Die Schlosserei ist ein Handwerk mit langer Tradition, das im Laufe der Jahre große Wandlungen erfahren hat. Während klassische Bauvorhaben oft mit gewöhnlichem Baustahl oder Edelstahl realisiert werden, verlangen moderne Industrie- und Architekturprojekte immer häufiger nach Metallen, die extremen Belastungen standhalten. Hier kommen Sonderwerkstoffe ins Spiel.
Hochleistungsmaterialien in der Schlosserei
Diese Hochleistungsmaterialien sind Metalle und Legierungen, die herkömmliche Stähle in Bereichen wie Korrosionsbeständigkeit, Hitzefestigkeit oder Festigkeit-Gewicht-Verhältnis weit übertreffen.
Die Notwendigkeit, diese Werkstoffe zu beherrschen, ergibt sich aus den wachsenden Anforderungen der Kunden, beispielsweise in der Chemieindustrie, in Meerwasserumgebungen oder in der Luftfahrttechnik. Für die moderne Schlosserei bedeutet dies:
- Erweiterung des Fachwissens: Neue Legierungen erfordern spezielle Verarbeitungstechniken.
- Eröffnung neuer Märkte: Es können hochspezialisierte Aufträge angenommen werden.
Wer heute in der Metallverarbeitung erfolgreich sein will, muss über den Tellerrand des klassischen Stahls blicken und die besonderen Eigenschaften dieser innovativen Materialien verstehen und beherrschen.
Korrosion und Beständigkeit: die Hochleistungswelt
In vielen Industriezweigen ist die chemische Beständigkeit des verbauten Materials wichtiger als die reine mechanische Festigkeit. Dies gilt insbesondere in Umgebungen, in denen hochaggressive Säuren, Laugen oder chloridhaltige Medien zum Einsatz kommen. Herkömmlicher Edelstahl stößt hier schnell an seine Grenzen.
Die Lösung bieten Nickelbasislegierungen (auch Nickel-Superlegierungen genannt). Diese Werkstoffe zeichnen sich durch einen extrem hohen Nickelgehalt und die Zugabe von Elementen wie Chrom, Molybdän und Wolfram aus.
Ihre Hauptvorteile sind:
- Überlegene Korrosionsbeständigkeit: Sie widerstehen Lochfraß und Spannungsrisskorrosion selbst in extrem aggressiven Umgebungen.
- Hohe Temperaturbeständigkeit: Sie behalten ihre mechanischen Eigenschaften auch bei sehr hohen Betriebstemperaturen bei.
Ein herausragendes Beispiel für einen solchen Hochleistungswerkstoff ist die Legierung 2.4605 (Alloy 59 / UNS N06059). Diese Legierung, die durch ihre exzellente Beständigkeit gegen nahezu alle korrosiven Medien besticht, wird in der Schlosserei für kritische Bauteile in Rauchgasreinigungsanlagen, in der chemischen Verfahrenstechnik oder bei der Meerwasserentsalzung eingesetzt.
Die Verarbeitung dieser Nickelbasislegierungen erfordert vom Schlosser höchstes Fachwissen, denn sie sind oft schwerer zu bearbeiten und benötigen spezielle Schweißverfahren, um die Korrosionsbeständigkeit der Schweißnaht zu gewährleisten. Für die Fertigung von Druckbehältern oder komplexen Rohrleitungen ist die Beherrschung dieser Materialien jedoch unerlässlich.
Titan und Aluminium: Leichtbau und Ästhetik
Neben den Nickelbasislegierungen, die für extreme Hitzebeständigkeit und Korrosionsschutz stehen, erweitern auch Metalle wie Aluminium und Titan das Spektrum der modernen Schlosserei. Beide Werkstoffe bieten einzigartige Vorteile, die sie für spezielle Anwendungsfälle unersetzlich machen.
Aluminium: das leichte Multitalent
Aluminiumlegierungen sind aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer guten Formbarkeit aus der modernen Metallverarbeitung kaum wegzudenken. Sie finden breite Anwendung, wenn es auf Gewichtsersparnis ankommt, etwa im Fahrzeugbau oder bei großen, filigranen Konstruktionen.
In der Schlosserei wird Aluminium häufig eingesetzt für:
- Balkon- und Geländerbau: Geringes Eigengewicht ermöglicht leichtere Unterkonstruktionen.
