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Fraunhofer IKTS auf der Hannover Messe 2018

Keramik meistert hohe Anforderungen im Gießereisektor

| Redakteur: Peter Königsreuther

Die Forscher am Fraunhofer IKTS verdeutlichen, wie Hochleistungskeramik die Machbarkeitsgrenzen der Gießereitechnik erweitern kann. Halle 5 am Stand A26.

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Hochleistungskeramik kann als Krätzeschild, Filtersystem oder als besonders gut wärmeleitende Preforms im Metallguss von Vorteil sein, sagt die Forscher vom IKTS. Halle 5 am Stand A26.
Hochleistungskeramik kann als Krätzeschild, Filtersystem oder als besonders gut wärmeleitende Preforms im Metallguss von Vorteil sein, sagt die Forscher vom IKTS. Halle 5 am Stand A26.
(Bild: IKTS)

Die Anforderungen an die Herstellung von Gussteilen hinsichtlich Qualität, Preisgefüge, Zuverlässigkeit und Formenvielfalt steigen stetig, sagt das Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme, IKTS. Deshalb entwickele man dort keramische Hochleistungswerkstoffe, die einen entscheidenden Beitrag leisten sollen, der diesen Ansprüchen gerecht werde.

Schild, Schutz und Filter

Bei der Verarbeitung von Gusslegierungen müssen sogenannte Krätzeschilder aufgrund des rasanten korrosiven und mechanischen Verschleißes oft ausgetauscht werden, heißt es. Aber Krätzeschilder mit integrierten Schutzplatten aus Siliziumnitrid können aufgrund der guten mechanischen und korrosiven Stabilität Wartungsintervalle erheblich verlängern, so die Forscher. Und Zirkonoxid-Schaumkeramiken werden ihrer hohen Temperaturbeständigkeit wegen als Filter eingesetzt, um Einschlüsse wie Schlacken, Rückstände von Formsand und Desoxidationsprodukte aus Stahlschmelzen zu entfernen, erklären die Experten. Mithilfe eines neuen Konzepts, bei dem 65 % des Zirkonoxidpulvers durch einen Mix aus Aluminiumoxid und Zirkonsilikat ersetzen würden, könnten die Kosten für diese Filter um circa 40 % gesenkt werden.

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Poröse Keramikkomponenten

In der Schmelzmetallurgie und Metallveredlung lassen sich durch gasdurchlässige Keramiken außerdem Gase und so Überdrücke an funktionsentscheidenden Komponenten wie Führungs- oder Umlenkrollen ableiten, so das IKTS. Diese Keramik könne als aktive Sicherheitseinrichtung genutzt werden, um starke Druckanstiege, Verformungen oder sogar das Bersten zu vermeiden.

Die Wärmeleitfähigkeit von Gussformen, führen die Forscher aus, beeinflusst direkt die Ausprägung des Gefüges im Gussstück. Gussformen aus einer optimierten Kombination aus Siliziumcarbid und speziellen Bindern böten nun die Möglichkeit, die Wärme aus Gusstücken schneller abzuführen und damit einsatzoptimierte Gefügeeigenschaften der Bauteile zu schaffen.

Die IKTS-Experten merken außerdem an, dass poröse Einlagen aus Keramik bei Leichtmetall- und Graugussbauteilen an thermisch und mechanisch hochbeanspruchten Bereichen lokal verstärkend wirken. Diese, als robust geltenden Preformen, ließen sich nicht nur einfach und preiswert produzieren, sie besäßen zusätzlich auch eine spezielle Werkstoffoberfläche, die dafür sorge, dass eine hervorragende Mikroverzahnung zwischen Keramik und Metall bestehe.

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