Metallgießerei | eLexikon | Technologie, Gewerbe und Industrie - Metall - Metallarbeiten

Titel

[Formerei.]

[Metallgießerei.]

1) Bronzegießerei. Die Beschaffenheit der Bronze macht diese besonders geeignet zum Kunstguß

2) Messing-, Gelb- oder Rotgießerei. In der Messinggießerei verbindet man das Schmelzen mit der Zusammensetzung

3) Neusilber und ähnliche Legierungen werden wie Messing gegossen.

4) Zinkgießerei. Die besonders große Gußfähigkeit des Zinks

5) Zinngießerei. Zum Schmelzen des Zinns bedient man sich eiserner eingemauerter Kessel

6) Bleigießerei. Die Eigenschaften des Bleies lassen nur eine geringe Verwendung dieses Metalls in der Gießerei

[Geschichtliches.]

Gießerei,

Wärmeeffekt - Wärmelei

[* 2] die Gesamtheit aller Arbeiten, welche erforderlich sind, um gewisse Materialien durch Flüssigmachen und Eingießen in Hohlkörper (Formen, Gußformen) [* 4] sowie Erstarrenlassen in diesen in bestimmt gestaltete Gegenstände (Gußstücke, Gußware) zu verwandeln, und zwar in der Regel zum Zweck der Massenproduktion (Kourentguß). Je nach dem verwendeten Material unterscheidet man Eisen-, Bronze-, Messing-, Zink-, Zinn-, Blei-, Wachs-, Stearin-, Gips-, Zement- etc. Gießerei und dem entsprechend Eisenguß, Bronzeguß etc.; mitunter benennt man die auch nach den Erzeugnissen (Kunstgießerei und Kunstguß; Schrot-, Kugel-, Lettern-, Geschütz-, Kerzengießerei etc.). Das Flüssigmachen der Gußmaterialien erfolgt entweder durch Wärme, [* 5] »Schmelzen« (sämtliche Metalle, Glas, [* 6] Wachs, Stearin, Harz, Leimgallerte etc.), oder durch Anrühren mit Flüssigkeiten (Gips, [* 7] Zement etc. mit Wasser u. dgl.). Je nach dem Wärmegrad, welchen die Materialien zum Schmelzen nötig haben, und je nach der Menge, welche geschmelzt werden muß, sind die Schmelzvorrichtungen sehr verschieden.

Für die leicht schmelzbaren Materialien (Wachs, Stearin, Blei, [* 8] Zinn, Zink u. dgl.) benutzt man für kleine Mengen Löffel oder Kellen, für größere eingemauerte eiserne Kessel. Die schwer schmelzbaren Materialien (Eisen, [* 9] Bronze, [* 10] Stahl etc.) werden entweder in feuerfesten Tiegeln oder besondern Schmelzherden geschmelzt. Zu den letztern gehören als die wichtigsten die unter Eisengießerei [* 11] beschriebenen Kupolöfen und Flammöfen, welch letztere insbesondere auch zum Schmelzen von Bronze Verwendung finden.

Gase (Physikalisches)

Die Tiegel dienen hauptsächlich zum Schmelzen von Stahl und Bronze und bedürfen dazu einer so hohen Hitze, daß diese nur in stark ziehenden Windöfen erzeugt werden kann, die zweckmäßig mit vorgewärmter Luft gespeist werden (Regeneratorsystem). Für kleinere Verhältnisse eignet sich besonders der untenstehend abgebildete Tiegelofen. Der Tiegel B steht auf dem Roste D und ist wie gewöhnlich mit Brennmaterial umgeben. Die bei der Verbrennung entstehenden Gase [* 12] treten zunächst in den Fuchs [* 13] H und von hier vertikal abwärts durch die Röhren [* 14] JJJJ, um durch den Kanal [* 15] K in den Kamin zu steigen. Indem nun die durch L eintretende kalte Luft gezwungen wird, die Röhren JJ zu umziehen, wärmt sie sich ununterbrochen vor, tritt bei M unter den Rost und in das Brennmaterial und erzeugt eine höchst intensive Verbrennung. Der Aschenfall A ist selbstverständlich hierbei durch eine massive Platte gegen Luftzutritt abgeschlossen. Übrigens kann man ganz ähnliche Einrichtungen treffen, wenn die Öfen [* 16] mit Gas geheizt werden sollen.

