Formguss

Unter Formguss versteht man die Gesamtheit technisch gegebener Möglichkeiten, geschmolzene Metalle – entweder rein oder als Legierung – in eine von der künftigen Verwendung bestimmte Form zu bringen. Dies schließt moderne Techniken, wie den Gradientenguss und den fertigungstechnisch verwandten Hybridguss ein, nicht aber das Gießen von Rohlingen, die den späteren Verwendungszweck zwar andeuten, aber intensiv weiterbearbeitet werden müssen (Beispiele: Gesenkschmieden, Tiefziehen).

Geschichtliches

Die Herstellung metallischer Schmuck- und Gebrauchsgegenstände durch Vergießen geschmolzenen Metalls in eine Form war schon in der frühen Bronzezeit bekannt. Funde, die bereits auf Kleinserien schließen lassen, zeigen dies und geben zugleich Aufschluss über Kenntnisse der Formherstellung aus verschiedenen Materialien. Die einfachste Form diente dem einmaligem Abguss von Büsten und Statuen und wurde nach Erkalten des Gussteils durch Zerschlagen von diesem abgetrennt, eine Technik, die im Glockenguss als „verlorene Form“ bis heute überdauert hat. Eine andere Entwicklung nahm der „Herdguss“ , bei dem in eine nach oben offene Form gegossen wurde, die durch einfaches Eindrücken einer Gussvorlage in das Formbett entstand. Die Unterseite des Abgusses zeigte dann die gewünschte Konturierung. Auch diese Formtechnik eignete sich nur für einen Abguss, der jedoch nach Auffrischung des Formbetts wiederholt werden konnte. Ein großer Schritt war die Erfindung des bis heute bekannten Wachsausschmelzverfahrens. Dazu wurde ein Modell aus Wachs benutzt, einem Material, das erlaubte, jede gewünschte Feinheit der Modellvorlage herauszuarbeiten. Das Wachsmodell wurde danach vollständig in eine sich anpassende und dennoch standfeste Tonmasse eingebettet, das Wachs durch Erhitzen ausgeschmolzen und an seiner Stelle das verflüssigte Metall oder die Legierung in den entstandenen Hohlraum eingegossen. Nach dem Erkalten wurde die tönerne Form abgeschlagen. Für eine Serienfertigung war diese Technik wenig geeignet. Schon im 12. Jahrhundert a.c.n. finden sich daher zweiteilige Gießformen aus Bronze, mittels derer man Beile in Serie zu gießen vermochte.

Zu technischer Bedeutung gelangte der Formguss erst gegen Ende des 18. Jahrhunderts, als die Gusseisenzeit den Eintritt in das Industriezeitalter markierte. Einzelteile aus Eisenguss wurden serienmäßig in Sandformen hergestellt und zu Konstruktionen verbunden. Einige sind als Industriedenkmale bis heute erhalten geblieben.

Heute hat Eisenformguss vielfältigeren Ansprüchen zu genügen. Neue Entwicklungen erlauben es sogar, den bisherigen Gewichtsnachteil gegenüber Aluminiumguss auszugleichen und bei extremer Dünnwandigkeit die Ansprüche moderner Motorentechnik zu erfüllen (ADI, austempered duktile iron).

Die zu Beginn des 21. Jahrhunderts aktuellste Entwicklung bei Formguss ist die Bionik, die sich hinsichtlich Formgebung und Stabilität am menschlichen Knochenbau und dessen Strukturen orientiert. Ziel ist optimale Festigkeitswerte mit Leichtbau und Gewichtsersparnis zu verbinden.

Modellbau als Voraussetzung der Formherstellung

Einfach ausgedrückt ist jede Gussform (gleichbedeutend auch Gießform) ein Hohlraum, der mit geschmolzenen Metall gefüllt wird und ihn bei der Erstarrung unter Berücksichtigung ihm von seiner Ausformung vorgegebener Einzelheiten wiedergibt. Dies geschieht mit Hilfe eines Modells, das dem späteren Gussstück unter Berücksichtigung des linearen Schwindmaßes bei der Abkühlung von der Gieß- auf die Raumtemperatur genauest möglich entspricht.

Es ist dabei zu unterscheiden zwischen verlorenen und mehrfach einsetzbaren Modellen aus Gipsmasse, Holz, Kunstharzen oder Metall.

