Christophorushuette
Alles aus einer Hand: Unser breites Spektrum an Leistungen
Beratung & Konstruktionsunterstützung
Durch gezielte Legierungstechnik und angepasste Wärmebehandlungsverfahren lässt sich ein breites Spektrum an Gusseisenwerkstoffen mit unterschiedlichsten Eigenschaften realisieren. Für viele Anwendungen existiert ein optimal geeigneter Werkstoff, der die spezifischen Anforderungen besonders gut erfüllt.
Mit unserem umfangreichen Wissen in der Werkstofftechnik beraten wir Sie professionell bei der Auswahl passender Gusseisenwerkstoffe und unterstützen Sie auch bei Fragen zur Substitution bestehender Materialien. Unsere Beratung geht dabei bewusst über das Spektrum genormter Werkstoffe hinaus – wir denken weiter und finden Lösungen, die exakt auf Ihre Anforderungen zugeschnitten sind.
Bauteilguss
Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) zeichnen sich durch ausgezeichnete Gießeigenschaften aus, die eine besonders wirtschaftliche Herstellung komplexer Bauteile ermöglichen. Zusätzlich bieten sie ein sehr gutes Dämpfungsvermögen, was sie ideal für den Einsatz in Getriebegehäusen, Zylinderblöcken, Maschinenbetten und ähnlichen Komponenten macht. Die mechanische Bearbeitbarkeit dieser Werkstoffe ist ebenfalls hervorragend.
Bei GJL liegt der Graphit in lamellenartiger Form vor – er bildet eine dreidimensionale Struktur, die an ein Salatblatt erinnert. Im metallographischen Schliff zeigt sich der Graphit als feine Lamellen. Da Graphit Druckkräfte gut, Zugkräfte jedoch kaum übertragen kann, wirken diese Lamellen wie mikroskopisch kleine Kerben im Materialgefüge. Dadurch werden Festigkeit und Duktilität begrenzt. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit hängt in hohem Maße von der Größe, Form und Verteilung der Graphitlamellen ab und liegt typischerweise zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung hingegen können diese Werkstoffe deutlich höhere Spannungen aufnehmen als bei Zugbeanspruchung.
Gusseisen mit Kugelgraphit zählt zu den hochwertigen Werkstoffen, da es die positiven Eigenschaften von Stahl- und Grauguss in sich vereint. Es erreicht Zugfestigkeit und Bruchdehnung auf einem Niveau, das mit Stahl vergleichbar ist, bietet darüber hinaus aber eine hohe Schwingungsdämpfung und lässt sich hervorragend zerspanen.
Charakteristisch für diesen Werkstoff ist, dass der Kohlenstoff überwiegend in Form von kugelförmigem Graphit vorliegt. Die mechanischen Kennwerte – insbesondere bei unlegierten und niedrig legierten Ausführungen – werden durch die Gefügeausbildung der metallischen Matrix beeinflusst. Je nach Ausführung können Festigkeiten im Bereich von 400 bis 800 MPa erreicht werden. Eine anschließende Wärmebehandlung eröffnet zusätzliche Möglichkeiten zur gezielten Eigenschaftsanpassung. So lassen sich beispielsweise perlitische Varianten durch Induktionshärten weiter verbessern. Auch ADI-Werkstoffe (Austemperiertes Gusseisen mit Kugelgraphit) entstehen durch spezielle Wärmebehandlungsverfahren auf Basis dieses Materials.
Charakteristisch für die austenitischen Gusseisensorten ist ihr bei Raumtemperatur stabiles austenitisches Grundgefüge. Aufgrund ihres Nickelgehalts von über 20 % – der dieses Gefüge maßgeblich stabilisiert – sind viele dieser Sorten unter dem Handelsnamen „Ni-Resist“ bekannt. Im Vergleich zu niedrig- oder unlegierten Gusseisensorten weisen austenitische Varianten eine Reihe herausragender Eigenschaften auf, darunter:
• ausgezeichnete Zunderbeständigkeit
• hohe Beständigkeit gegen Warmverformung
• große Bruchdehnung
• gute Zähigkeit bei tiefen Temperaturen
• ein spezielles, gezielt einstellbares Wärmeausdehnungsverhalten
• Korrosionsresistenz gegenüber Meerwasser und alkalischen Substanzen
• Widerstandsfähigkeit gegen Erosion
• keine magnetischen Eigenschaften
Dank dieser Merkmale gelten austenitische Gusseisensorten als leistungsfähige Alternative zu nicht rostenden, hitzebeständigen Stählen und mitunter sogar zu Nickelbasislegierungen. Ein wesentlicher Vorteil liegt dabei in ihrer wirtschaftlicheren Verarbeitung, die durch einfachere Fertigungsprozesse ermöglicht wird.
