Welche Fehler mache ich beim Feinguss?

Es gibt beim Ausbrennen drei Stufen, die abgearbeitet werden müssen.

1. Stufe, das Wasser in der Einbettmasse bei ca. 100°Celsius muss raus. Da entwickelt sich ein hoher Dampfdruck, der Vorgang braucht also Zeit bei Ofentemperaturen etwas über 100°C.

2. Stufe, das kristallin gebundene Wasser im Gipsbinder wird als Wasserdampf bei 380°C frei und entweicht. Dafür setze ich meist 420°Celsius als Ofentemperatur.

3. Wachsreste, die in die Einbettmasse eindiffundiert sind, haben sich inzwischen in schwarzen Ruß umgewandelt und verstopfen die Einbettmasse, so dass keine Luft entweichen kann und gleichzeitig würden sie an den Kontaktflächen zum heiss eingegossenen Silber schlagartig in CO2 und H2O umgewandelt und erzeugen einen hohen Gas-Dampfdruck im Innenraum der Küvette. So kann es im Extremfall passieren, dass Küvetten explodieren, wenn das Metall eingegossen wird. In den meisten Fällen und auch bei Deinem Guss hat der Gasdruck lediglich verhindert dass die Form vollständig ausgeflossen ist. Sicher hast Du auch gesehen, dass die Einbettmasse teilweise schwarz war, aber die Schicht direkt an dem Guss schon einen Millimeter dick weiss war.

Der Ruß muss raus und der wandelt sich erst ab Temperaturen von 550°Celsius langsam und bei höheren Temperaturen schneller in CO2 und H2O um. Dann wird die Einbettmasse innen auch wieder weiss. Da kann man auch mal in den Eingusskanal reinschauen und den Vorgang beobachten. Wenn die Küvette innen im Kanal rot glüht, ist der Vorgang meist fertig. Ich setze dafür die Ofentemperatur meist auf 750°Celsius, das geht am schnellsten. Der Ofenraum benötigt dann auch etwas Frischluftzufuhr. Bei Deinen kleinen Küvetten ist das noch kein Problem, da sind die Undichtigkeiten des Ofens völlig ausreichend. Aber ich habe es schon erlebt, dass größere Öfen, vollgestopft mit großen Küvetten, und rundherum dicht verschlossen, um Energie zu sparen, nach vielen Stunden Glühen immer noch innen schwarz vom Ruß waren. Solche Öfen benötigen dann eine moderate Frischluftzufuhr für die letzte Brennstufe.

4. Zum giessen extrem feiner Strukturen und langer Fließwege ist dann die Küvette heiss genug aber für Deine dicken Platten und die meisten Schmuckstücke ist die Küvette dann zu heiss. Dann würde der Erstarrungsvorgang des Metalls zu lange dauern und die Gefahr besteht, dass sich im Metall große Kristalle bilden, die den Guss dann hart und spröde werden lassen. Das muss nicht, kann aber passieren. Das hängt dann auch von der genauen Zusammensetzung der Legierung ab. Auf jeden Fall brennt sich dann bei so dicken Teilen, die Legierung in die Oberfläche der Einbettmasse ein und die Reinigung wird schwerer und die Oberfläche rauer. Also muss die Küvette wieder auf Giesstemperatur gebracht werden. Bei Deinen Platten würde ich 200 bis maximal 400°C empfehlen. Bei Zimmertemperatur würde es bestimmt auch noch gegen, denn die Fließwege sind ausreichend dick und kurz. Die Absenkung der Temperatur muss langsam erfolgen, sonst bekommt die Einbettmasse Risse und dann ist der Guss erst recht kaputt. Bei Deiner recht kleinen Küvette solltest Du den geschlossenen Ofen ausschalten und eine Stunde warten bis ca. 300°C erreicht sind. Bei größeren Küvetten muss die Abkühlung langsam gesteuert werden.

