Die Verwendung von keramischem Schmelzsand als Füllsand ist ein Paradebeispiel für ein Verbundformsystem . Anstatt die gesamte Form aus einem einzigen teuren Material herzustellen, werden verschiedene Sande gezielt dort eingesetzt, wo ihre Eigenschaften am meisten benötigt werden:
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Oberflächensand: Die innere Schicht (in Kontakt mit dem geschmolzenen Metall). Dies ist typischerweise ein Spezialsand wie Chromit, Zirkon oder ein hochleistungsfähiger, harzbeschichteter Sand, der aufgrund seiner direkten Beständigkeit gegen Metalldurchdringung und chemische Reaktion ausgewählt wird.
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Füll-/Hinterfüllsand: Der Hauptteil der Form, hinter dem Decksand. Hier spielt Keramiksand seine Stärken voll aus.
| Chemische Analyse [%] | |
| Al2O3 | 70-73 |
| SiO2 | 8-20 |
| Fe2O3 | ≤3 |
| TiO2 | ≤3,5 |
| Hoch | ≤0,45 |
| MgO | ≤0,35 |
| K2O | ≤0,33 |
| Na2O | ≤0,08 |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Maserungsform | Kugel |
| Rundheit | 90 % |
| Feuerfest: | >1790℃ |
| Formkoeffizient | ≤1,1 |
| Wärmeausdehnungsverhältnis | 0,13 % (10 Minuten bei 1000 °C erhitzt) |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 6×10-6 /℃(20-1000℃) |
| Wärmeleitfähigkeit | 0,698 W/MK (1200 °C) |
| Spezifisches Gewicht: | 1,95–2,05 g/cm³ |
| Schüttdichte (LPD): | 3,4 g/cm³ |
| Farbe: | Schwarz |
| VERFÜGBARE GRÖSSEN | |
| AFS25-35, AFS35-45, AFS45-55, AFS55-65, AFS60-70, AFS70-80, AFS95-110
Kundenspezifische Größen sind auf Anfrage erhältlich. |
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Warum keramischer Schmelzsand ein ausgezeichneter Füllsand ist
Keramischer Gießereisand (sphärischer, gesinterter Aluminiumsilikat) besitzt eine einzigartige Kombination von Eigenschaften, die ihn ideal für diese Aufgabe machen.
| Vorteil | Erklärung & Nutzen |
|---|---|
| 1. Hohe Feuerfestigkeit | Mit einem typischen Schmelzpunkt von über 1790 °C kann es die von der Deckschicht abgegebene Wärme problemlos aufnehmen, ohne zu sintern oder zu schmelzen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Form ihre Form behält und der Trägersand nicht mit dem Deckschichtsand verschmilzt. |
| 2. Geringe Wärmeausdehnung | Im Gegensatz zu Quarzsand, der sich bei etwa 573 °C stark ausdehnt, dehnt sich Keramiksand nur sehr geringfügig aus. Dies ist von entscheidender Bedeutung. Dadurch werden Gussfehler wie Aderbildung und Ausfransungen, die durch dehnungsbedingte Spannungen in der Form entstehen, vermieden. Außerdem wird das Risiko von Rissen, durch die Metall eindringen könnte, reduziert. |
| 3. Hohe Wärmeleitfähigkeit | Es leitet die Wärme schneller vom Gussteil ab als Quarzsand. Dies führt zu einer schnelleren Erstarrung , einem feineren Korngefüge im Metall und einer höheren Produktivität der Formanlage. |
| 4. Überlegene Rückgewinnung und Wiederverwendung | Keramischer Sand ist kugelförmig und extrem widerstandsfähig. Er übersteht mechanische Aufbereitung mit sehr geringen Abnutzungsraten. Da der Füllsand den Großteil der Form ausmacht, reduziert seine hohe Wiederverwendbarkeit (über 90 %) den Bedarf an neuem Sand und die Entsorgung von Altsand drastisch und bietet somit erhebliche langfristige Kosteneinsparungen. |
| 5. Ausgezeichnete Fließfähigkeit | Die kugelförmigen Partikel fließen wie Wasser und ermöglichen so ein schnelles und gleichmäßiges Befüllen der Form in automatisierten Spritzgießanlagen. Dadurch entsteht ein dichtes, gleichmäßiges Sandbett ohne weiche Stellen. |
Praktische Umsetzung in der Gießerei
So funktioniert es typischerweise in einer Produktionsumgebung:
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Beschichtung/Mischung: Der Keramiksand wird häufig in einem kontinuierlichen Mischer mit einem geeigneten Bindemittel (z. B. Phenol-Urethan, Furan) beschichtet.
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Formen:
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Zunächst wird eine Schicht aus Verblendsand (z. B. Chromit) in den Modellkasten eingebracht.
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Anschließend wird der mit Harz beschichtete Keramikfüllsand eingeblasen, um den restlichen Kolben zu füllen.
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Aushärten & Gießen: Die Form härtet aus, und flüssiges Metall wird eingegossen.
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Entformen und Aufbereitung: Nach dem Gießen wird die Form zerbrochen. Das Sandgemisch (Keramik und Verblendsand) wird einer Aufbereitungsanlage zugeführt.
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Der robuste Keramiksand übersteht die Aufbereitung und wird dem Prozess wieder zugeführt.
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Ein Teil des Verblendsandes kann wiederverwendet werden, aber es wird regelmäßig frischer Verblendsand hinzugefügt, um die Qualität der Verblendschicht zu erhalten.
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