[Formerei.]  

Bei der Herstellung der Gußformen (Formerei) [* 17] kommt es vor allem auf die richtige Auswahl des Formmaterials an, welches stets so beschaffen sein muß, daß die daraus gemachten Formen mindestens einen Guß ohne Veränderung aushalten; es darf also für Metallguß nicht so leicht schmelzen wie das zum Guß verwendete Metall, beim Gießen [* 18] von wässerigem Gußmaterial sich nicht auflösen etc. In der Metallgießerei verwendet man daher ganz allgemein Sand (magern und fetten), Lehm oder Metall, bei Gipsguß etc. Gips, Zement und vielfach Leimgallerte; außerdem kommen Formen aus Papier (zur Anfertigung der Stereotypplatten, s. d.), aus Stein (Serpentin zum Gießen der Bleifiguren) und aus Holz [* 19] (für Betonguß) vor. Die Anfertigung der Form geschieht stets mit Rücksicht auf das Verhalten des Gußmaterials, da dasselbe gewöhnlich schwindet, d. h. sich so zusammenzieht, daß das Gußstück nach dem Erstarren kleiner ist als die Form; letztere muß daher um das Schwindmaß größer sein. Dieses beträgt

Gießerei (Bronzeguß)

[* 2] ^[Abb.: Tiegelofen.] ¶

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unter anderm bei Gußeisen 1/97, Messing 1/64, Bronze 1/77, Kanonenmetall 1/130, Zink 1/80, Blei 1/92, Zinn ¹/147 in jeder der drei Dimensionen. Während Metallformen entweder durch Gießen, oder auf der Drehbank [* 21] durch Abdrehen, Drücken (Blechformen) etc., oder durch Pressen, oder endlich durch Ziselieren (Gravieren), Papierformen durch Pressen des nassen Papiers, Steinformen durch Schneiden hergestellt werden, erzeugt man die Formen aus Sand oder Lehm dadurch, daß man dieses Material durch Anfeuchten plastisch macht und durch Stampfen mit einem Stampfer um einen Körper herumknetet, welcher dem Gußstück gleicht und Modell genannt wird. Um das Modell aus der Form wieder herausbringen zu können, wird es gewöhnlich in mehrere Teile zerschnitten (zerschnittene Modelle), welche einzeln eingeformt werden, so daß Formteile entstehen, die dann durch Zusammenstellen die volle Form bilden.

Sind die Gußstücke hohl, so wird auf gleiche Weise eine Form (Kern) erzeugt, welche dem Hohlraum gleich ist und dann in die Form eingeschlossen wird. Modelle dienen hauptsächlich in der Sandformerei, die wieder in Herdformerei und Kastenformerei zerfällt, je nachdem man das Einformen direkt in dem den Fußboden des Formerraums bildenden Sand oder in transportabeln Gefäßen (Formkasten, Formflaschen) vornimmt. In der Lehmformerei gestattet die Gestalt der Gußstücke vielfach die Anwendung der Drehbretter oder Schablonen, mit welchen man vermittelst einer Drehspindel die Form abdreht. So wird z. B. zum Formen einer großen Glocke erst der Kern aufgemauert, dann mit Lehm beworfen und abgedreht, wodurch die innere Form entsteht.

