Kokillen

Kokillengießen, ein fester Bestandteil des Prozesses der Metallverarbeitung, dient der Produktion maßgenauer Schmiedestückrohlinge, Brammen für Blechprodukte sowie Profile für Draht- und Stabprodukte. Der Prozess besteht dabei im Einfüllen von metallischer Schmelze in eine spezialisierte Gussform – die Kokille.  

Dieses Verfahren ermöglicht den Guss von Metallen in vordefinierte Formen, wobei die Kokille durch ihre wiederholbare Nutzung eine wirtschaftliche Fertigungsoption darstellt, die bis zu 100.000 Mal wiederverwendet werden kann, um effiziente und kostengünstige Produktionszyklen sicherzustellen.

 

Aufbau und Material von Kokillen

Die Kokille selbst wird meist aus Stahl oder Gusseisen hergestellt und muss eine Reihe von Anforderungen erfüllen, um den hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen während des Gießprozesses standzuhalten. Zu diesen Anforderungen gehören ein hoher Schmelzpunkt, Widerstandsfähigkeit gegen schnelle Temperaturwechsel und mechanischer Verschleiß sowie eine minimale thermische Expansion.  

Um die Langlebigkeit der Kokillen zu gewährleisten und eine gute Wärmeabfuhr zu ermöglichen, wird oft eine Schicht aus Graphit und Quarzmehl aufgetragen, die als Schlichte bekannt ist. Diese Schicht schützt die Kokille vor direktem Kontakt mit der Schmelze und unterstützt eine gleichmäßige Abkühlung des Gusses.

 

Anforderungen an hochwertige Kokillen – eine Übersicht

Die Verwendung von qualitativ hochwertigem, temperaturbeständigem Stahl ist essenziell, um die Beständigkeit der Kokille über zahlreiche Gusszyklen hinweg zu gewährleisten. Für den erfolgreichen Einsatz im Gießprozess müssen Kokillen eine Reihe von Anforderungen erfüllen, die ihre Leistungsfähigkeit und Lebensdauer entscheidend beeinflussen: 

• Mechanische Verschleißfestigkeit 

• Hohe thermische Belastbarkeit 

• Stabilität gegen schnelle Temperaturwechsel 

• Effektive Wärmeleitungseigenschaften 

• Geringe thermische Ausdehnung bei erhöhten Temperaturen 

• Ausgeprägte mechanische Stärke 

• Beständigkeit gegen Verformung unter Hitze 

• Extrem hoher Schmelzpunkt 

Diese Kriterien gewährleisten, dass Kokillen ihre Form unter den extremen Bedingungen des Gießprozesses behalten, effizient Wärme ableiten und sowohl thermischen als auch mechanischen Stress überstehen. Die Auswahl und Bearbeitung des Materials spielen eine entscheidende Rolle für die Langlebigkeit und Effizienz der Kokillen in der industriellen Produktion.

 

Varianten von Blockguss- bis Stranggusskokillen

Im Bereich der Kokillengießverfahren wird zwischen zwei Haupttypen unterschieden: Blockgusskokillen und Stranggusskokillen. Erstere sind häufig bei der Herstellung großer, massiver Bauteile anzutreffen und zeichnen sich durch ihre einfache, aber robuste Bauweise aus.  

Stranggusskokillen hingegen nutzen oft Kupferplatten zur Formung und schnellen Abkühlung der Schmelze, was besonders bei der Produktion von Brammen für die Blechherstellung von Vorteil ist. Beide Kokillenarten tragen durch ihre spezifischen Eigenschaften zur Effizienz und Qualität der Endprodukte bei, wobei die geeignete Kokillenwahl entscheidend für das Gießergebnis und die Wirtschaftlichkeit des gesamten Fertigungsprozesses ist. 

 

Verschiedene Metalle für den Kokillenguss möglich 

Kokillen werden in der Gießereiindustrie vielfältig eingesetzt und müssen dabei den Anforderungen verschiedener Gusswerkstoffe gerecht werden. Wesentlich für die Auswahl des Kokillenmaterials ist der Schmelzpunktunterschied zum Gusswerkstoff, um Interaktionen zwischen Kokille und geschmolzenem Metall zu minimieren.  

Zu den häufigsten Gusswerkstoffen, die in Kokillen verarbeitet werden, zählen Stahl, Messing, Gusseisen, Aluminium, Zink und Siliziumtombak, eine Legierung aus Kupfer, Zink und Silizium. Jeder dieser Werkstoffe bringt spezifische Eigenschaften mit, die bei der Herstellung von Gussstücken eine Rolle spielen, wie etwa die Wärmeleitfähigkeit, die mechanische Belastbarkeit und die Korrosionsbeständigkeit.

Die richtige Wahl des Kokillenmaterials und ein präziser Fertigungsprozess sorgen dafür, dass die Gussprodukte den qualitativen Anforderungen entsprechen und eine gleichbleibend hohe Produktqualität gewährleistet wird.