Verschleißbeständige Gusseisen gehören zur Gruppe der weißen, karbidisch erstarrten Gusseisen. Sie zeichnen sich durch einen hohen Anteil an Eisen- oder Sonderkarbiden aus, die als Hartstoffe im Gefüge eingebettet sind.
Aufgrund ihres ausgeprägten Widerstands gegen Abrasivverschleiß – etwa durch mineralische Partikel – kommen diese Werkstoffe bevorzugt in besonders beanspruchten Anwendungen zum Einsatz. Typische Einsatzbereiche sind Mahlwerke, Zerkleinerungs-, Misch- und Förderanlagen sowie Pumpensysteme.
ADI (Austempered Ductile Iron) ist eine spezielle Gruppe von Gusseisenwerkstoffen, deren besondere Mikrostruktur durch eine gezielte Wärmebehandlung entsteht. Diese Struktur, bestehend aus Austenit und nadelförmigem Ferrit – auch „Ausferrit“ genannt –, wird alternativ als „zwischenstufenvergütetes Gusseisen“ bezeichnet. In älteren Fachquellen findet sich zudem die Bezeichnung „bainitisches Gusseisen“.
Dank ihrer Kombination aus hoher Zähigkeit und Festigkeit dringen ADI-Werkstoffe in Anwendungsfelder vor, die traditionell von Schmiedestählen dominiert wurden. Aufgrund des hohen Graphitanteils weisen sie eine rund 10 % geringere Dichte auf als Stahl, was sie insbesondere für Leichtbauanwendungen interessant macht. Darüber hinaus sorgen sowohl der Graphit als auch die ausferritische Matrix für exzellente Schwingungsdämpfungseigenschaften – ein klarer Vorteil beispielsweise im Getriebebau.
Hochfeste ADI-Sorten werden insbesondere dort eingesetzt, wo großer Verschleißwiderstand gefordert ist – etwa in der Bodenbearbeitung im Landmaschinenbau oder im Bergbau. In diesen Bereichen konkurriert ADI mit Manganhartstählen und hochlegierten, weißen Gusseisen – bietet dabei jedoch oft eine kostengünstigere Alternative.
Der Verschleißwiderstand lässt sich zusätzlich steigern, indem harte Karbide eingebracht werden. Die so entstehenden Werkstoffe gehören zur Gruppe der karbidischen ADI (CADI), für die aktuell jedoch noch keine Normung besteht.
Zur Anwendung bei hohen Temperaturen wurde ein spezieller Werkstoff entwickelt: hitzebeständiges ferritisches Gusseisen, auch als SiMo-Werkstoff bekannt. Durch den Zusatz von Silizium bildet sich auf der Oberfläche eine schützende Reaktionsschicht, die die Zunderbeständigkeit deutlich verbessert und gleichzeitig die innere Oxidation verringert. Der hohe Siliziumgehalt sorgt zudem für eine ferritische Gefügestruktur. Molybdän als Legierungselement trägt zur Steigerung der Warmfestigkeit bei.
Eine nennenswerte Schädigung dieser Werkstoffe tritt erst dann auf, wenn sie über längere Zeit Temperaturen oberhalb der Austenitumwandlungstemperatur ausgesetzt sind. In diesem Fall kann die schützende Schicht infolge der Volumenänderung bei der Umwandlung aufreißen. SiMo-Werkstoffe werden typischerweise in einem Temperaturbereich von 750 °C bis 800 °C eingesetzt. Typische Anwendungen sind beispielsweise Turboladergehäuse und Abgaskrümmer.
Die Eigenschaften und Anforderungen an SiMo-Werkstoffe sind in der Norm DIN EN 16124 festgelegt.