Festigkeit [unkorrigie

Auf den Kern bringt man dann eine Lage von Lehm, welche die Dicke der Glocke hat und, wieder mit der Schablone abgedreht, die äußere Form gibt, somit das Modell darstellt und auch Modell, Dicke oder Hemd heißt. Hierüber bildet man dann durch Umkneten den äußern Formteil (Mantel), der später abgehoben wird, um das Hemd durch Zerschneiden und Abschälen zu entfernen, und dann, wieder über den Kern gesetzt, die Form vollendet, welche endlich, scharf ausgetrocknet (gebrannt), zum Guß vorbereitet ist. Da die Beschaffenheit des fetten Sandes (Masse) und des Lehms, namentlich seine große Plastizität und seine Festigkeit [* 22] nach dem Trocknen, die Möglichkeit gewährt, lange Zeit auf die Herstellung der Form verwenden zu können, so dient die Masse- und Lehmformerei besonders zur Anfertigung der Formen für den Kunstguß, welche ja oft Monate in Anspruch nimmt. In neuerer Zeit formt man sehr viel mit Formmaschinen, deren Aufgabe gewöhnlich nur darin besteht, mit großer Sicherheit das Metall aus der Form zu ziehen (s. Eisengießerei, S. 473). Das Eingießen in die Form geschieht entweder direkt aus dem Gefäß, [* 23] in welchem das Gußmaterial flüssig gemacht ist, z. B. aus dem Schmelztiegel oder dem Schmelzofen, [* 24] oder durch besondere Werkzeuge [* 25] (Löffel, Kellen, Pfannen).

Diese benutzt man namentlich in der Metallgießerei (Zinn-, Blei- und Zinkgießerei) und paßt sie der Größe des Gußstückes so an, daß ihr Inhalt jedesmal die Form sicher füllt, weil ein Nachgießen Ausschuß liefert. Damit die Formen gut ausgefüllt werden, sind sie zunächst mit genügend großen Eingußkanälen zu versehen, welche hoch und so angelegt sind, daß das Metall von untenher in der Form aufsteigt, um dadurch die Luft sowie Schlacke u. dgl. vor sich her aus den zu diesem Zweck in der Form angebrachten Luft- oder Windpfeifen auszutreiben.

Solche Eingüsse bilden zugleich Metallreservoirs, aus welchen Metall nachsackt, um zugleich einen Druck auf den Forminhalt auszuüben (Gießkopf, Anguß). Alle Metallformen (sogen. Eingüsse) sind vor dem Eingießen der geschmolzenen Metalle zu erwärmen, damit die letztern nicht zu früh erstarren und den unbrauchbaren Kaltguß liefern; Sandformen werden mit feinem Kohlenpulver bepudert. In manchen Fällen macht man von besondern Einrichtungen Gebrauch, um das Gelingen des Gusses zu sichern, das Formen zu vereinfachen oder auch Modellteile entbehrlich zu machen.

In der Kunstgießerei z. B. werden oft einzelne Teile aus Wachs mit eingeformt und später beim Trocknen der Form in der Wärme durch Herausschmelzen entfernt. In der Zinngießerei macht man vielfach den Kern dadurch entbehrlich, daß man das Metall in die Form und, nachdem sich an den Formwänden eine erstarrte Kruste gebildet, wieder aus derselben herausgießt (Sturzguß, Schwenkguß). Diese Kruste ist dann das Gußstück. In der Letterngießerei wird das geschmolzene Metall vermittelst einer kleinen in dem Schmelzkessel stehenden Druckpumpe in die Form gepreßt (Gießmaschine).

Meißelpflug - Meißen (

Die Gußstücke werden erst nach dem völligen Erstarren, wenn auch oft noch im glühenden Zustand, aus der Form genommen und nur aus der Gießerei herausgegeben, wenn sie von allem anhängenden Sand und nicht hin gehörenden Metall (Gußzapfen, Windpfeifen, Gußnähten etc.) befreit sind, was durch das Putzen mittels Bürsten, Meißel, [* 26] Feilen, Schleifsteine vorgenommen wird.

