Rotguss - Der Werkstoff

Zusammensetzung und Aufbau der Rotgusslegierung

Rotguss ist ein nach DIN 50930-6 / DIN EN 1982 genormter Armaturen- und Installationswerkstoff, der sich durch seine vielfältigen Einsatzmöglichkeiten besonders für die Sanitärinstallationstechnik eignet, z.B. als Armaturenwerkstoff für Absperr-, Sicherungs- und Regulierarmaturen, als Fittingwerkstoff für Rohrsystemkomponenten oder als Konstruktionswerkstoff in der Wasser-, Filter- und Wiederaufbereitungstechnik.

Auszug der Elemente nach DIN 50930-6*

* Die DIN 50930-6 gibt lediglich einen Hinweis auf die Beeinflussung des Trinkwassers durch die Metallionenmigration. Sie macht keine Aussage über die
Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffes.

Rotguss nach DIN EN 1982

Die Legierungselemente gehen alle mit Ausnahme des Bleis in der alpha-Phase des Mischkristalls in Lösung, d.h. sie sind metallographisch mit Ausnahme des Bleis nicht mehr als einzelne Elemente zu erkennen.

Das elementare Blei scheidet sich am Ende der Erstarrung an den Korngrenzen und den durch die Volumenkontraktion entstehenden Hohlräumen aus und ab. Es liegt in Form von kugeligen, kleinen grauen Einschlüssen in der rötlichen alpha-Grundmasse – Nickel, Zinn und Zink ist in Kupfer vollständig gelöst – vor.

Innerhalb dieser Legierung, wie auch bei allen anderen bleihaltigen Kupferlegierungen, hat das Blei im Wesentlichen die Funktion eines Spanbrechers, siehe Bild 2. Dies ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine kostengünstige, industrielle Verarbeitung dieser Werkstoffe. Sie müssen möglichst schnell und automatisiert zerspant werden können, da sich der Preis eines Werkstoffes immer weniger durch seine Einstands- sondern durch seine Ver- bzw. Bearbeitungskosten definiert.

 

Die unter b) abgebildeten Späne verhindern ein automatisiertes Bearbeiten der Werkstoffe. Sie winden sich um die Bearbeitungswerkzeuge und verlangen damit einen häufigen, manuellen Eingriff der Maschinenbediener. Die unter a) dargestellten kurzen Späne fallen ohne Probleme von der Bearbeitungsstelle herunter und können dort automatisiert aus der Maschine ausgetragen werden. Weitergehende Funktionen hat das Blei in der Legierung nicht.

                               a) kurzer Span                        b) langer Span

Bild 3: Vergleich Gusskonstruktion und Zerspanungskonstruktion

Nickel wird der Legierung zugesetzt, um das Blei bei größeren Wandstärkenunterschieden gleichmäßig und fein zu verteilen. Dies schafft die Voraussetzung dafür, die mechanischen Kennwerte der Legierung nach DIN EN 1982, ohne große gießtechnische Aufwendungen sicherzustellen. Eine umfassende, wissenschaftlich gesicherte Untersuchung über den gesamten Einfluss von Nickel auf die o.g. Legierung ist uns zur Zeit nicht bekannt. Hier gibt es noch Untersuchungsbedarf, den die Industrie erbringen wird.

Rotguss lässt sich aufgrund seiner Erstarrungscharakteristik und seiner Legierungszusammensetzung nur im Sand- und Strangguss vergießen. Dies ist zwar sehr aufwändig, lässt aber eine der Endform des Bauteils nahekommende Gussgestaltung zu, die mit wenig kostenintensiver Bearbeitung auskommt. Dies steht im deutlichen Gegensatz zu Bauteilen aus geschmiedeten oder gepressten Rohlingen. Das Argument der druckdichteren Bauteile bei Schmiede- oder Pressteilen wird durch eine 100 % Dichtigkeitsprüfung der Gussteile gleichwertig beantwortet.

Die strömungsgünstigere Form eines Gussteiles (siehe Bild 3) spricht in ihrer Geräuschentwicklung und Funktionalität im Vergleich zu den scharfkantigen und mechanisch bearbeiteten Innenkonturen und Umlenkungen bei MS-Bauteilen für sich.

Bauteile aus Rotguss

Die Wertigkeit des Kupfers, zusammen mit der Hygiene des Zinns, der leichteren Bearbeitbarkeit des Bleis und des geringen Anteils des unedlen Zinks, hat dazu geführt, dass Rotguss in vielen Bereichen des Lebens vorzufinden ist. Die nahe Verwandtschaft zur Bronze – Rotguss wird auch als Mehrstoffbronze bezeichnet – kennzeichnet die wesentlichen Eigenschaften dieser Legierung. Von besonderer Bedeutung ist die Korrosionsbeständigkeit von Rotguss. Rotguss ist korrosionsbeständig gegenüber den im Trinkwasser häufig vorkommenden Korrosionsformen Entzinkung und Spannungsrisskorrosion. Daraus resultieren auch die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten.

Aufgrund dieser herausragenden Werkstoffeigenschaften erstreckt sich der Einsatz von Rotguss vom Trinkwasser über das aggressive Meerwasser bis hin zu Prozesswässern.
Genauso werden Produkte der Petro-Chemie, Farben und Lacke sowie Gase und Flüssiggase durch Bauteile dieses Werkstoffs geleitet. Dabei lässt der Werkstoff Einsatztemperaturen von – 176 °C bis + 225 °C zu. Dies liegt daran, dass Rotguss selbst bei derart niedrigen Temperaturen fast keiner messbaren Versprödung unterliegt. Deshalb wird der Werkstoff auch vorrangig als Armaturenwerkstoff in der Gasverflüssigung eingesetzt. Selbst so kritische, verflüssigte Gase wie Sauerstoff, Stickstoff usw. werden bei ca. – 176 °C sicher durch Armaturen aus Rotguss geleitet, verteilt und abgesperrt.