Der Modellbau ist ein technisches Spezialgebiet. Früher fertigte man die Modelle zumeist nur aus Holz (daher die alte Berufsbezeichnung „Modellschreiner oder -tischler“). Die in ihren Möglichkeiten sich seit Ende des 20. Jahrhunderts ausweitende Digitalisierung kann mittels Computer im CAD/CAM - Verfahren aus einer vorliegenden Zeichnung ein dreidimensionales Modell entweder aus Schichten von Kunstharz oder aus gespritztem Metallpulver aufbauen. Umgekehrt ist auch das Ausfräsen eines Modells aus dem Vollen möglich. Da sich Modelle mit dieser Technik leicht herstellen und auch verändern lassen, ermöglicht sie die Herstellung von Probeabgüssen vor der Fertigung des serientauglichen Modells. Für die Herstellung dünnwandiger Gussteile oder solcher mit unterschiedlichen Wandstärken geht dem zunehmend die Simulation des Gieß- und Erstarrungsprozesses voraus. Sie zeigt Schwachstellen bei Formfüllung und Erstarrungskontraktion auf, die dann bei der Herstellung des Modells berücksichtigt werden.

Das für die Modellherstellung verwendete Material bestimmt die Zahl, der mit ihm herzustellenden Formen. Gussstückgetreue, gespritzte Metallmodelle können als Prototypen ein Gussstück ersetzen, sogar Kleinserien sind damit möglich.

Verwickelte Gussstücke, wie etwa der Motorblock oder der Zylinderkopf eines Automobilmotors, verlangen von den erforderlichen Modellen noch die Berücksichtigung notwendiger, innerer Kerne aus Metall, Sand, Salz oder anderen mineralischen Stoffen, die nach dem Guss entfernt werden und dann die technisch erforderlichen Hohlräume des Gussstücks wiedergeben. Es gibt sowohl Einzelkerne als auch „Kernpakete“ aus miteinander verbundenen Einzelkernen.

Formstoff und Formherstellung

Ein Unterscheidungsmerkmal beim Formguss bezieht sich auf den verwendeten Formstoff, das Material aus dem die Form gebildet wird, wobei dies unabhängig von der Modelltechnik zu sehen ist.

Sandguss

Unabhängig von Neuerungen ist das Gießen in einmalig zu nutzende Sandformen auch im 21. Jahrhundert noch „Stand der Technik“.

Bildguss, unsigniert, ca. 1900, vielfach aufgelegt, unlimitiert

Der Formsand kann tongebunden oder chemisch gebunden sein. Natursand, der in Formsandgruben abgebaut wird, ist stets tonhaltig, eine Voraussetzung für Bindefähigkeit und Bildsamkeit. Da Natursand Schwankungen in seiner Zusammensetzung ausgesetzt sein kann, bevorzugt man für hochwertigen Sandguss reinen Quarzsand, der mit präzise dosierten, quellfähigen und bindenden Zusätzen auf Basis des Minerals Bentonit aufbereitet wird, um den Hauptforderungen optimaler Druck-, wie Scherfestigkeit (wichtig für Stabilität von Kanten) zu genügen.

Die Alternative zu tongebundenem Sand ist der chemisch gebundene. Körner reinen Quarzsandes werden mit einer dünnen Kunstharzschicht umhüllt, die entweder zufolge Polymerisation selbstaushärtend ist, oder beim Erwärmen einem thermischen Prozess unterliegt, der bindend wirkt und die Festigkeit der Form sichert.

Bentonit und kalt- oder warmabbindende Kunstharze werden als Formstoffzusätze bezeichnet. Der Zusatz beträgt je nach Stoff zwischen 0,3 und 3 bis 5 %. Bei Eisen- und auch Schwermetallguss wird zur Erlangung einwandfreier Gussoberflächen vorwiegend Steinkohlenstaub als Glanzkohlenstoffbildner zugesetzt, aber auch andere Kohlenstoffträger werden angewendet. Beim Vergießen von Magnesium oder magnesiumreichen Aluminiumlegierungen dient ein Zusatz von Borsäure zur Begrenzung der Formstoffreaktion.

Bentonit und Kunstharze werden unter mehreren Techniken – dazu zählt der Einsatz silikatischer Bindemittel (Wasserglas) – auch für die Herstellung der zur Vervollständigung der Form nötigen Sandkerne herangezogen.