[Metallgießerei.]  

Die größte Bedeutung hat die Metallgießerei, namentlich die Eisengießerei (s. d.), und dann folgende Zweige:

Gießerei (Messing- etc

1) Bronzegießerei. Die Beschaffenheit der Bronze macht diese besonders geeignet zum Kunstguß, Kanonenguß und Glockenguß. Das Schmelzen der Bronze erfolgt bei kleinen Gußstücken in Tiegeln, bei den großen in Flammöfen, aus welch letztern dann das geschmolzene Metall (Erz) durch Kanäle oder Rinnen direkt in die in der Nähe des Ofens angefertigte Form läuft. Letztere wird fast ausschließlich aus Lehm, mitunter aus stark thonhaltigem (fettem) Sand (Masse) entweder auf gewöhnliche Weise mit hölzernen oder metallenen Modellen oder, wie beim Kunstguß, mit Wachsmodellen oder, wie beim Glocken- und Kanonenguß, mit Schablonen hergestellt. (Sehr gebräuchlich ist folgende Methode. Nachdem das Modell in Gips vom Künstler angefertigt ist, formt man dasselbe stückweise in einem Gemenge von Gips mit Ziegelmehl (Kernschlichte) oder Lehm ab, überzieht diese Formteile an der innern Seite mit Wachs so dick, wie das (hohle) Gußstück Wandstärke haben soll, setzt darauf diese Stücke über einem Gerüst (Skelett) [* 27] zu der Form zusammen und gießt den innern Hohlraum mit Kernschlichte aus, nimmt event. die Gipsstücke weg und ersetzt sie durch Lehmplatten, die auf dem Wachs geformt werden, verschmiert gehörig alle Fugen mit Lehm, so daß ein fester Mantel entsteht, der bei großen Gegenständen noch mit eisernen Bändern armiert wird. Darauf wird das Ganze langsam getrocknet und soweit erwärmt, daß das Wachs vor dem Eingießen vollständig herausgeschmolzen ist. - Um Wachs zu sparen, kann man das Hemd auch aus Lehm herstellen, muß dann aber zu seiner Beseitigung den Mantel entfernen, was unter Umständen kaum ohne Verletzung der Form möglich ist. Kompliziertere Gußstücke (Reiterstatuen etc.) werden gewöhnlich in einzelnen Teilen gegossen und diese durch Schrauben, [* 28] Nieten etc. vereinigt. Die Nacharbeiten ¶

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bestehen hier außer dem Putzen noch in Ziselieren, Gravieren etc. und mitunter in der Hervorbringung einer künstlichen Patina.

2) Messing-, Gelb- oder Rotgießerei. In der Messinggießerei verbindet man das Schmelzen mit der Zusammensetzung der Legierung, indem man Kupfer [* 30] mit Zink zusammenschmelzt, gewöhnlich unter Vermischung mit altem Messing und Abfall, in Mengen von 12-15 kg, weshalb hier das Schmelzen ausschließlich in Tiegeln vorgenommen wird, aus denen man dann das Metall auch direkt in die Formen gießt. Zur Anfertigung der letztern dient fast nur fetter Sand oder Lehm, letzterer am häufigsten. In größern Fabriken wird auch wie beim Eisenguß in magerm Sand geformt und bei Massenguß in Kasten mit Modellen aus Zink oder Hartblei. Zum Trocknen der Formen dienen Trockenstuben oder kleine Kammern, die oft seitwärts über den Tiegelöfen angebracht werden. Der Messingguß, der sofort aus der Form genommen werden muß, ist gewöhnlich sehr unansehnlich und bedarf deshalb eines besonders sorgfältigen Putzens.

3) Neusilber und ähnliche Legierungen werden wie Messing gegossen.

