Sandguss ist das am weitesten verbreitete und kostengünstigste Gießverfahren in der Pumpenindustrie und wird vor allem zur Herstellung von mittelgroßen bis großen Pumpenkörpern, Pumpendeckeln, Lagergehäusen und anderen relativ robusten oder großformatigen Gusseisen- oder Stahlbauteilen eingesetzt.
Hinsichtlich der Eigenschaften von Pumpenkomponenten ergeben sich folgende spezifische Anwendungsgebiete für den Sandguss:
1. Anwendbare Szenarien und Komponenten
Hauptkomponenten: Pumpengehäuse (Spirale), Pumpendeckel, Stütze (Lagergehäuse), großes Laufrad (typischerweise Durchmesser 500 mm).
Geeignete Werkstoffe: Grauguss (HT200/250), Sphäroguss (QT400/500), Kohlenstoffstahl und niedriglegierter Stahl. Für Pumpenkomponenten aus Edelstahl wird ebenfalls häufig Sandguss eingesetzt, wobei jedoch höhere Anforderungen an die Feuerfestigkeit des Formsandes gestellt werden.
Chargengröße und -art: Geeignet für Einzelstücke, kleine bis große Chargen, besonders ideal für Hochleistungs- oder überdimensionierte Pumpengehäuse (DN500 und größer).
2. Gängige Sandgussverfahren
Ton-Nasssandguss:
Die traditionellste Methode, automatisierte Formmaschinen (wie z. B. Grünsandformanlagen), ist hocheffizient.
Geeignet für die Massenproduktion von kleinen und mittelgroßen Klarwasserpumpengehäusen, mit niedrigen Kosten, aber durchschnittlicher Gussgenauigkeit (CT10-12) und relativ rauer Oberfläche.
Selbsthärtender Harzsandguss (Phenol-/Furanharz):
Das gängigste Sandgussverfahren in der Pumpenindustrie ist das Gruben- oder Handgussverfahren.
Vorteile: Hohe Festigkeit, gute Maßgenauigkeit (CT9-11), ausgezeichnete Zusammenfaltbarkeit, Fähigkeit zur Herstellung komplexer Angusskanäle oder spiralförmiger Strömungskanäle und einfache Modifizierbarkeit.
Wird üblicherweise für die Herstellung von Einzelstücken, kleinen Serien oder großen Pumpenkörpern verwendet.
3. Technische Kernpunkte des Sandgussverfahrens für Pumpenkomponenten
Auswahl der Trennlinie: Das Pumpengehäuse wird üblicherweise entlang der Achse oder der Flanschfläche getrennt. Bei komplexen Spiralgehäusen kann die Mehrkavitäten-Formgebung (drei oder mehr Kavitäten) oder die Verwendung zahlreicher Kerne (Sandkerne) erforderlich sein, um interne Strömungskanäle zu formen.
Herstellung von Sandkernen:
Interne Strömungskanäle, Einlass-/Auslassflanschlöcher und Dichtringsitze werden typischerweise mithilfe von Sandkernen geformt.
Beim Sandguss von Laufrädern ist typischerweise ein hochpräziser Sandkern erforderlich, um die Durchgänge zwischen den Schaufeln zu formen (häufig bei großen Laufrädern aus Stahlguss zu sehen).
Anguss-System: Der Pumpenkörper ist größtenteils ein drucktragendes Bauteil, und das Anguss-System muss rational ausgelegt sein (z. B. Bodenanguss oder Stufenanguss), um ein Auswaschen von Sand und das Eindringen von Schlacke zu verhindern, eine gleichmäßige Befüllung des Kokillenhohlraums mit flüssigem Metall zu gewährleisten und das Risiko von Leckagen während der hydrostatischen Prüfung zu minimieren.
4. Analyse der Vor- und Nachteile
Vorteile:
Extrem hohe Flexibilität: Nahezu keine Einschränkungen hinsichtlich Form, Größe und Gewicht des Bauteils.
Niedrige Kosten: Die Formen (aus Holz oder Aluminium) sind preiswert, und die Formgebungsmaterialien (Sand) sind erschwinglich und recycelbar.
Die Materialanpassungsfähigkeit ist breit gefächert: Es kann von Gusseisen bis zu Stahlguss eingesetzt werden.
Nachteile:
Geringere Präzision: Größere Maßtoleranzen, wobei Bearbeitungszugaben typischerweise 3 bis 8 mm erfordern, was im Vergleich zum Präzisionsguss zu einer geringeren Materialausnutzung führt.
Die Oberflächenqualität ist durchschnittlich: Zur Reinigung ist ein anschließendes Kugelstrahlen erforderlich, da die Rauheit nicht den Anforderungen für einen direkten Durchfluss entspricht.
Arbeitsintensität: Die manuelle Formgebung macht nach wie vor einen erheblichen Anteil aus und wird maßgeblich von der technischen Kompetenz der Arbeiter beeinflusst.
Zusammenfassung: Bei großen Gusseisen-/Stahlgussteilen für Pumpen oder kleinen Serien mit extrem niedrigen Formkosten ist Harzsandguss die gängigste Methode. Für kleine Gusseisenteile in der Großserienfertigung empfiehlt sich eine automatische Nasssandformanlage.