Informationsdruck i. 25 - über Kupfer

hohen Bleigehalte nicht schmelzschweißgeeignet.3.5.2 LötenKupfer-Zinn, Kupfer-Zinn-Zink- undKupfer-Zinn-Blei-Gusslegierungen lassensich alle gut weichlöten, ein Beispielhierfür sind die Lötfittings ausKupfer-Zinn- oder Kupfer-Zinn-Zink-Gusslegierungen für die Kupferrohrinstallation.Die Weichlote sollen dabeimindestens 60 % Zinn enthalten. ImLebensmittelbereich wird bevorzugt mitS-Sn97Cu3 nach DIN EN 29453 gearbeitet,als Flussmittel kommen 3.1.1. (F-SW12),3.1.1 (F-SW21) und 3.1.2 (F-SW22) nachDIN 29454-1 in Frage. Das EutektikumZinn-Blei schmilzt schon bei 183°C, daherhaben die Weichlötverbindungenmit Zinn-Blei-Weichloten nur eine sehrgeringe Wärmebeständigkeit. SolcheVerbindungen sind ohne Festigkeitsbeeinträchtigungnur bis max. 110°Cbrauchbar, bei kurzzeitiger Erwärmungbis max. 150°C. Bei Kurzzeiterwärmungkönnen z. B. S-Sn95Sb5 oder S-Sn97Cu3– beide haben eine Solidustemperaturvon 230°C – eingesetzt werden.Gussteile aus zinnhaltigen Kupfergusslegierungen,die weniger als 1,5 % Bleienthalten, lassen sich mit Silberhartloten(DIN EN 1044) gut hartlöten(s. Ausklapp-Tabelle). Bei Meerwasserbeanspruchungsollte das Hartlot mindestens40 % Silber (besser 50 %) enthalten.Als Flussmittel werden zumHartlöten bis zu einer Arbeitstemperaturvon 800°C das FH 10, über 800°Cdas FH 21 nach DIN EN 1045 herangezogen.3.5.3 KlebenGussteile aus Zinnbronzen lassen sicheinwandfrei kleben. So werden z. B.vielfach Gleitlagerschalen aus Kupfer-Zinn-Blei-Gusslegierungen in dieAchslager von Lokomotiven eingeklebt.Vorzugsweise werden Klebstoffe aufEpoxid- und Acrylharzbasis eingesetzt.Außerdem sind noch eine Reihe vonKlebstoffen auf dem Markt, die je nachAnwendungsfall zum Einsatz kommen.Voraussetzung für eine gute Klebverbindungist die Vorbereitung der zuverbindenden Flächen durch Entfetten,Beizen, Schmirgeln, Sandstrahlen usw.Vorteilhaft ist in manchen Fällen dasAufbringen einer Zwischenschicht, z. B.einer Chromatschicht, als Haftgrund.Weiterführende Angaben enthaltenhierzu DIN 53281-1, VDI/VDE 2251, Bl. 5,VDI 3821, VDI 2229 sowie der DKI-Informationsdruck„Kleben von Kupfer undKupferlegierungen“ [9].3.5.4 Mechanische VerbindungenZinnbronzen können durch Nietenoder Schrauben verbunden werden.Falls die Gussteile korrosiver Beanspruchung– z. B. durch Meerwasser –ausgesetzt sind, sollten, um einemögliche Kontaktkorrosion auszuschließen,artähnliche Verbindungselementeeingesetzt werden.Zum Nieten kommen als NietwerkstoffeCuSn4 bzw. CuNi2Si nachDIN CEN/TS 13388 in Frage.Schrauben ist das gegebene Verbindungsverfahren,wenn die Verbindungenlösbar sein müssen. Meist ist alsSchraubenwerkstoff CU4 nachDIN EN 28839, in Gebrauch, der derLegierung CuSn6 nach DIN EN 28839entspricht. Aber es werden auch CuSn4und CuSn8 als Schraubenwerkstoffeeingesetzt.3.6 OberflächenbehandlungDie Oberflächen von Gussteilen auszinnhaltigen Kupferlegierungen müssenmeist gereinigt, behandelt undveredelt werden [10]. Dadurch könnengewünschte Oberflächeneigenschaftenerreicht werden, die u. a. die mechanischeund chemische Belastbarkeitunter den Gebrauchsbedingungenerhöhen.Funktionelle und dekorativ wirkendeOberflächenstrukturen sowie ein Verfestigender Randzone werden durchStrahlen erzielt. Strahlmittelwerkstoff,-form und -korngröße bestimmen dasErgebnis. Egalisieren der Oberfläche,Mattieren, Seidenglanzpolieren undVerfestigen sind die überwiegendenEffekte, die durch Strahlbearbeitungauf Kupferwerkstoffen erzeugt werden.Das Schleifen erfolgt von Hand anScheiben, die an Schleifböcken rotieren,und mit transportablen Schleifscheiben,die an Handmotoren odereiner biegsamen Welle laufen. FlacheTeile werden bevorzugt mit Schleifbandgeschliffen. Freihand- und Kontaktverfahrensind übliche Techniken.Besonders große Flächen werden imBand- bzw. Pendelschleifverfahren aufTischmaschinen bearbeitet, die biszum vollautomatischen Betrieb ausgerüstetsein können.Mechanisches Polieren erfolgt ebenfallsvon Hand an Tuchscheiben.Polierböcke und Handmaschinen sindübliche Vorrichtungen. Massenteilewerden auf Polierautomaten bearbeitet.Um die Polierwirkung der Scheibezu unterstützen und um die derPolierarbeit ausgesetzte Flächenpartienicht zu überhitzen, werden Polierfette,-wachse und -emulsionen verwendet.Es gibt Polierhilfen mit einformuliertenInhibitoren, die ein Oxidierenund Anlaufen der frisch poliertenOberfläche über einen längerenZeitraum verhindern. Vor allem schüttbareMassenteile aus zinnhaltigenKupfergusslegierungen sind geeignet,durch Trommeln geschliffen, geglättetund poliert zu werden. Man vermengtdas zu polierende Gut mit keramischen,mineralischen oder/und metallenenSchleif- oder Polierkörpern, denChips, oder mit polierten Kugeln. Eswird außerdem eine wässerige Behandlungslösungzugegeben, diereinigende, schleifende, polierende,entoxidierende und eventuell auchnoch passivierende Zusätze enthält.Heiße, wässerige Lösungen von Alkaliensind in Gebrauch, wenn in einerVerfahrensfolge nass-in-nass weitergearbeitet,z. B. galvanisiert, wird. Daselektrolytische Entfetten ist die letztereinigende Behandlungsstufe vor demGalvanisieren.Durch Beizen wird Zunder, wie er z. B.durch Wärmebehandlung entsteht,entfernt. Aber auch Gusshaut undOxidschichten werden abgebeizt.Üblich sind Beizlösungen aus verdünnterSchwefelsäure und Beizgemischemit Gehalten an Schwefel- undSalpetersäure. Diese Lösungen enthaltenaußerdem Zusätze zum Inhibierendes Beizangriffs auf die Gussoberfläche,zur Glanzgebung und zumPassivieren. Schwieriger als Kupferoxidelässt sich das hellfarbene Zinnoxidentfernen. Dabei ist ein teilweisesLösen der metallischen Randzone inverdünnter Salpetersäure notwendig.Wegen der beim Applizieren vonSalpetersäure aufkommenden UmweltundHygieneprobleme setzt sich dasBeizen mit Wasserstoffperoxid/Schwefelsäurelösungen immer mehrdurch.20 | Deutsches Kupferinstitut