- Vorlegierung
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Vorlegierungen sind Zusatz bei vielen metallurgischen Prozessen. Sie bestehen aus zwei oder mehr Komponenten, die als Barren, auch als Granulate oder zu injizierende Pulver metallischen Schmelzen zugegeben werden, sei es, um eine Legierung herzustellen, sei es um eine solche mit bestimmten, in der Regel verbesserten Eigenschaften auszustatten.
Inhaltsverzeichnis
Zusammensetzung von Vorlegierungen
Vorlegierungen enthalten neben jeweiligen Basismetallen einer Schmelze, wie Eisen (Fe), Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Nickel u.ä. ausgesuchte Legierungselemente, die sich in ihrer reinen Form mit dem Basismetall schwer legieren, sei es, weil ihre Schmelzpunkte sehr hoch oder ihre Siedetemperatur niedrig liegen oder sie nur langsam in Lösung gehen bzw. leicht oxidieren.
Eisenbasisvorlegierungen
Auf Basis von Eisen sind es die Ferrolegierungen wie Ferrochrom (FeCr), Ferromangan (FeMn), Ferrosilicium (FeSi), Ferrosilicium-Magnesium (FeSiMg), Ferrotitan (FeTi), Ferrophosphor (FeP), eine Legierung, die auch bei Guß aus übereutektischen AlSi-Legierungen zum Einsatz kommt und weitere die in der Stahl- und Gusseisenherstellung verwendet werden, um vorgegebene mechanische Werte und die erforderliche für die verschiedenen Gusseisensorten typischen Gefügezustände Gefügezustände zu erzielen.
Nur ein Beispiel: sphärolithisches Gusseisen mit Magnesiumzusatz zur für die gewünschte kugelige Graphitausscheidung erforderlichen völligen Entschwefelung.
Hier ist auch der Begriff der Impfung mittels eines fallweise angebrachten Impfmittels gebräuchlich. In der Regel ist die Basis das bereits als Vorlegierung bekannte Ferrosilizium, dem die erforderlichen, weiteren Elemente so beigegeben sind, wie auch bei der Vorlegierung der Fall. Man kann die beiden Begriffe als gleichrangig ansehen, auch was die Form der Einbringung in die Schmelze angeht.
Aluminiumbasisvorlegierungen
In der Aluminiumgießerei werden Vorlegierungen in Abhängigkeit von Chargengrösse und Aufgabenstellung überwiegend in fester Form in die zu behandelnde Schmelze eingebracht. Dabei handelt es sich in der Regeln um Masseln (auch gezahnte und damit portionierbare Kleinmasseln werden eingesetzt), die einen aus der Bezeichnung hervorgehenden Anteil an der Schmelze zuzulegierendem Metall enthalten. Bei der Herstellung von Vorlegierungen, die meist durch hierauf spezialisierte Betriebe erfolgt, wird in erster Linie auf prozentgenaue Zusammensetzung geachtet, die so bemessen ist, dass sich ein nieder Schmelzpunkt und damit leichte Löslichkeit in der zu behandelnden Schmelze ergibt.
AlSr 10 ist beispielsweise eine Legierung aus 90 % Aluminium und 10 % Strontium, die bei eutektischen und naheutektischen (<12 % Silizium) zur gefügebeinflussenedne Veredelung eingesetzt wird. Die Mehrzahl der als Legierungsbestandteil von Aluminium erwünschten Metalle – Magnesium ausgenommen – lassen sich nur dann zulegieren, wenn sie nicht in ihrer reinen Form, sondern „verdünnt“ zulegiert werden. Die aus dem Erstarrungsdiagramm solcher Gemische ersichtliche optimale Temperatur für Löslichkeit in der Basisschmelze bildet den Gradmesser für die Zusammensetzung einer gut löslichen Vorlegierung. Kupfer wird Aluminiumschmelzen grundsätzlich als eine Vorlegierung aus 50 Teilen Aluminium und 50 Teilen Kupfer zugesetzt, da diese Vorlegierung in der Schmelze im Gegensatz zur Zugabe von reinem Kupfer leicht löslich ist.
Kupferbasisvorlegierungen
Unter zahlreichen Vorlegierungen auf Kupferbasis, wie sie bei der Herstellung von Sonderbronzen benötigt werden, ist AlCu50 in der Aluminiumgießerei bekannt. Bei Schwermetallguss, also nicht leitfähigem Kupfer, Bronze, auch Rotguss ist eine allgemein angewandte Vorlegierung die zur Desoxydation der Schmelzen gedachte CuP 10 (auch als CuP15 gebräuchlich).
Die Kontrollfunktion der Metall- und Materialkunde
Die Feststellung leichter Löslichkeit und guter Verteilung in der Schmelze (durch manuelles oder mechanisches Rühren) genügt allerdings noch nicht, um die Auswirkung der Zugabe einer bestimmten Vorlegierung auf die Gussstücke zu ermitteln. Schliffbilder und Erstarrungsdiagramme von Mehrstoffsystemen sind eine material-, wie metallkundliche Aufgabe. Die Feststellung welche Arten von Primär- und Mischkristallen nach Zusatz einer Vorlegierung gebildet werden, ist für die gegossenen Teile ein mitentscheidendes Verwendungskriterium.
Siehe auch
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