Als Feinguss werden komplexe und präzise Gussteile bezeichnet, die kaum noch eine Nachbearbeitung erfordern. Zumeist handelt es sich dabei um kleine bis kleinste Teile. Der Prozess erfolgt nach dem Wachsausschmelzverfahren und ermöglicht große Freiheit bei der Wahl der Produkteigenschaften. So können kleine Gussteile individuell nach den Wünschen der Kunden hergestellt werden.
Der Feinguss Prozess und seine Phasen
Das Prinzip des Feingießens basiert auf dem Wachsausschmelzverfahren und gliedert sich in elf Phasen:
- Entwicklung und Herstellung einer Matrize, die als Negativ des Gussteils dient und auf einer manuellen oder automatischen Presse installiert werden kann
- Spritzen des Wachsmodells in die Matrize, das identisch mit dem Gussteil ist, und Zusammenbau der Wachsmodelle zu einer Wachstraube als Form
- Spülen der Wachstraube, um Verunreinigungen zu entfernen
- Keramikaufbau in mehreren Schichten um die Wachstraube herum und Aushärtung in einer Trockenkammer
- Herausschmelzen des Wachses aus der Keramikform in einem Autoklaven
- Brennen der Keramikform bei einer Temperatur von ungefähr 1.100 Grad Celsius und Erreichen der Endfestigkeit im Sinterprozess
- Einschmelzen der Stahllegierung in einem Schmelzofen auf Gießtemperatur, Gießen in die erhitzte Keramikform und Abkühlen mit Stickstoff
- Entfernen der Keramikschicht von der Traube, Abtrennen der Gussteile von der Stahltraube
- Nachbearbeitung der Gussteile durch Strahlen oder Schleifen und anschließende Qualitätskontrolle
- Oberflächenbehandlung oder Wärmebehandlung, um eine bestimmte Härte der Gussteile zu erreichen
- Endkontrolle, um eine hochwertige Qualität zu gewährleisten.
Wiederverwendung von Wachs und Stahltraube
Nachhaltigkeit und der schonende Umgang mit den Ressourcen spielen beim Feinguss eine wichtige Rolle. Vom Wachs, das aus der Keramikform herausgeschmolzen wird, kann der größte Teil wiederverwendet werden. Das gilt auch für die Stahltraube, von der die einzelnen Gussteile abgetrennt werden. Nachdem die Stahlreste nach Legierung sortiert wurden, können sie für weitere Gusschargen verwendet werden.
Merkmale und Vorteile von Feinguss
Feinguss zeichnet sich durch eine hohe Präzision aus und bietet eine Reihe von Vorteilen:
- hohe Oberflächenqualität
- nur wenige Nacharbeiten an den Gussteilen erforderlich
- hohe Maßgenauigkeit
- großer Gestaltungsspielraum
- fast jede Stahllegierung kann verwendet werden
Mögliche Materialien für den Feinguss
Für den Feinguss sind verschiedene Legierungen verwendbar. Welche Legierungen verwendet werden, hängt von der Funktionalität des Produkts ab. Der Stahl muss in seinen Eigenschaften der Funktionalität des Produkts entsprechen. Wichtig sind mechanische Eigenschaften der Legierung, zu denen Zugfestigkeit, Härte, Streck- und Elastizitätsgrenze gehören. Auch die Hitzebeständigkeit sowie Säure- und Korrosionsbeständigkeit müssen berücksichtigt werden.
Auswahl der Legierung nach Anforderungen an das Gussteil
Zur Herstellung von Feinguss werden nicht nur Stahllegierungen verwendet. Auch Aluminium, Gusseisen und andere Legierungen können verwendet werden. Stahl wird als Einsatzstahl mit hoher Verschleißfestigkeit in Kombination mit einem zähen Kern, nitrierter Stahl mit hoher Verschleißfestigkeit und hoher Zugfestigkeit, Werkzeugstahl mit hoher Verschleißfestigkeit und Zähigkeit, Edelstahl mit hoher Zähigkeit und guter Korrosionsbeständigkeit sowie als hitzebeständiger Stahl genutzt.
Aluminium hat nur ein geringes Gewicht und eignet sich für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Es kann in verschiedenen Speziallegierungen verwendet werden. Gusseisen wird häufig mit Kugelgraphit kombiniert und ist hitzebeständig. Die Kombination ist auch beständig gegen aggressive Stoffe. Nickellegierungen sind verschleißfest und korrosionsbeständig. Durch eine extrem hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zeichnen sich Kobaltlegierungen aus.