Bei kundenspezifischen Stahlgussteilen handelt es sich um technische Metallkomponenten, die im Präzisions-Wachsausschmelzguss- oder Sandformverfahren hergestellt werden. Sie sind für Strukturbauteile konzipiert, die komplexe Geometrien, interne Durchgänge, hohe mechanische Festigkeit und enge Maßtoleranzen erfordern.
Durch das Gießen von geschmolzenem Kohlenstoffstahl, legiertem Stahl oder Edelstahl in kundenspezifische Keramikschalen erreichen Komponenten eine nahezu -Nettoformgenauigkeit-. Dadurch werden Rohstoffverschwendung und nachgelagerte CNC-Bearbeitungsvorgänge im Vergleich zu herkömmlichen Schmiede- oder mehrteiligen Schweißkonstruktionen erheblich reduziert.
Komponentenanwendungen kommen in der Schwerindustrie zum Einsatz, darunter Ventile für die Flüssigkeitshandhabung, Pumpengehäuse, Verschleißteile für den Bergbau, Gestänge in der Landwirtschaft, Hardware für den Antriebsstrang von Nutzfahrzeugen und strukturelle Halterungen für schwere Maschinen. Die Fertigungskapazitäten halten sich strikt an die internationalen Materialstandards ASTM, DIN, EN, JIS und GB.
Herstellungsprozess
Die Wahl des Gießverfahrens hängt von den Anforderungen an die Oberflächengüte, der Maßtoleranz, der Bauteilmasse und den angestrebten Stückkosten ab:
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Prozessmetrik |
Silica-Sol-Feinguss |
Wasserglas-Feinguss |
Harzsandguss |
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Primäre Anwendung |
Dünnwandige, komplexe, korrosionsbeständige Teile |
Mittlere-bis-große Baustahlkomponenten |
Schwere Ausrüstungskomponenten und dicke -Gussteile |
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Oberflächenrauheit (Ra) |
Ra 3.2 - 6.3 um (125 - 250 uin) |
Ra 6.3 - 12.5 um (250 - 500 uin) |
Ra 12.5 - 25.0 um (500 - 1000 uin) |
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Gusstoleranzklasse |
ISO 8062 CT4 - CT6 |
ISO 8062 CT6 - CT8 |
ISO 8062 CT8 - CT10 |
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Gewichtsbereich der Einheit |
0,01 kg - 50 kg |
0,5 kg - 120 kg |
10 kg - 2,000+ kg |
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Min. Wandstärke |
1,5 mm (0,060 Zoll) |
3,0 mm (0,120 Zoll) |
5,0 mm (0,200 Zoll) |
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Werkzeugvorlaufzeit |
3 - 4 Wochen |
2 - 3 Wochen |
2 - 3 Wochen |
Schritt-für-Schritt-Workflow für die Schalenformung
• Werkzeuge und Wachseinspritzung: Aluminiumwerkzeuge werden CNC-bearbeitet, um hochdichte-Wachsmuster zu bilden.
• Baummontage und Anschnitt: Wachsmodelle werden auf einem zentralen Angussbaum mit optimierter Angussgeometrie montiert.
• Mehrschichtiger Keramikschalenaufbau: Wiederholtes Eintauchen in Keramikbrei und Stuckieren (Zirkonsand für Kieselsol; Quarzsand für Wasserglas).
• Entparaffinierung und Hochtemperatursinterung: Entparaffinierung im Autoklaven, gefolgt von Schalensintern bei 950 °C - 1100 °C, um mechanische Festigkeit zu erreichen und Restfeuchtigkeit zu beseitigen.
• Induktionsschmelzen und -gießen: Spektrometer-verifizierte Legierungsschmelze, die bei kontrollierter Temperatur in vor-geheizte Schalen gegossen wird.
• Knockout und sekundäre Endbearbeitung: Mechanische Vibrationsschalenentfernung, Steigrohrabschneiden, Kugelstrahlen, Wärmebehandlung und präzise CNC-Endbearbeitung.
Materialien und technische Spezifikationen
Die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften werden pro Charge mittels optischer Emissionsspektrometrie (OES) und zerstörender Prüfung überprüft.
