Procast Guss

Casting

materials

In terms of produced tonnage, cast iron materials are by far the largest group of cast construction materials. Using alloying and heat treatment it is possible to produce a wide range of grades with a wide spectrum of properties.
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The grey solidified grades with lamellar graphite and spheroidal graphite account for the biggest percentage of production. These materials have excellent casting properties. They also offer a whole range of advantages for the user of the material as well. For example, they are very easy to work and machine and can be deployed across a large temperature interval. The high graphite content makes the material excellent at damping vibrations, which means less noise for many applications. Moreover, the graphite also provides for good anti-seizure performance. Being highly environmentally compatible, 100% recyclable and having a positive energy balance, these materials are also a good choice in terms of environmental considerations as well.
Given the diversity of cast iron materials there is often a “specialist” material for many applications, one which is particularly suitable for the specific profile of requirements.

Cast iron materials with lamellar graphite (GJL)

Cast iron materials with lamellar graphite (GJL) have outstanding casting properties, making them suitable for the highly economic production of components. In addition, they also provide excellent damping performance compared to other materials and are therefore the ideal material for gear housings, cylinder blocks, machine foundations and other similar components. These materials are also very good for mechanical working.
Cast iron with lamellar graphite contains graphite in the form of a three-dimensional structure which is similar to that of a head of lettuce. In a metallographic specimen the graphite has the appearance of a lamellar. Since graphite is very good at transferring pressure forces but not tensile forces, the “lamellars” have the effect of internal notches and limit the strength and ductility of the materials. The tensile strength of cast iron with lamellar graphite is therefore largely dependent on the size, shape and distribution of the graphite. It falls between 100 MPa and 350 MPa. Under pressure loads, however, these materials can withstand much greater stress than under tensile loads.

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Cast iron with spheroidal graphite (GJS)

Cast iron with spheroidal graphite is a high grade material which combines the advantages of cast steel and grey cast iron. It is similar to steel in terms of strength and elongation to fracture but combines these advantages with good damping performance and outstanding machinability.
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In cast iron with spheroidal graphite the bulk of the carbon is in the form of spheroidal graphite particles. The variations in the properties of unalloyed and low-alloyed cast iron with spheroidal graphite are achieved by varying the structure of the metallic matrix. It has a strength of between 400 MPa and 800 MPa. The range of properties can also be extended by heat treatment after casting. For example, inductive hardening of pearlitic grades is one possibility. The ADI group of materials (austempered ductile iron or ausferritic ductile iron) can be produced from cast iron with spheroidal graphite by a special heat treatment as well.

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Austenitic cast iron (NI-Resist)

Austenitic grades of cast iron are characterized by having a stable austenitic basic structure even at room temperature. Most grades are also referred to by their trade name “Ni-Resist” because they contain at least 20% nickel, which is the main reason for the austenitic structure. Compared to unalloyed and low-alloyed grades of cast iron, austenitic grades have a range of “exceptional” properties. These include the following: :

• Good scaling resistance
• High resistance to heat
• High elongation at fracture
• Cold toughness
• Exceptional thermal expansion performance, which is adjustable within certain limits
• Resistance to corrosion from sea water and alkaline media
• Resistance to erosion
• Non-magnetizable

With this profile of properties, austenitic varieties of cast iron offer an alternative to non-corrosive, heat-resistant steels and even, in some cases, to Ni base super alloys. In comparison to these, they offer numerous economical advantages because the process control involved in production is simpler.

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White, wear-resistant cast iron (Ni-Hard)

Wear-resistant cast iron materials are white, carbide-solidified cast iron materials which contain a high level of hard particles in the form of iron or special carbides intercalated in the structure.
Since they are highly resistant to wear, white cast iron materials are particularly suitable for applications involving wear caused by minerals, for example in grinding tools, in reducing, mixing and conveying equipment and systems, and in pumps.

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ADI (Austempered Ductile Iron)

ADI (Austempered Ductile Iron) is the term used for a group of cast iron materials which are heat treated to produce a special microstructure. This structure is comprised of austenite and needle-shaped ferrite and is referred to as “ausferrite”. Another commonly used term is “quench tempered cast iron”. In earlier literature this structure was also frequently called “bainitic cast iron”.
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The profile of properties of the tough grades of ADI make them suitable for applications which used to be the reserve of forged steels. However, the density of ADI is approximately 10% less than that of steel because of its high graphite content, which makes this group of materials an attractive alternative for light-weight constructions. In addition, the material also has outstanding damping capacity, thanks to the graphite and the ausferritic matrix, which is a particular advantage for many applications, e.g. for transmissions.
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The high-tensile grades are used mainly for applications where good resistance to wear is required, such as is in soil cultivation machinery used in agriculture or in mining applications. Here they provide an alternative to manganese steel and high-alloy, white cast iron. ADI is often a more economical solution than these materials.
For even greater resistance to wear, hard carbides can also be added. The group known as carbidic ADI materials (CADI) is not currently covered by any standards.

