Aluminium Lexikon – der Werkstoff von A–Z

Webers "Taschenlexikon Aluminium" beinhaltet die wichtigsten Fachbegriffe der Aluminium-Industrie und informiert über Wissenswertes rund um das Thema Aluminium von A wie Alaun bis Z wie Ziehen. Es ist als Einstieg in die Beschäftigung mit dem Werkstoff gedacht.

Gießen

Gussprodukte aus Aluminium werden je nach Anforderun­gen in unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Vorteile gegen-über Schwermetall-Guss sind hohe Maßgenauigkeit und große Gewichtseinsparung.Gießen ist der kürzeste Weg vom Rohmetall zum Fertigteil. Beim Gießen von Aluminium unterscheidet man wie bei anderen Gebrauchsmetallen drei Fertigungsformen:

  • Masseln (Blöcke von vier bis 25 Kilogramm, Einzahl: die Massel) und Sows (größere Blöcke) sind Vorprodukte für weiteres Schmelzen, Barren für Strangpressen oder Walzen;
  • Durch Stranggießen hergestellte Barren sind Vorprodukte für Strangpressen und Walzen;
  • Form- oder Fertigguss (zum Beispiel Teile für den Maschinenbau) bedarf allenfalls spanabhebender Bearbeitung und gege¬benenfalls einer Oberflächenbehandlung.

 

Vorzüge und Gießbedingungen

Gegenüber anderen Metallen wie Eisen bietet Aluminium beim Guss einige Vorteile, wobei als Gusslegierungen oft aushärtbare Legierungen Verwendung finden:

  • bessere Gießbarkeit, die meist durch Zusatz von Silizium (bis zu 13 Prozent) noch erhöht wird, sodass sich auch enge Hohlräume der Gießform ganz ausfüllen;
  • verhältnismäßig niedrige Erstarrungstemperatur, ermöglicht die Verwendung von Formen aus Stahl;
  • bei werkstoffgerechtem Konstruieren bis zu 50 Prozent Gewichtseinsparung bei vergleichbarer Festigkeit;
  • hohe bis sehr hohe Maßgenauigkeit;
  • saubere, glatte Oberflächen verlangen nur wenig Reinigungsaufwand.


In Aluminiumhütten werden unmittelbar nach der Gewinnung Masseln, Sows oder Stranggussbarren gegossen. Spezialgießereien verarbeiten Masseln und Sows zum Formguss. Zum Schmelzen und Legieren dienen unterschiedliche Schmelzöfen. Vor dem Gießen nimmt man meist eine Schmelzereinigung vor. Die Gießtemperatur liegt zwischen 680 und 750 °C (Schmelzpunkt von Aluminium 660 °C). Zur Qualitätssicherung werden die Bedingungen laufend kontrolliert. Gießschrott wird dem betriebsinternen Recycling zugeführt. Für Arbeitsschutz und Störfallvorsorge ist vorrangig, Kontakte der Schmelze mit Wasser wegen einer Explosionsgefahr (Wasserstoffbildung) zu vermeiden.

Zweckgerichtete Gießverfahren

Je nach Produkt, Seriengröße und gewünschter Maßgenauigkeit wählt man das Verfahren mit der besten Wirtschaftlichkeit:

  • Ältestes Gießverfahren ist der Sandguss. Aus Quarzsand, mit Ton als Bindemittel, wird nach einem Holz-, Kunststoff- oder Metallmodell eine Hohlform mit "Steigern" (Vorratskammern für Flüssigmetall) hergestellt. Da die Form aufwendig und nach einmaligem Gebrauch "verloren" ist, ist Sandguss teuer und kommt nur für kompliziert geformte oder große Einzelstücke in Frage;
  • Beim Kokillenguss (Kokillen = wiederverwendbare Formen) werden diese, um gleichmäßiges Erstarren zu erzielen, auf 300 °C und mehr vorgewärmt;
  • Im Druckgießen presst man die Schmelze unter 200 bis 3000 bar Druck in eine Stahl-Dauerform. Dank hoher Taktfrequenz wirtschaftlich bei großen Stückzahlen;
  • Stranggießen für Barren, die durch Schmieden, Strangpressen oder Walzen weiterverarbeitet werden;
  • Beim (in mehreren Varianten angewendeten) Bandgießen (Continuous Casting) wird die Schmelze zwischen zwei wassergekühlte Stahlbänder, Raupenkokillen oder Walzen gegossen, wo sie bei Geschwindigkeiten bis zu fünf Metern je Minute zu 20 Millimeter dicken Bändern erstarrt und gleich ausgewalzt wird;
  • Gießen von Strängen (Gießwalzdraht oder "Porperzi"-Draht) für das Ziehen von Drähten.