Thermisches Gleichgewicht

Formkühlung bei Gussformen

• Guss- und Schmiedeprozesse erfordern eine geeignete Kühlung und Beschichtung der Formen mit Schmierstoff
• Nach dem Öffnen der Form und der Entnahme des Guss- / Schmiedeteils, startet der Sprühprozess.
• Es gibt zwei verschiedene Prozess-Strategien:
  
  Selektives Sprühen – Sprühkühlung und Beschichtung mit Schmierstoff erfolgt in zwei separaten Schritten;
  - Kühlung nur mit Wasser,
  - Beschichtung mit Schmierstoff – hier sollte für beste Effizienz die höchstmögliche Konzentration gewählt werden
  
  Kombiniertes Sprühen – eine relativ stark verdünnte Schmierstoffdispersion oder -emulsion wird für die Kühlung UND Schmierung in einem Schritt verwendet. Diese Methode wird hauptsächlich in Druckgießereien und bei schnellen Schmiedeprozessen angewandt.

• Damit der Schmierstoff auf die Form aufgetragen werden kann, muss die Oberflächentemperatur auf ein Niveau reduziert werden, welches eine gute Schichtbildung erlaubt. Die typische Temperaturspanne liegt zwischen 150 bis 250 °C – manche Schmierstoffe erlauben auch Temperaturen bis zu 400 °C
• Die erforderliche Schichtdicke des verwendeten Schmierstoffs hängt von der Art und den tribologischen Anforderungen ab. 

Prozessziel:

• Thermisches Gleichgewicht Qin = Qout
  Im Idealfall führt der Sprühprozess, oft in Kombination mit einer internen Formkühlung, zum thermischen Gleichgewicht.

Der Schlüssel zu effektiver Sprühkühlung:

• kleine Tröpfchen mit
• optimaler Geschwindigkeit und
• hoher Sprühdichte [l/m²s]

Sprühparameter

• Art, Geometrie und Größe der Düse
• Druck (Luft/Medium)
• Sprühdistanz und -winkel
• Sprühstrategie (stationär/dynamisch)
• Sprühzeit
• Schmierstoffeinstellungen

→ Die beste Kühlwirkung wird erreicht, wenn das „Blasensieden“ dann erreicht wird, wenn das Kühlmittel mit der Form in Kontakt ist

→ nur optimale Parametereinstellungen ergeben beste Effizienz!