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Legierungskategorie |
Standardklasse |
Gleichwertige Standards |
Zugfestigkeit (MPa) |
Streckgrenze (MPa) |
Dehnung (%) |
Hauptmerkmale und ideale Verwendung |
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Kohlenstoffstahl |
WCB / WCC |
ASTM A216 / 1.0619 (GS-C25) |
>= 485 |
>= 250 |
>= 22 |
Gute Schweiß- und Bearbeitbarkeit; Druck-enthaltende Ventilkörper. |
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Kohlenstoffstahl |
Klasse 65-35 / 70-36 |
ASTM A27 / ISO 3755 |
>= 450 |
>= 240 |
>= 24 |
Strukturelle Maschinenrahmen, Halterungen und Verbindungsarme. |
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Legierter Stahl |
4130 / 4140 |
ASTM A29 / 42CrMo4 |
>= 850 (Q&T) |
>= 650 (Q&T) |
>= 12 |
Hohe Dauerfestigkeit und Verschleißfestigkeit nach Wärmebehandlung. |
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Legierter Stahl |
8620 / 4340 |
ASTM A148 / 20NiCrMo2-2 |
>= 800 (Q&T) |
>= 550 (Q&T) |
>= 14 |
Aufkohlungslegierung für hochbelastete Zahnräder, Wellen und Backenplatten. |
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Edelstahl |
CF8 / CF8M |
ASTM A351 / 304 / 316 / 1.4408 |
>= 485 |
>= 205 |
>= 30 |
Außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit in Marine-, Säure- und Lebensmittelverarbeitungsanwendungen. |
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Edelstahl |
17-4PH (CB7Cu-1) |
ASTM A747 / 1.4542 |
>= 930 (H1100) |
>= 725 (H1100) |
>= 10 |
Ausscheidungshärtender martensitischer Edelstahl; hohe Festigkeit + Korrosionsbeständigkeit. |
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Hitzebeständig- |
HK40 / SCH13 |
ASTM A608 / 1.4848 |
>= 450 |
>= 200 |
>= 8 |
Behält die Tragfähigkeit der Struktur bis zu 1000 °C; Ofenschienen und Brenner. |
Wichtige Produktmerkmale
Nahezu-Nettoformgenauigkeit:
Interne Kanäle, Hinterschneidungen und Logos werden direkt gegossen, wodurch der Materialabtrag bei der Endbearbeitung um 30 bis 50 % reduziert wird.
Interne Solidität:
Die computersimulierte Erstarrungsanalyse eliminiert Lunker und Gaseinschlüsse und gewährleistet eine Dichtheit bis zu einem hydrostatischen Druck von 300 bar.
Kontrollierte Wärmebehandlung:
Die interne-Wärmebehandlung (Normalisieren, Glühen, Abschrecken und Anlassen, Lösungsglühen) gewährleistet die gewünschten Zug-, Schlag- und Härteparameter (HBW/HRC).
Chargenkonsistenz:
Die automatisierte Herstellung von Wachsmodellen und das Eintauchen von Schlämmen durch Roboter sorgen für eine exakte Wiederholgenauigkeit der Teil{0}}zu-Teile für automatisierte Robotermontagelinien.
Typische Anwendungen
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Industriesektor |
Typische Komponenten |
Betriebsumgebung und Leistungsanforderungen |
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Fluidtechnik und Ventilsysteme |
Ventilkörper, Drosselklappenscheiben, Pumpenlaufräder, Verteilerblöcke |
Hochdruck (PN16 - PN100), korrosive Medien, keine Druckleckage. |
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Bau & Bergbau |
Schaufelzähne, Adapter, Brechhämmer, Raupenschuhe |
Starke Stoßbelastungen, hohe -Beanspruchung durch abrasive Reibung, hohe Streckgrenze. |
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Landwirtschaftliche Ausrüstung |
Anhängerkupplungen, Sämaschinenhalterungen, Getriebegehäuse, Bodenbearbeitungsarme |
Kontinuierliche zyklische Beanspruchung, Witterungseinflüsse im Freien, Vibrationsfestigkeit. |
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Nutzfahrzeuge |
Sattelkupplungshalterungen, Bremssättel, Anhängerscharniere, Achsschenkel |
Sicherheitskritische Tragfähigkeit, ISO/TS 16949-Konformität, hohe Ermüdungslebensdauer. |
Bearbeitung und Sekundäroperationen
Um vollständig fertige,-montagefertige-Komponenten zu liefern, stehen Ihnen folgende nachgelagerte Vorgänge im eigenen Haus zur Verfügung:
Präzisions-CNC-Bearbeitung:
3-Achsen-, 4-Achsen- und 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren und CNC-Drehmaschinen, die enge Bohrungstoleranzen von bis zu +/-0,008 mm (+/-0,0003 Zoll) und Oberflächengüten von Ra 0,8 um ermöglichen.
Thermische Verarbeitung:
Normalisieren (880 °C - 920 °C), Abschrecken und Anlassen, austenitisierendes Lösungsglühen für rostfreie Stähle und Oberflächeninduktionshärten.
Oberflächenbehandlungen:
Kugelstrahlen (Sa 2,5), Verzinkung (Cr3+ dreiwertig passiviert), Elektro-Beschichtung (E-Beschichtung), Pulverbeschichtung, Phosphatierung und Säurepassivierung für Edelstahlkomponenten.
Qualitätskontrolle und Inspektion
Qualitätsmanagementsysteme sind nach ISO 9001:2015 und IATF 16949 zertifiziert. Die Rückverfolgbarkeit der Materialwärme wird von der chemischen Schmelze bis hin zu den Endkontrollberichten gewährleistet.
