Finden Sie die richtigen korrosionsbeständigen Metalle

Ohne Sauerstoff könnte kein Lebewesen auf der Erde existieren. Dennoch ist es in der Tat ein toxisches, stark korrosives Gas, mit dem man sogar Raketen ins All befördern kann. Unser Körper macht sich Sauerstoff auf eindrucksvolle Weise zunutze. Dass die Atemluft nur einen verhältnismäßig geringen Anteil des Gases enthält – rund 21 Prozent Sauerstoff gegenüber 78 Prozent Stickstoff – trägt ebenfalls dazu bei, dass wir lebensfähig sind.

Zahlreiche Metalle besitzen ähnliche Superkräfte. Während Eisen und dessen Abkömmling Karbon ohne eine schützende Lackschicht, Galvanisierung oder eine ähnliche Beschichtung schnell Rost ansetzen, bilden andere Metalle wie Aluminium und Edelstahl in Verbindung mit Luftsauerstoff eine dünne Schutzschicht, die als „Passivierungsschicht“ bezeichnet wird. Mehr dazu erfahren Sie weiter unten.

Eine Erläuterung der komplexen elektromechanischen Mechanismen, die den diversen Korrosionsprozessen zugrunde liegen, möchten wir Ihnen hier ersparen – diese sind vorwiegend für Metallurgen und Werkstoffwissenschaftler interessant. Wichtig zu wissen ist jedoch, dass eine hohe Luftfeuchtigkeit und Wasser (insbesondere Salzwasser) die Korrosion begünstigen und selbst die größten Gebäude und die stärksten Brücken ihr irgendwann zum Opfer fallen.

Die gute Nachricht ist, dass es eine große Auswahl von korrosionsbeständigen Metallen gibt. Mit den gängigsten Metallen fertigen wir Ihre Bauteile mittels CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck. Hier eine kurze Übersicht mit einigen Anwendungsbeispielen:

Aluminium

Dieses Element ist eine exzellente Wahl für viele Anwendungen. Seine zahlreichen Legierungen sind robust, leicht, elektrisch leitfähig und nicht magnetisch. Ihr Einsatzbereich ist äußerst vielfältig, angefangen von Kochgeschirr und Gartenmöbel über Maschinenteile und Elektronikgehäuse bis hin zu wissenschaftlichen Instrumenten.

Wir führen fünf Aluminiumsorten für die CNC-Bearbeitung sowie eine Sorte für den 3D-Druck. Die mit 6061 vergleichbare Universal-Legierung 6082-T651 lässt sich gut fräsen, drehen, biegen, formen, schweißen und mittels Laser bearbeiten. 7075-T651 und 7075-T7351 kommen beide in der Luft- und Raumfahrtindustrie zum Einsatz, wobei letztere zäher und langlebiger ist. 5083-H111 bietet aufgrund des höheren Magnesiumgehalts eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit. 2024-T351 wird aufgrund seiner hohen Ermüdungsfestigkeit ebenfalls in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, insbesondere bei unter Spannung stehenden Bauteilen.

Für 3D-gedruckte Teile bieten wir AlSi10Mg, eine zähe Aluminiumlegierung, die bereits seit Langem für Gussteile verwendet wird. Was die bereits erwähnte dünne Schutzschicht anbelangt: Bei Aluminium bildet sich eine Schicht aus Aluminiumoxid, eine extrem harte chemische Verbindung, die häufig auf Schleifscheiben zu finden ist. Wenn Sie eine noch härtere Beschichtung wünschen, kommt auch Eloxieren in Frage

Titan

Vorab sei gesagt, dass dieses leichte Metall seinen Preis hat. Wenn es dennoch für Sie infrage kommt, lesen Sie bitte weiter. Wissenschaftlich betrachtet ist Titan genauso stark wie Stahl, wiegt aber nur die Hälfte. Im Vergleich zu Aluminium ist es doppelt so fest, bringt jedoch das eineinhalbfache Gewicht auf die Waage. Darüber hinaus zählt Titan zu den korrosionsbeständigsten Metallen, da es in Verbindung mit Sauerstoff eine Titanoxidschicht bildet.