Die Sandformen werden meist im zwei- oder auch mehrteiligen Formkasten, oder – bei weiter entwickelter Technik – „kastenlos“ erstellt. Für große Teile gibt es noch das Bodenformverfahren und die Formgrube. Beim Kastenformverfahren wird das Modell im so genannten Unterkasten, der unteren Formkastenhälfte, in weniger groben, die Konturen des Gussstücks ausprägenden Modellsand eingebettet, danach erfolgt Verdichtung des Formstoffs unter gleichzeitigem Auffüllen mit „Füllsand“. Mit der zweiten Hälfte wird gleichermaßen Verfahren, Anschnitte und Gießläufe ausgeformt, schließlich das Modell „ausgehoben“ und die beiden Hälften zusammengelegt.Die Massenherstellung der Sandformen übernehmen heute Formmaschinen, deren Technik von der Handsteuerung bis zum Vollautomaten reicht.

Das Herstellen der Formen und Kerne von Hand ist wegen des damit verbundenen Aufwands an Arbeitszeit heute nur in Ausnahmefällen im Gebrauch. Dies gilt besonders für Einzelstücke und Kleinserien, sowie unter Verwendung speziell feiner Formsandmischungen bei handwerklichem Kunstguss.

Die fertigen Formen werden entweder, wie bei Aluminium der Fall, „nass“ („Nassguss“), also unter Beibehaltung eines natürlichen, oder zuvor eingestellten Wassergehaltes abgegossen, oder zuvor getrocknet („Trockenguss“) - ein Verfahren, das für Teile aus Kupferlegierungen bevorzugt wird, weil die gasbildende Reaktion zwischen flüssigem Metall und Formstoff entfällt. Auch in der Eisen- und Stahlgießerei und den dort üblichen größeren Gussteilen wird in getrocknete Formen abgegossen, weil sie standfester als Nassformen sind.

Eingeführte Praxis ist es beim Gießen größerer und starkwandiger Stücke die Erstarrungszeit und damit das Gefüge der Gussteile dadurch günstig zu beeinflussen, dass an entsprechenden Stellen Kühleisen in die Sandform eingebaut werden. Zur Ergänzung und um langsam erstarrende Partien möglichst lange mit flüssigem Metall zu versorgen, werden „Speiser“ gesetzt. Häufig erfahren diese - auch der Eingusstrichter - noch eine exotherme, aluminothermisch Hitze erzeugende Auskleidung. Sie soll ein vorzeitiges Einfrieren der zur Dichtspeisung, das heißt Lunkerfreiheit, unabdingbaren Nachspeisung des beim Erstarren einer Volumenverringerung unterliegenden Gussstücks verhindern. Je nach den Gegebenheiten werden zusätzlich noch exotherm reagierende, pulvrige Gemische auf Eingusstrichter und Speiserköpfe gegeben.

Für sehr große Gussstücke wird die Form gemäß den Vorgaben des Modells in einer Grube hergestellt. Der Formstoff ist ein furanharzgebundener Sand. Eine Größen- und Gewichtsbegrenzung ergibt sich allein aus den technischen Möglichkeiten der jeweiligen Gießerei. Das bisher weltweit schwerste Teil aus Gusseisen wiegt unbearbeitet 252 t. Dazu müssen 270 t flüssige Schmelze von 1350° bereitgestellt und in zwei Minuten vergossen werden. Das Ausformen kann erst nach 14 Tagen Abkühlungszeit erfolgen. Nach dem auf O,1 - 0,2 mm präzisen Abfräsen auf einer der weltgrößten Portalfräsen beträgt das Fertiggewicht noch 220  t. .

Da alle Sandformen nur einem einzigen Abguss dienen, kommt der nach dem Leeren der Formkästen anfallende Sand früher oder später als „Altsand“ auf eine Halde. Mehrfache Verwendung (recycling) ermöglicht ein einfaches Aufbereitungsverfahren: Der abgekühlte Altsand wird gesiebt, dabei von Knollen, Metallspritzern und Resten des Kernmaterials („Kernstützen“) befreit; mittels einfacher Prüfverfahren wird der Feuchtigkeitsgehalt ermittelt, fehlende Feuchtigkeit und Bindemittel werden ergänzt und das Ganze neu gemischt. Kunstharzgebundene Formsande werden in einem thermischen Verfahren aufbereitet, das als Endprodukt wieder zu reinem Quarzsand führt, der erneut mit Kunstharz versetzt wird.

