Thixocasting erfordert ein spezielles Ausgangsmaterial
Es hat jedoch auch einige Nachteile, wie die Notwendigkeit eines speziellen Rohmaterials mit nahezu kugelförmigem Mikrogefüge. Für das Gießen solcher speziellen Knüppel begrenzter Größe für das Thixocasting muss man einen überdurchschnittlich hohen Aufpreis zahlen. Der Wegfall dieses zusätzlichen speziellen Rohmaterials mit nahezu kugelförmigem Gefüge in einer neuen halbfesten Gießmaschine würde sowohl zu Kosten- als auch zu Zeiteinsparungen führen, ohne sich negativ auf unsere Umwelt auszuwirken.
Im Vergleich zu konventionellen Gießverfahren zeichnet sich das Thixocasting durch eine niedrigere Umformtemperatur, eine deutlich längere Formlebensdauer, eine hohe Teilegenauigkeit, effiziente Produktionsprozesse und umfassende mechanische Eigenschaften aus. Im Vergleich zu Warmschmiedetechnologien hat das Thixocasting eine relativ niedrige Streckgrenze, eine hohe Fließfähigkeit, eine geringe Umformbelastung sowie Oberflächenrauheit.
Durch das Verfahren kann ein komplexes geometrisches Produkt durch eine einstufige Umformung erzielt werden. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass Defekte wie Mikroporosität, Mikroschrumpfung, dendritische Erstarrung im Flüssigkeitsbecken, Heißriss in der flüssigen Phase, Mikroseigerung an Korngrenzen und Flüssigkeitsseigerung in der scharfen Ecke der Form beobachtet wurden. Um diese Gussfehler zu vermeiden, müssen die Parameter des Thixocasting-Prozesses (Flüssigkeitsanteil, Halbfeststofftemperatur, Einspritzgeschwindigkeit, Einspritzdruck und Formtemperatur) genau kontrolliert werden.
Rheocasting: Thixocasting, aber mit fluidisierter Schmelze
Beim Rheocasting wird ein Produkt mit Thixocasting-Eigenschaften hergestellt, indem aus der in einem typischen Druckgussofen erzeugten Metallschmelze ein halbfester Schlamm entwickelt wird, anstatt Knüppel erneut zu erhitzen. Das resultierende Ausgangsmaterial (in Form typischer Druckgusslegierungen) ist weniger teuer und direkt recycelbar.
Feines kugelförmiges Gefüge mit SIMA
Die dehnungsinduzierte Schmelzaktivierung (SIMA) eignet sich für industrielle Anwendungen, da sie relativ kostengünstig ist und eine einfache Möglichkeit bietet, nicht-dendritisches Ausgangsmaterial durch einfaches Erhitzen des hochbelasteten Ausgangsmaterials bis zum halbfesten Zustand zu erhalten.
Der SIMA-Zyklus beginnt mit einem konventionell gegossenen Barren. Das Ausgangsmaterial ist ein warmverarbeitetes Material, beispielsweise gewalzt, geschmiedet oder stranggepresst im festen Zustand oberhalb der Rekristallisationstemperatur und dann abkühlt; ein solches Ausgangsmaterial entwickelt ein feines kugelförmiges Gefüge, nachdem es bis zum halbfesten Zustand erhitzt wurde.