Die Titanlegierung Ti6Al4V wird aufgrund seines äußerst breiten Einsatzbereichs zurecht als „Arbeitspferd“ bezeichnet. Anwendung findet es unter anderem in medizinischen Implantaten, Flugzeugtriebwerken, Stromerzeugungsanlagen sowie Sportausrüstung, da es sich hervorragend für die CNC-Bearbeitung und den 3D-Druck eignet.

Kobalt-Chrom

Diese Legierung besitzt viele der mechanischen Vorteile von Edelstahl, ist jedoch etwas fester und verschleißbeständiger. Dank seiner Biokompatibilität eignet sich die Legierung etwa für Schmuck, Zahnfüllungen oder künstliche Gelenke, wird jedoch auch in zahlreichen industriellen Anwendungen etwa als Ofenauskleidung oder für Motorteile verwendet. Hinweis: Während die oben aufgeführten Edelstahlsorten bei Protolabs häufig für die CNC-Bearbeitung, gedrehte Teile und DMLS (Direktes Metall-Laser-Sintern) zum Einsatz kommen, bieten wir die Kobalt-Chrom-Superlegierung Co28Cr6Mo derzeit nur im DMLS-3D-Druck an.

Inconel

Auch diese Sorte bieten wir nur für DMLS an. Die Superlegierung lässt sich (wie alle Superlegierungen) nur schwer maschinell bearbeiten. Wir können damit jedoch in unserem Werk hervorragend 3D-gedruckte Teile bis zu einer Größe von 400 mm × 800 mm × 500 mm fertigen. Ebenso wie die Edelstahlsorte 17-4 kann auch Inconel 718 mittels Ausscheidungsverfahren gehärtet werden. Es enthält jedoch einen deutlich höheren Nickelanteil (etwa zehnmal so viel) sowie etwa 5 Prozent des refraktären Metalls Niob und einen nahezu ähnlich hohen Anteil an Molybdän. Dies erklärt die hohe Stärke und Hitzebeständigkeit, wodurch sich die Legierung speziell für Anwendungen bis 700 °C und extreme mechanische Belastungen eignet. Natürlich hält es auch jeglicher Art von Korrosion stand.

Messing[

Diese Legierung aus Kupfer und Zink verhält sich hinsichtlich seiner Bearbeitbarkeit genau gegensätzlich zu Inconel, Titan und Kobalt-Chrom. Sie ist dennoch gleichermaßen wertvoll, insbesondere, wenn ein korrosionsbeständiges, maschinell leicht zu bearbeitendes Metall gewünscht wird, etwa für Sanitärzubehör und -adapter, Lager, Kühlbleche, Schraubbefestigungen und andere Teile, die eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit erfordern. Protolabs bietet zwei Messingsorten. Das so genannte Automatenmessing C360 (Cz121 oder CuZn36Pb3) verdankt seinen Namen dem geringen Bleianteil, der die Bearbeitung erleichtert und dieses gelbe Metall zu einem beliebten Werkstoff für die Herstellung von Schrauben in großen Stückzahlen macht. Ähnlich wird C464 (Cz112 oder CuZn36Sn1) als Schiffsmessing bezeichnet, da es aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit bevorzugt für Schiffsteile verwendet wird. Für gedrehte und gefräste Teile stellt Messing eine attraktive Alternative mit zahlreichen vortrefflichen Eigenschaften dar, und ist nicht zuletzt aufgrund seiner ansprechenden Optik beliebt.

Kupfer

Den Abschluss unserer korrosionsbeständigen Top-Metalle bildet die Kupferlegierung C101. Sie zählt zu den irdischen Metallen mit der höchsten elektrischen – und thermischen – Leitfähigkeit. Was die Anwendungsvielfalt anbelangt, ist Kupfer in gewissem Maße mit Messing vergleichbar. Es lässt sich jedoch insgesamt besser formen, ist dafür nicht so leicht maschinell zu bearbeiten und ein wenig teurer. Es eignet sich hervorragend für Hochleistungs-Wärmetauscher sowie elektronische und elektrische Anwendungen (z. B. zur EMI-Abschirmung). Dank seiner antimikrobiellen Eigenschaften wird Kupfer außerdem zunehmend im Krankenhausbedarf eingesetzt.