Die mechanisierte Herstellung von Sandformen für Großserien, etwa im Motorenguss, gilt unverändert als „Stand der Technik“. Eine „Ductalalucast“ (geschütztes Verfahren und Bezeichnung) verbindet die Vorteile mechanisierter Herstellung von Sandgußformen, insbesonderer vielfacher für Kleinteile, mit dem Vorteil der steigenden Formfüllung im Niederdruckgießverfahren (siehe bei metallische Dauerformen). Nachgewiesene Verbesserungen der mechanischen Werte betragen für die Legierung EN AC-AlSi7Mg0.3 gegenüber konventionellem Sandguß 30 % bei der Zugfestigkeit und bis zu 100 % für Dehnung und Ermüdungsfestigkeit.

Eine Alternative zu Sandguss gab es bereits in der Bronzezeit, als für einfache Aufgaben die ersten Dauerformen erfunden wurden, deren Voraussetzung es allerdings war, aus einem gegenüber der Hitze des geschmolzenen Metalls beständigem Material zu bestehen. Die Schmelztemperatur der Dauerform musste deutlich über der des zu vergießenden Metalls liegen. Immerhin war es damals bereits möglich, Kupferbeile „serienmäßig“ in einer vermutlich mit schützender Tonmasse ausgestrichenen Bronzeform herzustellen.

Andere Formstoffe und Formverfahren

Der für Sandguss geltende Oberbegriff der verlorenen Form als Gegensatz zur Dauerform umfasst historisch auch offene Formen aus Lehm und Kuhmist, aus Sandstein, aus gebranntem Ton, aus Gips, aus Kunstharz (Croning-Masse) und weiteren Materialien, die nur für einen Abguss beständig sind. Zinnfiguren und -geräte lassen sich sogar in bei gegebener Temperatur resistente Chlorkautschukformen abgießen.

Technisch bedeutend bei der Herstellung von Präzisionskleinteilen ist Feinguss geworden. Es werden sowohl Titanlegierungen vergossen, als auch Stahl und Kupferlegierungen. Die Formgebung erfolgt zumeist im Wachsausschmelzverfahren, also ähnlich dem Glockenguss, oder mittels ausbrennbarer Kunststoffe für die Modellierung (siehe unter Modelltechnik). Die Wachsmodelle können in beliebiger Zahl mit Hilfe von einfachen Formen hergestellt werden. Als Formstoff für das Abgießen dienen keramische Massen, die als Schale oder Block um das Wachsmodell gelegt werden. Diese Schalen werden – traubenförmig zusammengesetzt – an einen Metallzulauf angehängt. Im nächsten Schritt werden dann das Wachs unter gleichzeitiger Härtung des Formstoffs ausgeschmolzen und die konturenscharfen Formhohlräume mit Schmelze gefüllt. Nach deren Erkalten wird die Formschale abgeschlagen.

Ursprünglich nur für Kleinteile gedacht, werden im Feinguss auch größere Teile mit Kostenvorteilen gegenüber einer Fertigung in Sandguss hergestellt.

Auch die Kunstgießerei verwendet das Verfahren für Einzelstücke und Serien.

Petschaft in Feinguss aus Kupferlegierung

Das Feingussverfahren erlaubt bisher schon die Herstellung von Stahlteilen, jedoch in der Grösse begrenzt und mit erheblichen Kosten. Eine neue Entwicklung sieht vor, dünnwandige (>2 mm) Stahlgußteile im Niederdruckgießverfahren in entsprechend entwickelten Sandformen herzustellen.

Als ein verwandtes Verfahren kann der „Vollformguss“ angesehen werden, weil er ebenfalls mit verlorenen Modellen arbeitet. Die Modelle werden aus Polystyrol hergestellt und eingeformt, wozu es verschiedene Techniken gibt. Beim Füllen der Form wird das Modell rückstandslos in eine Gasphase übergeführt.

Den neueren Gießverfahren für Leichtmetalle ist der Gradientenguss zuzuordnen. Hier wird eine Sandform mit zwei Schmelzen gefüllt, die weniger beanspruchten Teile des Gussstücks mit Magnesiumlegierung, die übrigen mit Aluminiumlegierung.

