An einem Rohgussteil lautet die Frage, ob genug Bearbeitungszugabe vorhanden ist, um das Endmaß zu erreichen. Stellt sich das Gegenteil erst bei laufender Bearbeitung heraus, sind bereits Maschinenstunden in ein Ausschussteil geflossen.
- ✓ Prüfung der Bearbeitungszugabe, bevor das Teil auf die Maschine kommt
- ✓ Hohe Durchdringung für Gusseisen und stark schwächende Werkstoffe
- ✓ Velocity Mode als indirekter Nodularitätstest
- ✓ Hohe Verstärkung auf rauen Gussoberflächen
- ✓ A-Scan, um das Rückwandecho von einer Porosität zu unterscheiden
- ✓ Kein Schnitt: das Teil bleibt bearbeitbar
Ein Gussteil kommt mit Formen, die dem Modell folgen, nicht der fertigen Zeichnung: Die Rohwand muss das Konstruktionsmaß plus die abzutragende Zugabe enthalten. Hat der Guss eine Kernverschiebung oder einen unvorhergesehenen Schwund erfahren, kann dieser Spielraum an einer bestimmten Stelle fehlen, und das Teil erweist sich erst als unbrauchbar, wenn das Werkzeug diesen Bereich erreicht.
Die Dicke des Rohteils vor der Bearbeitung zu messen schließt dieses Risiko aus. Das Problem ist, dass Gusseisen und viele Gusslegierungen schwierige Werkstoffe für den Ultraschall sind: Sie schwächen stärker als Walzstahl, haben ein grobes Korn, das den Schallbündel streut, und raue Oberflächen, die die Ankopplung verschlechtern. Nötig sind hohe Sendeenergie, einstellbare Verstärkung und ein A-Scan, um zu verstehen, was man sieht.
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Hinzu kommt eine besondere Anwendung des Verfahrens beim Sphäroguss: Die Schallgeschwindigkeit im Gusseisen ändert sich mit dem Nodularitätsgrad des Graphits. Misst man die Geschwindigkeit an einem Teil bekannter Dicke, erhält man einen indirekten Kennwert der Nodularität, in der Gießerei als schnelle Prozesskontrolle genutzt.
Warum Gusseisen ein schwieriger Werkstoff ist
| Faktor | Auswirkung auf die Messung |
|---|---|
| Grobes Korn | Streut das Schallbündel und erzeugt Grundrauschen |
| Hohe Schwächung | Das Rückwandecho kommt schwach zurück: mehr Energie ist nötig |
| Veränderliche Geschwindigkeit | Sie ändert sich mit dem Nodularitätsgrad: Tabellenwerte unzuverlässig |
| Raue Oberfläche | Schwierige Ankopplung: mehr Koppelmittel und Verstärkung nötig |
| Porosität und Lunker | Sie können Zwischenechos erzeugen, die mit der Rückwand verwechselt werden |
Der Velocity Mode als Nodularitätstest
Im Gusseisen kann der Graphit lamellar oder kugelig vorliegen, und die Form ändert die elastischen Eigenschaften des Werkstoffs.
- Die Schallgeschwindigkeit steigt mit dem Nodularitätsgrad
- Der Velocity Mode ermittelt sie durch Messung an einem Teil bekannter Dicke
- Der erhaltene Wert wird mit dem von Referenzmustern verglichen
- Es ist eine schnelle und zerstörungsfreie Prüfung, direkt an der Linie nützlich
- Es bleibt ein indirekter Kennwert: Er ersetzt die metallografische Untersuchung nicht
Er ist als Prozessindikator zu verwenden, nicht als Nachweis des Werkstoffgefüges.
Empfohlene Geräte
| Gerät | Warum in dieser Anwendung |
|---|---|
| Dakota PMX4-DL | Hohe Durchdringung: Gusseisen, Gussteile und stark schwächende Legierungen |
| Dakota ZX6-DL | Velocity Mode für den Nodularitätstest, mit Datenlogger |
| Dakota CMX2-DL | Verstärkung über 110 dB und A-Scan: raue Gussoberflächen |
| Dakota FX81-DL | Suche nach inneren Lunkern und Poren, im Labor |
Häufige Fragen
Ja, mit der gebotenen Sorgfalt. Gusseisen schwächt den Ultraschall stärker als Stahl und hat ein grobes Korn, das das Schallbündel streut; nötig ist daher ein Gerät mit hoher Durchdringung und hoher Verstärkung. Zudem ändert sich die Schallgeschwindigkeit mit dem Nodularitätsgrad und muss am Werkstoff ermittelt, nicht aus einer Tabelle entnommen werden.
Nein, er ist ein indirekter Kennwert. Die Schallgeschwindigkeit im Gusseisen steigt mit dem Nodularitätsgrad; vergleicht man den Messwert mit dem von Referenzmustern, erhält man eine schnelle, zerstörungsfreie Prozesskontrolle. Die formale Gefügecharakterisierung bleibt Aufgabe der metallografischen Untersuchung.
Ein Dickenmessgerät kann bei Lunkern auffällige Anzeigen liefern, weil Porosität Zwischenechos vor der Rückwand erzeugt: Im A-Scan bemerkt der Prüfer sie. Es ist aber keine Fehlerprüfung: Für die systematische Suche nach Lunkern braucht es ein Ultraschallprüfgerät mit eigener Prüfanweisung.
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