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.

Stranggießen

Das Stranggießen wurde zum Gießen von Aluminium und seiner Legierungen entwickelt, und zwar von Barren und Bolzen als Vormaterial für das Walzen und Strangpressen. Die Gießvorrichtung besteht aus einer wassergekühlten Kokille (einer oben offenen Gussform aus Aluminium oder Kupfer) mit dicht schließendem, aber absenkbarem Boden. Wird flüssiges Aluminium eingegossen, so erstarrt diese Schmelze rasch an den Wandungen und dem Boden der Kokille - es bildet sich ein Napf, dessen Inhalt noch flüssig ist. Nun senkt man den Boden langsam (je nach Abmessungen und Legierung um 3 bis 20 cm je Minute) ab, während man in die Kokille gerade so viel Schmelze nachfüllt, dass der Pegel in der Kokille konstant bleibt. Auf diese Weise wächst ein Strang oder Barren nach unten, der je nach Grubentiefe mehrere Meter lang und bis zu mehreren Tonnen schwer werden kann. Der Strang wird aus der Kokille allseitig mit Wasser besprüht, um durch und durch zu erstarren.

Verschiedene Varianten des Verfahrens ergeben unterschiedliche Gleichmäßigkeit des Korngefüges in der Randzone und im Kern des Barrens (für gute Strangpress- und Walzprodukte soll das Korn durchgehend möglichst fein sein):

  • Beim (oben beschriebenen) herkömmlichen Stranggießen bildet sich eine (ungefähr drei Millimeter breite) Randzone mit grobem Korn.
  • Bei der Hot-Top-Variante (englisch für "heißes Ober- oder Kopfteil") erfolgt die Kühlung des Stranges in zwei Stufen: Dank primärer Wasserkühlung entsteht eine nur dünne Randschale, der Strang selbst erstarrt unter der Wirkung einer sekundären Sprühkühlung. Dabei bleibt nur eine dünne Randzone grob, hingegen wird das Korn im Kern feiner und gleichmäßiger. Außerdem ist die Neigung zur Bildung von kleinsten Lunkern (Hohlräumen infolge ungleichmäßiger Erstarrung) sowie von Seigerungen (ungleichmäßige Verteilung der Legierungselemente in den Kristallkörnern, weil reines Aluminium wegen seines höheren Schmelzpunktes zuerst erstarrt) gemildert.
  • Beim Magnetfeld-Gießen tritt an die Stelle der Kokille eine Stromschleife. Ein starker durchfließender Strom erzeugt ein starkes Magnetfeld, das seinerseits Wirbelströme in der Schmelze bewirkt. Durch Wechselwirkung zwischen Magnetfeld und Wirbelströmen wird die Schmelze zusammengehalten. Die Kühlung erfolgt durch Besprühen mit Wasser. Das Gefüge wird in der Randzone sehr fein, im Kern mittelfein.

Zur Qualitätssicherung werden Temperatur und Niveau der Schmelze laufend überprüft und geregelt.