Fertigungstechnisch verwandt ist der Hybridguss, der bei der Herstellung von Kurbelgehäusen Anwendung findet. Hier wird für thermisch belastete Zonen des Gussstücks ein vorgefertigtes „Insert“ aus einer übereutekischen Aluminium-Siliziumlegierung, das zudem noch mit AlSi12-Legierung beschichtet ist, in die Form eingesetzt und dann mit einer Magnesiumlegierung umgossen. Die erzielbare Gewichtreduzierung des Kurbelgehäuses kann 25 % betragen.

Metallische Dauerformen

Ungeachtet dieser frühen Erkenntnisse blieb die Sandform bis in die neuere Zeit vorherrschend. Mit einem Anteil von nur noch knapp 20 % bei Leichtmetallguss ist sie dies nicht mehr, aber – inzwischen hoch mechanisiert – ist sie für verwickelte und kernreiche Gussteile unverzichtbar. Ein erster Bedeutungsverlust ist bereits um 400 a.c.n. zu verzeichnen. Man verwendete metallische Dauerformen aus Gusseisen, das sich als der gegenüber Bronze hitzebeständigere Werkstoff gezeigt hatte. Im 20. Jahrhundert sind an die Stelle des Gusseisens mehrheitlich Spezialstähle getreten, deren ausgefräster und an entscheidenden Stellen mit ebenfalls metallischen Kernen bestückter Hohlraum dem gewünschten Gussstück entspricht und bei Großserien fertigungswirtschaftliche Vorteile bietet.

Als „klassisches“ Dauerformverfahren gilt der industriell unbedeutend gewordene Sturzguss, der bei der Herstellung von Hohlkörpern aus Zinklegierung angewendet wurde: Man füllte eine gusseiserne Form mit Schmelze, wartete die von der Formwand her einsetzende erste Erstarrungsphase ab, kippte (stürzte) die Form und ließ das noch nicht erstarrte Restmetall in die Schmelze zurückfließen. Nach dem Öffnen der Form erhielt man eine offene Kanne, eine Vase, oder eine Urne.

Einer metallischen Dauerform, die auch Gussstücke ermöglicht, die einen oder mehrere, hierzu aus Stahl gefertigte Kerne benötigen, bedient sich der Schwerkraftkokillenguss (auch „gravity die-cast“ genannt). Die Füllung der Kokille, die mit einer die Form schonenden und die Erstarrung lenkenden „Schlichte“ ausgekleidet ist, erfolgt mit einem von Hand geführten, oder automatisierten Gießlöffel. Nach vollständiger Erstarrung in der Form werden die Stahlkerne mit dem sogenannten „Knippeisen“ gezogen, das Gussteil entnommen und die Kokille für den nächsten Abguss vorbereitet. Dazu gehört auch die Prüfung der Schlichtung, die durch den Temperaturwechsel stark beansprucht wird und bei Bedarf von Hand, mittels Sprühgerät oder auch vollautomatisiert nachgebessert werden muss. Für Aluminiumkokillenguss haben sich isolierende, raue Schlichten bewährt, deren Haltbarkeit erheblich verlängert werden kann, wenn sie mit einem dünnen nanokeramischen Film überzogen werden.

Eine auf die Fertigung hochwertiger Gussteile in großen Stückzahlen eingerichtete Variante ist der „Niederdruckkokillenguss“. Innerhalb eines geschlossenen Systems, das von einem Ofen mit gießbereiter Schmelze und dem Steigrohr gebildet wird, das zur Kokille – meist sogar einer Mehrfachkokille – führt, bewirkt die Öffnung einer Pressluft- oder Inertgaszufuhr eine Druckbeaufschlagung der Schmelze, die darauf über das Steigrohr die Kokille(n) erreicht und diese unter anhaltendem, jeder Lunkerung oder Porenbildung entgegen wirkendem Druck füllt. Eine Taktsteuerung hebt nach Erstarrung des Metalls in der Kokille den Druck auf, gibt die erstarrten Gussteile frei und lässt das noch im Steigrohr befindliche Metall in den Warmhalteofen zurücklaufen. Ein neuer Takt kann beginnen.