Dann kannst Du giessen. Das Silber muss nur gut flüssig (30°C über Liquidus) sein und nicht bei 1100°C. Bei 935 Silber sollten 930 bis 980°C ausreichen, ich kenne Deine Legierung nicht, denn es gibt mehrere 935 Silberlegierungen.

Der Ruß war scheinbar nicht ausgebrannt. Die Temperaturen kann man so machen, aber ich würde die Haltezeit bei 660 Grad auf eine Stunde mindestens verlängern. Und dann darauf achten, vor dem runter kühlen, ob der Eingusskanal von innen rot rausleuchtet. Wenn nicht, dann die Brennzeit entsprechend verlängern.

Zwei verschiedene Aspekte, wenn Du keine seitliche Absaugung hast, zum Beispiel durch seitliche Saugkanäle, dann gehören die dünnen Teile nach oben in die Mitte, weil da der höchste Unterdruck ist und das Metall dahin am schnellsten fließt.

Aber wenn die dicken Teile immer noch nicht ausfließen, dann verstehe ich das nicht. Irgendetwas verstopft die Einbettmasse, die eigentlich luftdurchlässig ist. Erst einmal würde ich einen Test machen und auf 2 Stunden Brennzeit verlängern. Dann den Fehler wo anders suchen.

P.S.
-0,6 Bar ist eine schwache Leistung für Deine Drehschieberpumpe. -O,6 Bar schafft mein Staubsauger. Saugt sich denn die Küvette richtig fest vor dem Guss? Gibt es da Undichtigkeiten?

benman999 hat geschrieben:Danke für den Tip mit den dünnen Gussteilen!
Meine (neue) Vakuumpumpe schafft natürlich deutlich mehr (bis ca -0,9 Bar), ich hatte nur mal gelesen, dass das Vakuum beim Guss gar nicht so stark sein muss. Ich kann das nächstes Mal aber natürlich mit größerem Unterdruck gießen.

Muss tatsächlich nicht, ich habe mich nur gewundert. Saugt sich denn die Küvette richtig fest?

benman999 hat geschrieben:
Jetzt nochmal die Frage: Ist es normal, dass der Eingusskanal beim Gießen aufbläht (und dabei sogar Silber davonspringt)?

Nein, das kann aber zwei Ursachen haben. Einmal gelöste Gase die beim fest-werden austreten und den Guss gasporös machen. Wenn Du den Gusskopf durchsägst, könntest Du die Gasbläschen sehen und....

benman999 hat geschrieben:Das kommt mir sehr komisch vor. Ich habe das Gefühl, das das Silber daher gar nicht erst nach Innen fließen kann...

....die zweite Möglichkeit, dass der Gasdruck durch die Küvette von innen kommt. Die Güsse sehen danach aus.

benman999 hat geschrieben:
Als Einbettmasse benutze ich die Einbettmasse von Karl Fischer (100/38 Mischverhältnis). In der Anleitung ist ein 12-Stunden Brennzyklus angegeben (dabei 4 Stunden bei 730°). Ich nehme aber an, dass das für große Küvetten der Fall ist.

Ich habe keine Maße Deiner Küvette gelesen und angenommen sie hätte einen Durchmesser von ca 6 cm.

benman999 hat geschrieben:
Ich habe keinen automatisch gesteuerten Brennofen, sondern benutze meinen Emaile-Ofen, den ich manuell steuern kann. Die küvette passt gerade so in den Ofen rein. Vielleicht fehlt es an der Entlüftung? (Oberhalb der Küvette sind nur 1-2mm Platz)...

Vielleicht ist Deine Küvette schon eine große, die bräuchte dann mehr Zeit?

Die Bläschen sprechen für die zweite Möglichkeit. Durch mehrfaches umschmelzen hat das Silber Gase gelöst.

Aber die mangelhafte Füllung der dicken Gussteile mit Silber erklärt es trotzdem nicht.