Warum entsteht Porosität unter dem Lagersitz erst beim Bohren?

Lunker öffnen sich unter dem Lagersitz, weil die 5–8 mm starke Wand um den halbrunden Sitz zuletzt erstarrt und der Speiseweg in diese Masse bereits geschlossen ist. Der Fehler entsteht im Schwerkraftguss und nicht in der Sauberkeit der Schmelze; die Bohrstange legt ihn erst später frei.

Das Teil ist ein geteiltes Gehäuse aus A356-T6, 120×95×70 mm mit einer Bohrung Ø60 H8, beides Konstruktionsziele. Sein Sitz ist die halbrunde Fläche, die die Lagerschale trägt, geteilt über die Trennebene.

Warum tritt Porosität unter dem Lagersitz erst nach der Bearbeitung auf?

Ein Schwindungslunker entsteht unter dem Sitz, weil dieser Bereich zuletzt erstarrt, während die Wand darum schon fest ist. Schwindendes Metall in einer geschlossenen Hülle kann nichts nachziehen. Der Hohlraum liegt im Zentrum der schwersten Masse, unter der Fläche, die das Ausbohrwerkzeug schneidet. Gasporen aus feuchter Charge sitzen irgendwo im Guss; dieser Fehler bleibt am dicken Querschnitt.

Die Bearbeitung entfernt die dichte Randschicht, die den Hohlraum verschlossen hat, deshalb erscheint das Loch auf einer Fläche, die in der Gießerei die Sichtprüfung bestanden hat. Diese Verzögerung ist der Beweis: Ein Fehler, der erst nach dem Ausbohren sichtbar wird, gehört zum Guss, und ein Angebot, das nur den Bohrgang bepreist, kann ihn nicht beseitigen.

Welcher Wandquerschnitt speist den Lunker?

Die 5–8 mm starke Wand hinter dem halbrunden Sitz speist den Hohlraum, weil das dicke Ende dieses Bandes noch flüssig bleibt, wenn das dünne schon erstarrt ist. A356 (AlSi7Mg, GB/T 1173 ZL101A) erstarrt über einen Temperaturbereich und nicht in einem Punkt, deshalb steht die letzte Schmelze in der Mitte des dicksten Querschnitts, ohne Kontakt zu einem Speiser.

Die Wand als Festigkeitsreserve zu lesen, kehrt die Abhilfe um. Das Ziel von 5–8 mm folgt der Lagerlast, und zusätzliches Metall am Sitz ohne passende Speisung macht den Hohlraum größer, nicht das Gehäuse steifer.

Ab welcher Größe ist ein Lunker am Sitz Ausschuss?

Ein Loch über Ø1 mm macht das Gehäuse zu Ausschuss; Ø1 mm oder darunter geht durch, wenn der Sitz sonst dicht ist. Die Grenze wird am bearbeiteten Sitz mit dem Auge gelesen und danach mit der Eindringprüfung bestätigt; sie gehört als Ausschusskriterium in den Erstmusterbericht und nicht als Nacharbeitsvermerk.

Der Sitz ist eine Lagerpassung, deshalb unterbricht ein Loch dieser Größe die Kontaktfläche, gegen die die Schale drückt. Die Marke gegen ein gemessenes Maß zu beurteilen, klärt auch, wer zahlt: Das Teil wird gegen eine Zahl auf der Zeichnung aussortiert oder freigegeben, nicht gegen eine Meinung über eine Marke.

Was zeigt die Eindringprüfung, was das Auge übersieht?

Die Eindringprüfung zeigt den Hohlraum, der die bearbeitete Oberfläche erreicht, unter der Lampe aber wie ein Schmierstreifen vom Werkzeug aussieht. Das Eindringmittel läuft in eine Öffnung, die zu schmal zum Sehen ist, der Entwickler zieht es wieder heraus, und die Anzeige markiert die Stelle, an der die Oberfläche durchgehend ausgesehen hatte.

Die Prüfung gehört zum Guss und liegt nach dem Ausbohren und vor der Endkontrolle, deshalb tragen die bearbeiteten Flächen sie. Sie hat eine Grenze, die in die Zeichnung gehört: Ein Hohlraum, der unter der Randschicht geschlossen bleibt, hält kein Eindringmittel, also gibt die PT das Teil frei, während die Porosität noch in der Wand sitzt.

Was ändert sich im Guss, bevor die Bohrung geschnitten wird?

Die Speisung ändert sich beim Guss, weil ein Loch, das am bearbeiteten Sitz aufgeht, später nicht mehr zu schließen ist. Der Speiser muss den Sitzknoten erreichen, damit hinter dem dicken Ende der Wand noch Metall steht, wenn es erstarrt. Die Gusstemperatur liegt im Band von 700–740 °C und die Vorwärmung der Kokille im Band von 250–350 °C, beides typische Bereiche, bis die Gießerei sie bestätigt.

Die Wärmebehandlung folgt derselben Regel: Lösungsglühen bei etwa 535–545 °C, Wasserabschrecken, dann Auslagern bei 155–165 °C für 4–6 h, wieder als typische Bereiche bis zur Freigabe durch die Gießerei. Das Strahlen läuft vor dem Fräsen der Trennfächen und vor dem Ausbohren. Die bearbeiteten Flächen werden danach nicht gestrahlt, ein gestrahlter Sitz ist also ein Prozessfehler und keine Oberflächenoption.

Zeichnung mit markiertem Sitzquerschnitt, der Ausschussgrenze von Ø1 mm und dem eingetragenen Schritt der Eindringprüfung senden, damit das Angebot die Speisung beim Guss von der Spanabnahme an der Maschine trennt.