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Inspektionskategorie |
Testausrüstung und -methode |
Bewertungsstandard / Parameter |
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Chemische Analyse |
German Spectro LAB Spark Optisches Emissionsspektrometer (OES) |
Einhaltung der chemischen Vorschriften der Charge vor dem Gießen in die Pfanne; DE 10204 3.1 melden. |
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Maßprüfung |
Sechskant-KMG, optisches Profilometer, Gewindelehren |
Vollständige GD&T-Verifizierung anhand der 3D-CAD-STEP-Dateien des Kunden. |
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Mechanische Eigenschaften |
Universelle Zugprüfung, Charpy V-Kerbschlagzähigkeit (-40 °C), Härteprüfgeräte |
Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung, Schlagjoule und HBW/HRC. |
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Nicht-Zerstörungsfreie Prüfung (NDT) |
Durchstrahlungsprüfung (Röntgen), Magnetpartikelprüfung (MPI), Flüssigkeitseindringprüfung (PT) |
ASTM E446 / ASTM E186 Schweregradgrenzen; ASNT Level II-zertifiziertes Personal. |
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Drucküberprüfung |
Hydrostatische Prüfstände, pneumatische Unterwasser-Lecksuche |
100 % Prüfung an druckhaltenden Ventilkörpern und Pumpengehäusen. |
OEM- und kundenspezifische Fertigung
Design for Manufacturability (DFM):Die Erstarrungssimulationssoftware wertet Wärmegradienten aus, identifiziert potenzielle Schrumpfungszonen und empfiehlt Wandstärkenübergänge vor dem Werkzeugschneiden.
Schnelles Prototyping:3D-gedruckte Wachs-/PMMA-Modelle oder SLA-Sandformen liefern funktionsfähige Prototypen in 10 bis 14 Tagen ohne Werkzeugverpflichtungen.
Werkzeugbesitz:Präzisions-CNC-bearbeitete Stahl- und Aluminiumwerkzeuge bleiben Eigentum des Kunden und werden während der gesamten Produktionslebensdauer kostenlos gewartet.
Was Käufer für eine Angebotsanfrage bereitstellen sollten
Um innerhalb von 24 bis 48 Stunden ein genaues kommerzielles Angebot und eine technische Bewertung von DFM zu erhalten, reichen Sie bitte Folgendes ein:
2D- und 3D-Konstruktionszeichnungen:3D-Dateien im STEP-, IGES- oder X_T-Format; 2D-Dateien im PDF- oder DWG-Format mit kritischen Toleranzen, Bezugspunkten und Oberflächenspezifikationen.
Materialstandard:Sortenbezeichnung (z. B. ASTM A216 WCB, AISI 4140, DIN 1.4408) oder spezifische chemische/mechanische Anforderungsbereiche.
Jahres- und Chargenvolumen:Geschätzter jährlicher Verbrauch (EAU) und anfänglicher Pilotlosbedarf für Werkzeug- und Stückkostenoptimierung.
Bearbeitungs- und Oberflächentoleranzen:Geben Sie kritische Bearbeitungsmaße, Oberflächengüte (Ra) und Gewindespezifikationen (NPT, BSPP, metrisch) an.
Inspektions- und ZfP-Standards:Erforderliche Prüfprotokolle (z. B. 100 % Röntgen, MPI, hydrostatischer Prüfdruck, EN 10204 3.1-Materialzertifikat).
Verpackung & Logistik:VCI-Rostschutzverpackung, individuelle Holzkistenkonfigurationen oder spezifische Palettierungsparameter.
Häufig gestellte Fragen
F: Welche Standardvorlaufzeiten gelten für Werkzeugbau, Musterlieferung und Produktion?
A: Die Herstellung von Werkzeugen und die Berichte zur Erstmusterprüfung (FAI) dauern 3 bis 4 Wochen. Nach der Musterfreigabe beträgt die Vorlaufzeit für die Massenproduktion in der Regel 4 bis 5 Wochen.
F: Wie verhindert man Schrumpfporosität in dicken Gussteilen aus Baustahl?
A: Die Erstarrungssimulationssoftware bestimmt die ideale Platzierung des Steigrohrs und die Orte der thermischen Kühlung, um eine gerichtete Erstarrung sicherzustellen. Vakuum-unterstütztes Gießen und 100 %-Röntgenprüfung-werden für kritische lasttragende Teile eingesetzt.
F: Werden EN 10204 3.1-Materialtestzertifikate mit Lieferungen geliefert?
A: Ja. Jeder Lieferung liegt ein EN 10204 3.1-Zertifikat bei, das die chemische Schmelzanalyse von OES und die Ergebnisse mechanischer Tests (Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung, Härte und Joule-Schlagzähigkeit) dokumentiert.
F: Welche linearen Gusstoleranzen sind ohne Bearbeitung erreichbar?
A: Kieselsol-Feinguss erreicht ISO 8062-3 CT4 bis CT6. Wasserglasguss erreicht CT6 bis CT8. Maßmerkmale, die engere Grenzen erfordern (bis zu CT3 oder +/-0,008 mm), werden durch CNC-Bearbeitung fertiggestellt.
