Das Kokillengießverfahren

Das Kokillengießverfahren ist ein Gießverfahren, bei dem eine Schmelze über einen oben liegenden Einguss in eine Kokille genannte metallische Dauerform gegossen wird und deren Hohlraum allein infolge der Schwerkraft ausfüllt.


Kolben eines Dieselmotors. Schwerkraftkokillenguss, bearbeitet, Kolbenlegierung.

Gießverfahren

Sturzgießen
Schwerkraftgießen
Kipptiegelgießen (durch Niveauverschiebung)
Niederdruckgießen

Sturzguss

Das einfachste eine Dauerform nutzende Verfahren ist der Sturzguss, der vornehmlich bei Legierungen mit niedrigem Schmelzpunkt Anwendung findet. Eine meist zweiteilige Form, deren Innenseite die Konturen des Gussstücks wiedergibt, wird mit Schmelze gefüllt. Nach kurzer Zeit bildet sich eine Erstarrungsschicht, der noch flüssige Rest der Schmelze wird in den Tiegel zurückgegeben und das Gussstück nach weiterer Abkühlung der Form entnommen.

Es muss bei Konstruktion jeder Kokille darauf geachtet werden, dass das flüssige Metall alle Formbereiche füllt, bevor in den vom Einguss entfernten und dünnwandigen Partien die Erstarrung einsetzt. Um das Entstehen von Volumendefiziten, die Bildung von Lunkern, zu verhindern, ist es meist erforderlich, bei bestimmten Partien des Gussstücks die Erstarrung entweder durch Isolation zu verzögern oder sie durch Kühlstifte zu beschleunigen. Um Hohlräume bzw. komplexe Konturen abzubilden, sind Gießkerne, auch in Form von Kernpaketen, erforderlich, die vor der Formfüllung an entsprechenden Stellen der Kokille fixiert werden. Nach Abkühlung wird die Form geöffnet und das Gussteil entnommen. Die eingesetzten Kerne, deren Bindemittel vergast oder verbrannt ist, werden durch eine Rüttelvorrichtung aus dem Gussteil entfernt. Auch Salzkerne finden Verwendung, zu deren Entfernung das Gussteil in Wasser gelegt wird. Metallische Kerne werden mit einem Knippeisen gezogen, bevor die Form geöffnet wird.
Niederdruckgießen
→ Hauptartikel: Niederdruckgießen

Eine Variante ist das Niederdruckgießverfahren. Die Schmelze gelangt hierbei durch ein Steigrohr in die Kokille, sobald der Badspiegel druckbeaufschlagt wird. Die Technik begünstigt dichten und porenfreien Guss, wichtiges Einsatzgebiet ist die Fertigung von Aluminiumfelgen für Automobile.

Mit einer Kokille können bis zu 100.000 Abgüsse getätigt werden. Im Hinblick auf die Kosten der Formherstellung sieht man eine Menge von 10.000 Stück als Grenze der Wirtschaftlichkeit an.
Gusswerkstoffe

Zink
Aluminium
Messing
Siliziumtombak
Stahl

Anordnung nach steigender Festigkeit und Gießtemperatur.
Vorteile

geringerer Platzbedarf gegenüber Sandgussverfahren
Vollmechanisierung mittels Robotereinsatz möglich
glatte Oberflächen durch Formschlichtung
stückabhängig hohe Gießleistung
im Niederdruckgießverfahren porenarmer und dichter Guss
geringe Wanddicken

Quelle