Datei:Formguss Dauerformguss Niederdruckguss Radfelge .jpg

Aluminiumlegierung Niederdruckguss

Nicht nur metallische, auch mit anorganischen Zusätzen oder Kunstharzen gebundene Kerne aus Sand oder anderen verdichtbaren Materialien werden im Kokillenguss eingesetzt und dies dort, wo ein Metallkern technisch nicht möglich ist. Ein bekanntes in dieser Technik hergestelltes Teil ist der Wasserzähler.

Zwischen Sandguss und Kokillenguss steht eine Technik der Formherstellung, bei der die Erstarrung der Außenwände des Gussstücks von einer angepassten Kokille bestimmt wird, die des Forminneren, mit seinen zweckbestimmten Hohlräumen, dagegen von einem durch Bindemittel verfestigtem Sandkern. Dieser kann ein Einzelkern sein, in der Praxis sind indessen aus Einzelkernen zusammengesetzte Kernpakete die Regel. Im Interesse leichterer Entfernung der Kerne nach dem Abgießen der Form werden auch wasserlösliche Salzkerne verwendet.

Salzkerne werden heute zu meist bei der Herstellung von Dieselkolben eingesetzt. Der Salzkern wird nach dem Abkühlen des Kolbenrohlings rückstandsfrei aus dem Gussteil herausgewaschen. Generell kann man zwischen gebundenen und gesinterten Salzkernen unterscheiden. Gebundene Salzkerne bestehen aus NaCl und organischen Harzen. Gesinterte Salzkerne bestehen aus Natriumchlorid (Kochsalz) und Zuschlagsstoffen. Die sehr guten Festigkeitseigenschaften von gesinterten Salzkernen ermöglichen darüber hinaus einen Einsatz im Druckguss.

Zu den erst im Kokillengießverfahren für eine wirtschaftliche Massenfertigung geeigneten Teilen zählen zahlreiche zuvor aus Blechen zusammengelötete Gerätschaften, wie der Vergaser von Ottomotoren.

Obwohl in vieler Hinsicht modernisiert und auch heute noch für die Erstellung hochfester Teile im Fahrzeugbau üblich, zeigte sich das Verfahren für die Herstellung sehr großer Serien als zeitaufwändig. Dieser zugleich kostenträchtige Umstand gab bereits nach dem Ersten Weltkrieg Anlass, eine produktivere Gießtechnik in Dauerformen zu entwickeln. Nach zögerlichem Beginn um 1920, beginnend mit Zinklegierungen, hat sich die Technik der Dauerformfüllung mit unter hohem Druck eingespritztem Metall binnen eines knappen Jahrhunderts bei Aluminium- und Magnesiumguss soweit durchgesetzt, dass mehr Legierungen im „Druckgießverfahren“ als auf andere Weise verarbeitet werden. Wurde die Technik in ihren ersten Jahren noch mehrheitlich für kleinere Teile eingesetzt, wofür Maschinen mit 250–500 kN Schließkraft genügten, so sind heute Maschinen mit Schließkräften von 4000 kN und mehr imstande, auch großflächige, dünnwandige Teile herzustellen, wie Türen, Motorhauben, Kofferraumdeckel für Automobile. Der einschlägige Maschinenbau hat diesen „Quantensprung“ mitgetragen. Druckgießen ist zu Beginn des 21. Jahrhunderts die am weitesten automatisierte Variante des Formgusses.

Datei:Formguss Metallische Dauerformen Druckguss Stern .jpg

Zinkdruckguss, verchromt

Eine weiterentwickelte Gießtechnik, bei der die Form vor der Befüllung evakuiert wird, erbringt poren- und einschlussfreien Guss und macht damit auch druckgegossene Teile einer die mechanischen Werte stark verbessernden Wärmebehandlung zugänglich. In vielen Fällen können sie ohne jede Nachbearbeitung eingebaut werden. Der Anteil am gesamten Formguss von Leichtmetallen (nach Zahlen aus dem Jahr 2005 ca. 700.000 t) steigerte sich als Folge der neuen Techniken auf über 65 %.

Formateguss

Dem hier besprochenen Formguss, also der für Klein- bis Großserien definierten Formgebung bei gleichzeitig entweder „verlorener“ oder in vorbestimmten Grenzen „dauerhafter“ Form, ist der mengenmäßig bedeutendere Formatguss, auch Formateguss/Halbzeugguss genannt, nur insoweit verwandt, dass Flüssigmetall in eine zur Weiterverarbeitung günstige Form gebracht wird.