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SiMo-materials (silicium)

Heat-resistant ferritic cast iron was developed as a special material for applications involving high temperatures. These so-called SiMo materials have silicium added to them to make them more resistant to scaling by producing a protective reaction layer on the surface and reducing corrosion from internal oxidation. At the same time the high silicium content produces a ferritic matrix. Molybdenum is used as an alloying element to increase high temperature strength.
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These materials only suffer significant damage when exposed to temperatures above the austenite conversion temperature for a lengthy period because change in volume associated with the austenite transformation causes the protective layer to crack. SiMo materials are used for applications involving temperatures of between 750°C and 800°C, such as in turbocharger housings or exhaust manifolds.
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SiMo materials are not currently covered by any standards.

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Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.
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Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.
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Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.
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Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL)

Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.
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Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

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Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.
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Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

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Gusseisen-Werkstoffe mit Lamellengraphit (GJL) haben hervorragende gießtechnische Eigenschaften, die eine sehr wirtschaftliche Fertigung von Bauteilen ermöglichen. Darüber hinaus zeichnen sie sich gegenüber anderen Werkstoffen durch ein hervorragendes Dämpfungsvermögen aus und sind dadurch ideale Werkstoffe für Getriebegehäuse, Zylinderblöcke, Maschinenbetten und ähnliche Bauteile. Die Werkstoffe lassen sich sehr gut mechanisch bearbeiten.
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Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt Graphit in Form einer dreidimensionalen Struktur ähnlich der eines Salatkopfes vor. Im metallographischen Schliff erscheint der Graphit als Lamelle. Da Graphit zwar sehr gut Druckkräfte, aber keine Zugkräfte übertragen kann, wirken die „Lamellen“ als innere Kerben und begrenzen Festigkeit und Duktilität dieser Werkstoffe. Die Zugfestigkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit wird daher überwiegend durch Größe, Form und Verteilung des Graphits bestimmt. Sie liegt zwischen 100 MPa und 350 MPa. Unter Druckbelastung ertragen diese Werkstoffe jedoch erheblich höhere Spannungen als unter Zugbelastung.

examples of products

sorted by market segment

Hydraulic carrier plate

material: EN-GJL-200
11 - 49 kg

Hydraulic control housing

material: EN-GJL-300 und EN-GJL-250
4,5 – 35,4 kg

Valve block

material: EN-GJL-300
48 kg

Wishbone

material: special material
GJS-520-12
6,3 kg

Fan holder

material: EN-GJS-400-15
14,3 kg

Axle bracket

material: EN-GJS-400-15
2,8 kg

Excavator axle

material: EN-GJL-250
37,7 kg

Differential housing

material: EN-GJS-400-15
2,6 kg

Trailer hitch

material: EN-GJS-600-3
2,8 kg

Gear wheel ADI

material: EN-GJS-400-15
3,2 kg

Brake caliper for wind power plant

material: EN-GJL-250
7,6 kg

Vibrator upper part

material: EN-GJS-500-7
33,5 kg

Cooled stator carrier for e-mobility

material: EN-GJS-500-7 und
EN-GJS-700-2
8,1 - 111 kg

Support for drive

material: EN-GJS-400-15
10,4 kg

Gearbox housing

material: EN-GJS-600-3
11,6 kg und 10,9 kg

Turbocharger for large machines

Werkstoff: EN-GJS-400-15
48,1 kg

Manifold from SiMo

Werkstoff: SiMo 5-1
82 kg

Main bearing cap for connecting rod bearing

Werkstoff: EN-GJS-700-2
18,5 kg

Yarn guide drum

Werkstoff: EN-GJS-400-15
5,9 kg

Industrial sewing machine

Werkstoff: EN-GJS-600-3
8,3 kg

Handlebars for plough

Werkstoff: EN-GJL-200
29,9 kg

Substitution of welded components

The function of a welded steel construction comprised of a number of individual parts can often be met by a single cast iron component, which – on request – can also be supplied finish-machined. This can often result in significant cost savings.
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In addition, the shaping freedom offered by casting allows the production of complex geometries, such that it is often possible to integrate several functions in a single component and to achieve the optimum component design for the specific loads involved in each case. This results in advantages not only in economic terms but in technical terms as well.
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However, designing cast parts which are actually capable of being produced in the production process requires that certain details are taken into account at the outset, such as the molding process and the feeding system, conformity with the casting and the machining concept, etc.
Therefore, on request, Pocast Guss can also prepare design proposals for cast components based on existing welded constructions.

Learning from nature:
Topological component optimization

Topology optimization permits the laws of natural evolution to be applied to component design.
This involves determining the optimum distribution of material, also in terms of stresses, for predefined overall structural dimensions. The objectives of such optimization may vary. For example, optimization of rigidity may be one objective, whereas reducing the weight or dislocating the resonant frequency may be others. Areas of application for topology optimization include the conceptional determination of optimum component geometries, for example of frame structures or rib arrangements.

Procast Guss uses the Hyperworks package of software. The use of topology optimization software for component development results not only in optimized components, it also considerably speeds up the concept development phase, which means a major time advantage for our customers. The prerequisite, of course, is that the structural dimensions and the imposed loads and bearings are known.

Casting as a production process is ideally suitable for implementing the sometimes highly complex proposals developed out of topology optimization in an appropriate form. However, topology optimization does not deliver a finished component design, just a proposal which then has to be developed into a functional component which is capable of being produced. This, in turn, is based on the knowledge of the foundry in respect of the production process and the knowledge of the customer in respect of the function.

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