Rapid Prototyping
Unterstützung ab der ersten Idee
Bereits in der Konzeptphase stehen wir unseren Kunden beratend zur Seite und unterstützen sie aktiv bei der Entwicklung. Ein wesentlicher Bestandteil unseres Angebots ist daher die Bereitstellung funktionsfähiger Prototypen.
Durch den Einsatz moderner Rapid-Prototyping-Verfahren können wir innerhalb kürzester Zeit erste Prototypenteile liefern – und das in seriennaher Qualität. Die eingesetzten Technologien konzentrieren sich dabei auf die Form- und Kernherstellung mit werkstoffgerechten Materialien. Aus gießereitechnischer Sicht legen wir besonderen Wert auf eine praxisorientierte Anwendung dieser Verfahren. Serienrelevante Fertigungsbedingungen und -restriktionen werden bereits im Prototypenstadium berücksichtigt und – etwa bei komplexen Kernmontagen – gezielt getestet. Auf diese Weise lassen sich spätere Überraschungen beim Serienanlauf vermeiden.
Auch wenn die Stückkosten im Rapid Prototyping zunächst höher erscheinen, überwiegt der zeitliche Vorteil in vielen Fällen deutlich. Gleichzeitig entfallen Investitionen in serientaugliche Werkzeuge zu einem frühen Entwicklungszeitpunkt. Dies verschafft Entwicklern die Möglichkeit, verschiedene Konstruktionsansätze im praktischen Versuch zu vergleichen und fundierte Entscheidungen für die Serienlösung zu treffen.
So verkürzen wir die Zeit bis zur Fertigstellung des Produkts und schaffen die Voraussetzungen für einen reibungslosen Übergang in die Serienfertigung.
Mechanische Bearbeitung
Guss und Bearbeitung aus einer Hand – für höchste Effizienz und Qualität
Um Gussbauteile zu fertigen, die höchsten Ansprüchen gerecht werden, ist eine enge Abstimmung zwischen Gießerei und mechanischer Bearbeitung unerlässlich. Wird dieser Prozess auf mehrere Lieferanten verteilt, steigt der Koordinationsaufwand erheblich – was potenziell Zeit, Kosten und Qualität beeinflusst.
Ein klarer Vorteil ergibt sich, wenn beide Schritte – Guss und Bearbeitung – aus einer Hand kommen. So reduziert sich nicht nur der organisatorische Aufwand für den Kunden, sondern auch mögliche Schnittstellenprobleme werden vermieden. Das Ergebnis: ein reibungsloser Fertigungsprozess und hochwertige, einbaufertige Bauteile.
Die Christophorushuette bietet Ihnen diesen Service bereits seit über zehn Jahren – mit hauseigener Bearbeitung und fundierter Erfahrung für ein optimales Endprodukt.
Qualitätsüberwachung
Qualität garantiert – durch höchste Standards in Metallurgie und Formtechnik
Mit unserem breit gefächerten Equipment im Haus sind wir bestens gerüstet:
- umfangreiche Formstoffprüfung
- Spektral-, nasschemische und thermische Analyse
- metallographisches Labor mit automatischer Schliffpräparation und computergestützter Bildanalyse
- Magnetpulverriss- und Farbeindringprüfung
- Ultraschallprüfung
- Zugversuche
- Kerbschlagbiegeprüfung
- Härtemessung nach Brinell
- 3D-CNC-Bauteilvermessung nach CAD-Datensatz
Qualitäts-
überwachungQualität garantiert – durch höchste Standards in Metallurgie und Formtechnik
Mit unserem breit gefächerten Equipment im Haus sind wir bestens gerüstet:
- umfangreiche Formstoffprüfung
- Spektral-, nasschemische und thermische Analyse
- metallographisches Labor mit automatischer Schliffpräparation und computergestützter Bildanalyse
- Magnetpulverriss- und Farbeindringprüfung
- Ultraschallprüfung
- Zugversuche
- Kerbschlagbiegeprüfung
- Härtemessung nach Brinell
- 3D-CNC-Bauteilvermessung nach CAD-Datensatz
Christophorushuette GmbH
Brockhäger Straße 217
D-33330 Gütersloh
Kontakt
Telefon: 05241 9380
E-Mail: info@christophorushuette.de
Bürozeiten
Mo. – Do. 07:30 – 16:00
Freitag 07:30 – 13:00