- Fassadenverkleidungen: Gute Witterungsbeständigkeit und Ästhetik.
- Überdachungen und Carports: Einfache Handhabung bei der Montage.
Aluminium besitzt zudem eine natürliche Korrosionsbeständigkeit durch die Bildung einer schützenden Oxidschicht. Allerdings ist die Bearbeitung, insbesondere das Schweißen, technisch anspruchsvoll, da das Material eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Titan: die Spitze der Festigkeit
Titan und seine Legierungen sind der Inbegriff von Hochleistungswerkstoffen in Bezug auf das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Titan ist fast so fest wie Stahl, aber nur etwa halb so schwer. Hinzu kommt eine ausgezeichnete Biokompatibilität (Verträglichkeit mit dem menschlichen Körper), weshalb es oft im medizinischen oder Lebensmittelbereich eingesetzt wird.
Für die Schlosserei ist Titan wegen seines hohen Preises und seiner komplizierten Verarbeitung eher ein Nischenprodukt, wird aber in der Architektur für anspruchsvolle, oft hochästhetische Projekte verwendet, bei denen jedes Kilogramm zählt und extreme Haltbarkeit gefordert ist. Die Bearbeitung erfordert hier absolute Präzision und spezielle Schweißkammern, um Sauerstoffreaktionen zu vermeiden.
Verarbeitung von Spezialmaterialien
Der Umgang mit Sonderwerkstoffen stellt die Schlosserei vor einzigartige technische Herausforderungen, die über die Routinearbeiten mit herkömmlichen Stählen hinausgehen. Diese Materialien erfordern spezielle Verfahren, Werkzeuge und vor allem höchstes Fachwissen.
Die Herausforderungen beim Schweißen
Das Schweißen ist die kritischste Phase bei der Verarbeitung von Hochleistungswerkstoffen. Viele Nickelbasislegierungen und Titan reagieren bei hohen Temperaturen sehr empfindlich auf Sauerstoff und Stickstoff aus der Umgebungsluft. Dies kann zu Versprödung der Naht und zum Verlust der Korrosionsbeständigkeit führen.
Daher sind oft spezielle Maßnahmen notwendig:
- Inerte Gase: Es muss penibel auf eine perfekte Schutzgasabdeckung (Wurzelschutz) geachtet werden.
- Reinstraumarbeiten: Titan muss teilweise unter Vakuumbedingungen oder in speziellen Schweißkammern (Boxen) verarbeitet werden, um jegliche Kontamination auszuschließen.
- Wärmeführung: Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminium erfordert besondere Schweißparameter, während Nickelbasislegierungen aufgrund ihrer Sprödigkeit oft eine exakte Wärmezufuhr und langsame Abkühlung benötigen.
Zerspanung und Umformung
Auch die mechanische Bearbeitung ist anspruchsvoll. Viele Sonderwerkstoffe sind extrem zäh und neigen zur Kaltverfestigung. Dies führt zu hohem Werkzeugverschleiß. Es ist entscheidend, die richtigen Schneidwerkzeuge und Bearbeitungsparameter zu wählen, um eine Beschädigung des Materials und der Maschinen zu vermeiden.
Die Beherrschung dieser Techniken ist ein Qualitätsmerkmal der modernen Schlosserei. Nur Betriebe, die in das nötige Equipment und die Weiterbildung ihrer Mitarbeiter investieren, können die geforderte Präzision und Beständigkeit bei diesen High-Tech-Materialien garantieren.
Fazit: Kompetenz als Erfolgsfaktor
Sonderwerkstoffe sind kein Nischentrend, sondern eine Notwendigkeit in der modernen Schlosserei. Sie ermöglichen die Fertigung von Bauteilen, die unter extremen Bedingungen – sei es durch aggressive Korrosion, hohe Temperaturen oder extreme Belastungen – langfristig bestehen müssen.
Die Beherrschung dieser Hochleistungsmaterialien erweitert das Portfolio des Handwerks enorm und schafft neue, hochspezialisierte Marktchancen. Allerdings erfordert der Umgang mit Nickelbasislegierungen, Titan und speziellen Aluminiumsorten besondere Kenntnisse in Schweißtechnik, Zerspanung und Umformung.
Nur durch konsequente Weiterbildung und Investition in die richtige Ausrüstung sichert sich die Schlosserei ihren Platz als technisch kompetenter Partner für zukunftsorientierte Bau- und Industrieprojekte.
