnungsverhalten, das in gewissen Grenzen eingestellt werden kann
• Korrosionsbeständigkeit gegen Meerwasser und alkalische Medien
• Erosionsbeständigkeit
• keine Magnetisierbarkeit

Mit diesem Eigenschaftsprofil stellen die austenitischen Gusseisensorten einen Wettbewerbswerkstoff zu nicht rostenden, hitzebeständigen Stählen und unter Umständen sogar zu Ni-Basislegierungen dar. Gegenüber diesen bieten sie vielfach wirtschaftliche Vorteile, die sich vor allem aus einer einfacheren Prozessführung bei der Fertigung ergeben.

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Werkstoffe / weißes verschleißbeständiges Gusseisen (Ni-Hard)

Verschleißbeständige Gusseisen sind weiße karbidisch erstarrte Gusseisen, die einen hohen Anteil von im Gefüge eingelagerten Eisen- oder Sonderkarbiden als Hartstoff enthalten.
Weiße Gusseisenwerkstoffe werden aufgrund ihres hohen Verschleißwiderstandes vor allem bei massivem Abrasivverschleiß beispielsweise durch Mineralien eingesetzt. Die Werkstoffe finden unter anderem Einsatz in Mahlwerkzeugen, in Zerkleinerungs-, Misch- und Förderanlagen sowie im Pumpenbau.

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ADI (Austempered Ductile Iron)

ADI (Austempered Ductile Iron) bezeichnet eine Gruppe von Gusseisenwerkstoffen, bei denen durch eine Wärmebehandlung eine spezielle Mikrostruktur eingestellt wird. Diese Struktur aus Austenit und nadeligem Ferrit wird auch als „Ausferrit“ bezeichnet. Auch die Bezeichnung „zwischenstufenvergütetes Gusseisen“ ist üblich. In der älteren Literatur wurde diese Struktur auch häufig als „bainitisches Gusseisen“ bezeichnet.

Mit ihrem Eigenschaftsprofil stoßen die zähen ADI-Sorten in einen Anwendungsbereich vor, der bisher den Schmiedestählen vorbehalten war. Im Vergleich zu Stahl hat ADI jedoch wegen seines hohen Graphitanteils eine etwa 10 % geringere Dichte, was diese Werkstoffgruppe auch unter Leichtbaugesichtspunkten attraktiv macht. Darüber hinaus sorgen sowohl der Graphit als auch die ausferritische Matrix für eine hervorragende Materialdämpfung, das für viele Anwendungen wie beispielsweise den Getriebebau Vorteile bietet.

Die hochfesten Sorten finden vor allem dort Einsatz, wo ein hoher Verschleißwiderstand gefordert ist, so zum Beispiel in Bodenbearbeitungsmaschinen des Landmaschinenbaus oder im Bergbau. Hier treten sie in Konkurrenz zu Manganhartstählen oder zu hochlegiertem, weißen Gusseisen. Gegenüber diesen Werkstoffen ist ADI jedoch häufig die wirtschaftlichere Lösung.

Der Verschleißwiderstand kann über das Einbringen von harten Karbiden zusätzlich gesteigert werden. Die Gruppe der sogenannten karbidischen ADI-Werkstoffe (CADI) ist derzeit nicht genormt.

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SiMo-Werkstoffe (Zusatz von Silizium)

Als Sonderwerkstoff für den Einsatz bei hohen Temperaturen wurde hitzebeständiges ferritisches Gusseisen entwickelt. Bei diesen sogenannten SiMo-Werkstoffen erhöht ein Zusatz von Silizium die Zunderbeständigkeit durch Bildung einer schützenden Reaktionsschicht auf der Oberfläche und reduziert den Angriff durch innere Oxidation. Gleichzeitig wird über den hohen Silizium-Gehalt eine ferritische Matrix eingestellt. Molybdän erhöht als Legierungselement die Warmfestigkeit.

Diese Werkstoffe werden erst dann signifikant geschädigt, wenn sie längere Zeit einer Temperatur oberhalb der Austenitumwandlungstemperatur ausgesetzt werden, da dann die Schutzschicht aufgrund der Volumenänderung bei der Austenitumwandlung aufreißt. SiMo-Werkstoffe werden bis zu Temperaturen zwischen 750°C und 800°C eingesetzt. Anwendung finden sie beispielsweise bei Turboladergehäusen oder Abgaskrümmern.

SiMo-Werkstoffe sind in der Norm DIN EN 16124 genormt.

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Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.

Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.

Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.

Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.

Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.

Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.

Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Produktbeispiele

Produkte nach Marktsegmenten sortiert

Hydraulische Trägerplatte

Werkstoff: EN-GJL-200
11 - 49 kg

Hydraulisches Steuergehäuse

Werkstoff: EN-GJL-300 und EN-GJL-250
4,5 – 35,4 kg

Ventilblock Schieberelement

Werkstoff: EN-GJL-300
48 kg

Dreieckslenker

Werkstoff: Sonderwerkstoff
GJS-520-12
6,3 kg

Lüfterhalter

Werkstoff: EN-GJS-400-15
14,3 kg

Achshalter

Werkstoff: EN-GJS-400-15
2,8 kg

Baggerachse

Werkstoff: EN-GJL-250
37,7 kg

Differentialgehäuse

Werkstoff: EN-GJS-400-15
2,6 kg

Anhängerkupplung

Werkstoff: EN-GJS-600-3
2,8 kg

Zahnrad ADI

Werkstoff: EN-GJS-400-15
3,2 kg

Bremssattel für Windkraftanlage

Werkstoff: EN-GJL-250
7,6 kg

Rüttleroberteil

Werkstoff: EN-GJS-500-7
33,5 kg

Gekühlter Statorträger für E-Mobilität

Werkstoff: EN-GJS-500-7 und
EN-GJS-700-2
8,1 - 111 kg

Träger für Antrieb

Werkstoff: EN-GJS-400-15
10,4 kg

Getriebegehäuse

Werkstoff: EN-GJS-600-3
11,6 kg und 10,9 kg

Turbocharger für Großmaschinen

Werkstoff: EN-GJS-400-15
48,1 kg

Krümmer aus SiMo

Werkstoff: SiMo 5-1
82 kg

Hauptlagerkappe für Pleullager

Werkstoff: EN-GJS-700-2
18,5 kg

Fadenführungstrommel

Werkstoff: EN-GJS-400-15
5,9 kg

Industrienähmaschine

Werkstoff: EN-GJS-600-3
8,3 kg

Lenker für Pflug

Werkstoff: EN-GJL-200
29,9 kg

Substitution von Schweißkomponenten

Die Funktion einer Stahl-Schweißkonstruktion aus mehreren Einzelteilen kann häufig auch von einem einzigen Gusseisenbauteil erfüllt werden, das - wenn gewünscht - bereits fertig bearbeitet bezogen werden kann. Hiermit lassen sich signifikante Kostenersparnisse realisieren.

Darüber hinaus erlaubt die Freiheit der Formgebung die Fertigung komplexer Geometrien, so dass häufig die Integration mehrerer Funktionen in ein Bauteil möglich sind und die Bauteile optimal an die gegebenen Lastfälle angepasst werden können. So ergeben sich nicht nur wirtschaftliche, sondern auch technische Vorteile.
Bei der Konstruktion von fertigungsgerechten Gussbauteilen müssen im Vorfeld eine Reihe von Details bedacht werden, wie Form- und Speisungstechnik, Konformität von Gieß- und Bearbeitungskonzept etc.
Auf Wunsch kann der Designvorschlag für ein Gussbauteil auf der Basis einer vorhandenen Schweißkonstruktion durch Procast Guss erstellt werden.

Lernen von der Natur:
topologische Bauteiloptimierung

Die Topologieoptimierung erlaubt die Gesetzmäßigkeiten der natürlichen Evolution für die Bauteilgestaltung nutzbar zu machen.

Innerhalb eines vorgegebenen Bauraums wird eine optimale, belastungsgerechte Materialverteilung ermittelt. Die Zielsetzungen dieser Optimierung können dabei durchaus unterschiedlich sein. So kann eine Optimierung der Steifigkeit ebenso ein Ziel sein wie eine Gewichtsreduzierung oder eine Verlagerung der Eigenfrequenz. Anwendungsgebiete der Topologieoptimierung sind beispielsweise die konzeptionelle Ermittlung von optimalen Bauteilgeometrien, von Rahmenstrukturen oder von Rippenanordnungen.

Procast Guss setzt die Software Hyperworks ein. Der Einsatz der Topologieoptimierungssoftware bei der Bauteilentwicklung liefert nicht nur optimierte Bauteile, sondern beschleunigt auch die Phase der Konzeptfindung erheblich, sodass für unsere Kunden hier ein deutlicher Zeitvorteil geschaffen werden kann. Voraussetzung ist natürlich, dass der Bauraum sowie die angreifenden Lasten und Lagerungen bekannt sind.
Das Fertigungsverfahren Gießen ist hervorragend geeignet, auch die teilweise recht komplexen Vorschläge aus der Topologieoptimierung in geeigneter Form umzusetzen. Allerdings liefert die Topologieoptimierung kein fertiges Bauteildesign, sondern lediglich einen Vorschlag, der in ein funktions- und fertigungsgerechtes Bauteil umgesetzt werden muss. Hier fließt wiederum das Wissen der Gießerei um das Fertigungsverfahren und das des Kunden um die Funktion ein.

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