MMaterialNews vom 24.04.2007

Werkstoffalternativen eignen sich für ein großes Einsatzspektrum

Bleifreie Messingwerkstoffe: ECOBRASS und ECOCAST von Wieland.
Bleifreie Werkstoffe spielen eine immer bedeutendere Rolle, insbesondere als Alternative für kritische Einsatzbereiche, bei denen es auf die strenge Einhaltung von Gesundheits- und Umweltanforderungen ankommt. So befasst sich die EU-Trinkwasser-Richtlinie bereits seit 1998 mit dem Bleigehalt in Werkstoffen für Sanitäranwendungen. Daneben schränkt die RoHS-Richtlinie aus dem Jahr 2006 den Einsatz von bleihaltigen Werkstoffen in Elektro- und Elektronik-Geräten stark ein. Zudem müssen in der Automotive-Industrie ab 2008 bestimmte Komponenten im Hinblick auf die Recyclingfähigkeit bleifrei sein.

In Voraussicht auf die zunehmende Verschärfung der Gesetze und die künftigen Anforderungen des Marktes hat die Ulmer Wieland-Werke AG mit ECOBRASS und ECOCAST zwei Spezial-Legierungen entwickelt, die dem Anspruch nach einem bleifreien und zugleich gut zu verarbeitenden Werkstoff Rechnung tragen. Die Legierungen sind unter anderem hochfest, sehr gut zerspanbar und korrosionsbeständig. Sie bieten damit und durch eine Reihe weiterer hervorragender Eigenschaften eine echte Alternative zu herkömmlichen Werkstoffen. ECOBRASS und ECOCAST haben sich seit ihrer Markteinführung in der Praxis bereits vielfach bewährt und wurden bisher vom Markt sehr gut angenommen. Sie eignen sich für ein großes Einsatzspektrum, unter anderem in der Automotive-, Elektro-, Elektronik- und Sanitär-Industrie. Frei von toxischen Zusätzen entspricht ECOBRASS den in DIN 50930-6 genannten Anforderungen und bietet sich als Werkstoff-Alternative besonders für kritische Einsatzfelder an, wie zum Beispiel den Trinkwasserbereich. Das Sondermessing ECOCAST, das aus dem Werkstoff ECOBRASS hervorgegangen ist, wurde speziell für die Anforderungen von Gießereien entwickelt.

Durch eine ausgewählte Kombination der Legierungselemente Kupfer, Zink und Silizium kann ECOBRASS ohne den Zusatz von Blei hergestellt werden. Daneben verleiht die Legierung dem Werkstoff eine hohe Festigkeit bei zugleich hoher Dehnung und erlaubt somit eine Kalt- sowie Warmumformung, beispielsweise für die Verarbeitung durch Warmschmieden oder Gießen. Durch diese Eigenschaften lässt sich ECOBRASS im Vergleich zu herkömmlichen, bleihaltigen Messingwerkstoffen auch besser verarbeiten. Die aus ECOBRASS gefertigten Komponenten sind weitgehend unempfindlich gegen Spannungsrisskorrosion und entzinkungsbeständig, was eine zusätzliche Oberflächenbehandlung nicht mehr notwendig macht. Zudem ist ECOBRASS gut zerspanbar, wodurch der Werkstoff vielfältige individuelle Formgebungen ermöglicht. Die angefallenen Späne werden von Wieland recycelt und wieder als Rohstoff verwendet. Neben der erhöhten Produktivität empfiehlt sich ECOBRASS damit auch aus Kostengründen als eine attraktive Alternative zu anderen NE-Metallen oder Edelstahl.

ECOCAST: Die bleifreie Alternative speziell für den Gussbereich

Mit dem Sondermessing ECOCAST bietet die Ulmer Wieland-Werke AG ihren Kunden seit 2006 auch für den Gussbereich eine bleifreie Legierung. ECOCAST, hervorgegangen aus dem bewährten Messing ECOBRASS, ist speziell auf die Anforderungen von Gießereien ausgerichtet. Der Werkstoff zeichnet sich durch eine hervorragende Gießbarkeit aus und bietet im Vergleich zu anderen Gussmaterialien eine höhere Festigkeit und bessere Dichtigkeit bei einer zugleich feineren Struktur. Zudem ist das korrosionsbeständige und zu 100 Prozent recyclingfähige ECOCAST ebenso wie ECOBRASS gut zerspanbar, schmiedefähig und kaltumformbar. Durch diese Eigenschaften kann die Legierung flexibler verarbeitet werden als andere Gusswerkstoffe. Der Werkstoff ist dünnflüssiger als vergleichbare Materialien und füllt dadurch die Form beim Guss besser aus. Auf diese Weise können mit ECOCAST feinere Teile mit einer kleineren Wandung hergestellt werden. Damit ist eine weiter gehende Miniaturisierung der Endprodukte möglich.

Wieland-Werke AG.

Weitere Informationen

Wieland-Werke AG
Michael Scharf
Produktmanagement und Marketing
Press-/Ziehprodukte
Graf-Arco-Straße 36 - 89079 Ulm
Telefon: 0731-944-2019 - Telefax: 944-1009
michael.scharf@wieland.de, www.wieland.de

Recherchiert und dokumentiert von:

Dr.-Ing. Christoph Konetschny, Materialberater, Inhaber Materialsgate
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Materialsgate Glossar

Blei
Blei (Pb, Dichte:11,34 g/cm3, Fp: 327,4 °C) ist ein bläulich-weiß erscheinendes, weiches, sehr duktiles und unedles Schwermetall. Blei ist toxisch. Verwendung: Strahlenschutz, Bleiakkumulatoren, Gewichte, Apparatebau, Chemietechnik, Legierungselement, Bleiglas.
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Der Begriff „Edelstahl“ charakterisiert legierte oder unlegierte Stähle mit besonderem Reinheitsgrad.
Festigkeit
Die Festigkeit ist eine Materialeigenschaft. Sie beschreibt den mechanischen Widerstand, den ein Material einer plastischen Verformung oder Trennung entgegensetzt.
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In den Materialwissenschaften versteht man unter einer Legierung ein Gemenge mit metallischem Charakter, das aus zwei oder mehr chemischen Elementen besteht - mindestens eines dieser Elemente muss ein Metall sein.
Legierungselemente
Als Legierungselemente werden Stoffe bezeichnet, die einem Metall zugefügt werden, um dessen Eigenschaftsprofil für bestimmte Anwendungen zu optimieren.
Messing
Messing ist eine goldfarbene Legierung, sie wird aus den Metallen Kupfer und Zink hergestellt. Je nach eingestelltem Mischungsverhältnis variiert die Farbe von goldorange bis hellgelb. Messing ist härter als reines Kupfer.
RoHS
Die Abkürzung RoHS steht für „Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment“ und bedeutet: „Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten“. Weiteres ist in der EG-Richtlinie 2002/95/EG geregelt.
Zink
Zink (Zn, Dichte: 7,14 g/cm3, Fp: 419,5 °C) ist ein bläulich weißes, unedles Schwermetall, welches bei Raumtemperatur einen eher spröden Charakter zeigt. Zink bildet an der Luft eine witterungsbeständige und vergleichsweise stabile Schutzschicht aus Zinkoxid und Zinkcarbonat, die als Korrosionsschutz wirkt. Verwendung: Legierungselement (Messing), Beschichtungsmaterial, Zinkblech, Anodenmaterial, Zinkdruckguss.