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Metallheißbearbeitung.
Messing, Kupferbronze und noch höher schmelzende Metalle lassen sich nur schwer im Spritzguß
verarbeiten.
Das geschmolzene Metall nimmt einen größeren Raum ein, als das erstarrte, beim Erkalten
tritt „Schwindung‘‘ ein, deshalb müssen die Gußformen stets größer sein als der fertige Gegen-
stand werden soll. Das mittlere Längenschwindmaß beträgt (A. Ledebur) z. B. bei
Zinn = 1/,47 Aluminium = !/;5
Geschützbronze mit 10% Sn = Yızo Aluminiumbronze = !/49
Blei = "oz Kunstbronze: 82 % Cu, 6 % Sn, 12 % Zn = 1/4
Zink = !/g Glockenbronze mit 20 % Zinn = Yes
Graues Gußeisen = 1/8 Messing mit 30 % Zink = !/ca
Stahl = "/s0— Yes
Das Schwindmaß des Gußeisens wird mit dem Graphitgehalt kleiner, mit dem Mangan-
gehalt größer; sehr kohlenstoffreiches, manganarmes Eisen schwindet oft nur um */,;s, kohlen-
stoffarmes kann bis zu !/,1 schwinden. Das Schwinden der Bronzen und des Messings ist um so
größer, je größer der Zink- oder Zinngehalt ist. Eine Folge des Schwindens und der Sprödigkeit
eines Metalles ist die Spannung des Gegenstandes, die entsteht, wenn er in seinen verschiedenen
Teilen verschieden stark ist. Sie ist die Ursache der Stoß- und Wärmeempfindlichkeit mancher
gegossener Metalle, die in diesem Zustande leicht zerreißen. Die Spannung ist gering bei Blei und
Zinn, größer bei Messing, Bronze, Zink, erheblich bei Gußeisen und Stahl. Sie wird durch gleich-
mäßiges Erkaltenlassen der einzelnen Teile eines Gegenstandes vermindert.
Ebenfalls eine Folge der Schwindung ist die Bildung von Hohlräumen im Gußstück, die vor
allem bei großen Gegenständen eintritt dadurch, daß sich die Peripherie zuerst abkühlt und erstarrt,
während sich im Innern noch flüssiges Metall befindet. Kleine, sehr zahlreiche Hohlräume ent-
stehen im Gußstück, wenn das Metall im geschmolzenen Zustand Gase entwickelt oder Gase gelöst
enthält. So bilden sich Kohlenoxyd z. B. bei Eisen und Nickel, Schwefeldioxyd bei Kupfer, Sauer-
stoff wird von Silber, Wasserstoff von Eisen, Kupfer und Platin gelöst, auch Stickstoff und Kohlen-
oxyd können in Metallen in Lösung gehen. Diese Gase werden nun beim Erkalten vom Metall vor
allem dann zurückgehalten, wenn es sich infolge der hohen Schmelztemperatur außen zuerst mit
einer Kruste überzieht, oder wenn es nicht direkt vom dünnflüssigen in den festen Zustand übergeht,
sondern noch lange dickflüssig bleibt. So schließt Gußstahl leichter Gasblasen ein als Gußeisen,
da er einen höheren Schmelzpunkt hat und vor dem Erstarren lange dickflüssig bleibt. Ahnlich
wie Stahl verhalten sich Nickel und Kupfer. Die gelösten Gase lassen sich durch geeignete Zusätze
beseitigen.
Unter Schweißen versteht man das Verbinden zweier Stücke des gleichen Metalles in er-
weichtem Zustand durch Druck. Die Arbeit wird auf dem Amboß oder durch Pressung ausgeführt.
Die beiden Flächen des Metalles, die vereinigt werden sollen, müssen möglichst groß und sauber
sein und gut aufeinander passen. Sie werden bis zum Erweichen erhitzt, mit Schweißpulver bestreut
und dann auf dem Amboß durch Hammerschläge zusammengeschweißt. Das Schweißpulver bildet
mit dem durch das Erhitzen auf der Metallfläche entstandenen Oxyd leichtflüssige Schlacken, die
beim Schweißen aus der Fuge in Tropfen herausgepreßt werden, deshalb wahrscheinlich auch der
Ausdruck „schweißen‘‘. Die Schweißpulver müssen mit den Oxyden leicht schmelzbare Salze bilden
und enthalten deshalb Kiesel-, Bor- oder Phosphorsäure; sie bestehen aus Quarzsand, Glaspulver,
Borsäure, gelbem Blutlaugensalz, Soda, Kochsalz, Natrium-Ammoniumphosphat (vor allem für
Kupfer), Harz usw. in der vielfältigsten Zusammensetzung. Eigentlich schweißbar sind nur die
verschiedenen Eisensorten, Stahl und Platin. Da Platin nicht oxydiert, braucht man zum Platin-
schweißen auch kein Schweißpulver, der Vorgang ist aber äußerst mühevoll. Durch das autogene
Schweißverfahren (s. u.) nun ist es gelungen, auch andre Metalle: Kupfer, Blei, Nickel, Aluminium,
Silber usw. zusammenzufügen. Mit Hilfe einer sehr heißen Flamme, die durch komprimierten
Sauerstoff erzeugt wird, werden die Stücke bis zum Schmelzen erhitzt und in diesem Zustand ver-
einigt. Auch elektrisch können Metalle geschweißt oder besser gesagt verschmolzen werden.
Bei der Ausführung des autogenen Schweißens schrägt man zunächst zur gleichmäßigen Er-
hitzung die beiden Stückenden an den Kanten V-artig ab und paßt sie gut aufeinander. Zum Aus-
füllen der so entstandenen Fuge dient das sog. Zusatzmaterial, das in Stabform über die Schweiß-
stelle gehalten und ebenfalls durch die Schweißflamme verflüssigt wird. Grundbedingung für guten
Zusammenhalt ist, daß das die Naht bildende Metall möglichst die gleiche Zusammensetzung oder
wenigstens dieselbe Festigkeit wie das übrige Material besitzt. Dies bietet nicht selten Schwie-
rigkeiten, weil die geschmolzenen Metalle die Flammengase teils lösen, teils durch sie chemisch ver-
ändert werden (Oxydation, Kohlenstoffaufnahme, Verdampfen von Bestandteilen). Die Stichflamme
wird durch Verbrennen von Acetylen, Wasserstoff, Benzol, Benzin, Leucht-, Blau- oder Wassergas
in Sauerstoff mittels eigner Brenner erzielt. Nach einem neueren englischen Patent eignet sich auch
2in Gemisch von 75%, Wasserstoff, 5% Kohlenwasserstoff und höchstens 10% Kohlenoxyd. Wenn