Die Formgebung erfolgt dabei im Stranggießverfahren mittels runder, recht- oder viereckiger (Kragen-)Kokillen, die ungeachtet der speziellen Gießtechnik dennoch den metallischen Dauerformen zuzuordnen sind und die Herstellung von runden Pressbarren oder rechtwinkligen Walzbarren ermöglichen.

Datei:Formguss Formateguss Rundbarren .jpg

Formguss Formateguss Rundbarren

. Formateguss kommt sowohl aus den Hütten-Gießereien (cast-houses), die an die Primäraluminium aus Tonerde erzeugenden Primärhütten angeschlossen sind, aber auch aus mit der Verwertung von Altaluminium und Aluminiumabfällen befassten Recycling- oder Sekundärhütten.

Die gegossenen und je nach Legierung entweder bei Raumtemperatur ausgelagerten, oder in besonders ausgelegten Öfen „angelassenen“ Barren sind als „unfertiges Halbzeug“ nur Vormaterial für die endgültige Verarbeitung durch Ziehen, Walzen Pressen, Schmieden und die Endprodukte dieser Verfahrensgänge in Form von Blechen, Profilen, Drähten, Folien, Dosen und anderem.

Von den Anforderungen an die Weiterverarbeitung – weniger Walzgänge für die Dünnblechfertigung – ist das Bandgießen bestimmt. Die Kragenkokille des Stranggusses wird dabei durch zwei wassergekühlte, in ihrer Umdrehungsgeschwindigkeit gesteuerte Rollen ersetzt. Zwischen sich lassen sie einen Spalt, in den die Schmelze einfließt und im Zuge der Drehung zum Band erstarrt wieder freigegeben wird.

Wirtschaftliche Bedeutung (Produktionsmengen)

Hinsichtlich der Menge an gegossenen Produkten führt Eisenguss mit deutlichem Abstand vor NE-Metallguss, der wiederum vom Leichtmetallguss beherrscht wird. Leichtmetallguss liegt mengenmäßig an zweiter Stelle, wobei jedoch die von der physikalischen Dichte bestimmten Gewichtsunterschiede zu beachten sind. Ein Kilogramm Aluminiumguss ist insofern für eine Statistik des gegossenen Volumens drei Kilogramm Eisenguss gleichzusetzen. Die a. a. O. für das Jahr 2005 genannten 700.000 t Leichtmetallformguss entsprächen im Volumen 2,1 Millionen t Eisenguss. Die Statistik der Weltgussproduktion im Jahr 2007 nennt - bei einigen kleineren Ungenauigkeiten in der zeitlichen Erfassung - für alle teilnehmenden Länder eine Produktionsmenge von rund 95 Mio t. Der Anteil Deutschlands beträgt 5.840 Mio t. Die NE - Metalle sind darin enthalten mit 853,756  Aluminium und Legierungen, 96,575 t Kupfer und Legierungen, 31,659 t Magnesium, 72,320  t Zink und Legierungen. Sie summieren sich zusammen mit der Position "sonstige NE-Metalle" zu 1,056,558  Mio t. Dies entspricht einem Anteil von ca. 18 % an der deutschen Gesamterzeugung von Formguss

Herangezogene Literatur

• Heinz Wübbenhorst: „5000 Jahre Giessen von Metallen“. Düsseldorf: Gießerei-Verlag GmbH, 1984, ISBN 3-87260-060-5.
• GIESSEREILEXIKON, 17. Auflage 1997, Schiele und Schön, Berlin, ISBN 3-7949-0606-3.
• Josef Bersch: Lexikon der Metall-Technik. Handbuch für alle Gewerbetreibenden und Künstler auf metallurgischem Gebiete. Wien, Pest, Leipzig: A. Hartleben's Verlag. ca. 1899. Ohne ISBN.
• Roland Irmann: „Aluminiumguss in Sand und Kokille“ (Kapitel Sandguss, sowie Kokillenguss), 1. Auflage 1935 und 5. Auflage 1952. Düsseldorf: Verlag Aluminiumzentrale e.V. Ohne ISBN.

Weblinks

• Verein deutscher Gießereifachleute VDG
• Verein deutscher Eisenhüttenleute VdEH
• Deutscher Formermeisterbund e.V.
• Gesamtverband deutscher Metallgießereien GDM
• Industrieverband Gießereichemie e.V. IVG