Silizium metall & Ni-Resist

Abgesehen von allen gängigen Stahllegierungen gießt CIREX auch Teile in SiMo („Silizium-Molybdän“). Diese Eisenzusammensetzung wird dann gewählt, wenn die Teile in einer heißen Umgebung zum Einsatz gelangen, wie es beispielsweise bei Auspuffkrümmern der Fall ist. Die SiMo-Legierung zeichnet sich durch ihre gute Hitzebeständigkeit aus; das Teil funktioniert auch dann noch einwandfrei, wenn es hohen Temperaturen ausgesetzt wird.

Silizium Molybdenum (SiMo)

Dies ist eine hitzebeständige Speziallegierung, die bei hohen Temperaturen zum Einsatz gelangt. Bei diesen so genannten SiMo-Legierungen erhöht Silizium die Hitzebeständigkeit, da es an der Oberfläche eine Schutzschicht bildet. Diese Schutzschicht ist wie folgt aufgebaut (von außen nach innen)

  • Eisenoxide (Fe3O4 und Fe2O3)
  • Eisen- und Eisensiliziumoxide (FeO und Fe2SiO4)
  • Siliziumoxid (SiO2)

Daher besitzt SiMo dank des Siliziums einen guten Widerstand gegen Hochtemperaturoxidation.

Silizium Metall besitzt eine ferritische Materialstruktur, da es zu 90 % aus reinem Eisen besteht. Reines Eisen = Ferrit. Die übrigen Elemente sind neutral (wie Grafit) oder ferritisierend (wie Silizium und Molybdän). Das Legierungselement Molybdän (Mo) wurde hinzugefügt, um die mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit) zu verbessern. Mit Silizium bildet es Carbide. Damit ist das SiMo nicht nur hitzebeständig, sondern auch recht stark.

SiMo-Legierungen gelangen bei Temperaturen bis zu 750 / 800 °C zur Anwendung und dienen als Legierung für beispielsweise Turbos, Auspuffkrümmer oder EGR-Anwendungen („Exhaust Gas Recirculation“). Teile aus SiMo verformen sich nur dann, wenn sie extrem lange Temperaturen über der austenitischen Umwandlungstemperatur ausgesetzt werden. Bei Temperaturen über 750 °C wandelt sich das Ferrit nämlich nach und nach in Austenit um (je höher die Temperatur, desto mehr Austenit), das weniger gute mechanische Eigenschaften hat. Die Deformation beginnt, wenn die Schutzschicht bei der Austenitumwandlung aufreißt. Daher wird SiMo nicht über 800 °C verwendet.
SiMo-Legierungen besitzen die folgenden Eigenschaften:

  • Eisenlegierung ist beständig gegen hohe Temperaturen
  • Kostengünstige Legierung im Vergleich zu anderen hitzebeständigen
  • Legierungen, wie beispielsweise Inconel 625 oder 713
  • Eignet sich für die mechanische Bearbeitung
  • Geringer Expansionskoeffizient

anwendung

Abgasrückführung

Gehäuse mit Ventil im Auspuff zur Abgasrückführung im Abgasrückführungssystem (AGR-System). Diese Methode zur Senkung von NOx wird bei Verbrennungsmotoren angewandt.

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Austenitisches Gusseisen (Ni-Resist)

Charakteristisch für die austenitischen Gusseisensorten ist die bei Raumtemperatur stabile austenitische Grundstruktur. Die meisten Sorten werden mit dem Handelsnamen „Ni-Resist“ bezeichnet, da die austenitische Struktur primär durch einen Nickelgehalt von über 20% gewährleistet wird. Austenitisches Gusseisen zeichnet sich durch die folgenden Eigenschaften aus:

  • Hohe Hitzebeständigkeit
  • Hohe Streckgrenze
  • Geringer Expansionskoeffizient
  • Hohe Korrosionsbeständigkeit
  • Verschleißfestes Material
  • Nichtmagnetisches Material
  • Dank dieser typischen Eigenschaften haben austenitische

Gusseisensorten eine gute Wettbewerbsposition im Vergleich zu nicht rostenden, hitzebeständigen Nickellegierungen. Ni-resist besitzt fast die gleichen mechanischen Eigenschaften wie hochwertige Nickellegierungen, ist jedoch viel kostengünstiger. Aus diesem Grund ist die Legierung wirtschaftlich sehr interessant für Teile, die hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

Mechanische Eigenschaften

CX nr.Mat. Nr.BezeichnungWärmebehandlungElastizitätsgrenze Rp0,2Zugfestigkeit (N/mm²)Dehnbarkeit (%)Härte (HB)Hitzebeständigkeit bis
90-GJS-X SiMo 5-1Ferritic annealing> 550> 650> 3200-270780/820 ℃
91-Ni-Resist D-5SStabilising annealing> 250> 450> 10131-193870/950 ℃

*Guideline for maximum application temperature for cast piece/gas

Vorteil des Wachsausschmelzverfahrens:

SiMo und Ni-Resist werden im Wesentlichen mit dem Sandformgussverfahren gegossen. Teile wie beispielsweise Auspuffkrümmer sind oft dickwandig, wobei die Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit keine so große Rolle spielen.

Wenn es der Anwendungszweck verlangt, dass die Teile maßgenau beziehungsweise dünnwandig sind und/oder eine gute Oberflächenqualität aufweisen, dann erreicht der Sandformguss schnell seine Grenzen. CIREX hat einen Prozess entwickelt, mit dem sich diese Eigenschaften durchaus verwirklichen lassen. Mit unserem automatisierten und zudem stabilen Gießverfahren können wir die Teile in mittelgroßen bis großen Serien in SiMo und Ni-Resist gießen.

Dank der Herstellung mit der Wachsausschmelzmethode können auch Teile mit komplexer Form gegossen werden. CIREX versucht immer, jedes Gussteil so zu optimieren, dass keine oder nur eine minimale Nachbearbeitung erforderlich ist. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Kosteneinsparung, sowohl in Bezug auf das Material als auch die Nachbearbeitung.

Vorteile des Gusses nach dem Wachsausschmelzverfahren:

  • Möglichkeit der dünnwandigen Konstruktion
  • Hohe Oberflächenqualität
  • Hohe Maßgenauigkeit
  • Keine oder nur minimale Nachbearbeitung erforderlich
  • Erhebliche Kosteneinsparung in Bezug auf das Material
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