Ausdehnung (der festen

4) Zinkgießerei. Die besonders große Gußfähigkeit des Zinks, wodurch dasselbe die feinsten Eindrücke annimmt, hat die Zinkgießerei zu großer Ausdehnung [* 31] bezüglich der Herstellung von Ornamenten-, [* 29] Figurguß- und Kourentgußware (Lampengestelle, Uhrgehäuse, Rauchrequisiten, Schreibzeuge, Buchstaben, Schilder, Kronleuchter, Statuen, Vasen [* 32] etc.) gebracht. Man schmelzt das Zink in eisernen Kesseln und schöpft es aus diesen mit Schöpflöffeln in Formen aus feinem Sand, Lehm, Bronze, Messing oder Gußeisen.

5) Zinngießerei. Zum Schmelzen des Zinns bedient man sich eiserner eingemauerter Kessel, aus denen das flüssige Metall mittels Löffel in die Formen geschöpft wird. Die Formen stellt man größtenteils aus Metall (Messing), seltener aus Sand (nur zum Gießen großer Gegenstände, Abdampf-, Koch- und Destilliergefäße für Apotheker), vielfach aus Serpentin (für Kinderspielzeug, Soldaten, Bäume u. dgl.) oder feinem Sandstein her und macht hier den ausgiebigsten Gebrauch vom Sturzguß. Die Formen werden gehörig vorgewärmt, über einer rußenden Flamme [* 33] geschwärzt (Anrauchen) und nach dem Guß mit nassen Tüchern gekühlt. Komplizierte Gußstücke werden oft in einzelnen Teilen gegossen und diese durch Löten verbunden. Britanniametall wird wie Zinn gegossen.

Turma - Turmalin

6) Bleigießerei. Die Eigenschaften des Bleies lassen nur eine geringe Verwendung dieses Metalls in der Gießerei zu, welch letztere genau so wie die Zinngießerei ausgeführt wird. Das Gießen des sogen. Bleischrots weicht von allen Methoden dadurch ab, daß es ohne Form erfolgt. Es wird dadurch vorgenommen, daß man geschmolzenes Blei auf ein Metallsieb gießt, das mit Bleiglätte bedeckt und oben in einem etwa 30 m hohen Turm [* 34] angebracht ist. Das flüssige Blei sickert durch die Glätte und fällt in Kugeltropfenform den Turm hinab in ein Wassergefäß oder durch einen kräftigen kalten Luftstrom zum Abkühlen. Später folgt sodann durch Sieben eine Trennung nach der Größe. Über prähistorische Gießformen s. Metallzeit. [* 35]

Eine namentlich für das Abgießen von Naturgegenständen sehr brauchbare Methode der Formerzeugung besteht in der Benutzung des Naturkörpers selbst als Modell. Man überzieht z. B. eine Eidechse, Spinne, Blume, Pflanzenteile etc., an Drähten hängend, durch Aufpinseln von dünnem Gipsbrei mit einer zarten Gipslage und formt sie dann durch Übergießen einer aus 3 Teilen Gips und 1 Teil Ziegelmehl oder aus feinem magern Thon mit Alaun- oder Salmiakwasser hergestellten breiigen Masse so ein, daß für den Austritt der Luft die sogen. Windpfeifen durch Drähte und für das Eingießen des Metalls Eingüsse durch keilförmige Holzstücke mit entstehen.

Luftpumpe (Handluftpum

Diese Form wird dann sehr langsam getrocknet und endlich so stark gebrannt, daß die eingeschlossenen Körper in Asche verwandelt werden, welche sich mit Quecksilber herausspülen läßt. Eine solche Form gibt ein Gußstück, das dem Naturmodell vollkommen gleicht und durch Erweichen der Form in Wasser unbeschädigt gewonnen wird. Zur vollständigen Ausfüllung der feinsten Teile der Form saugt man vor dem Gießen die Luft mittels einer Luftpumpe [* 36] aus der Form. Dieselbe Formmethode benutzen die Japaner auch zur Herstellung ihrer gewöhnlichen Gußstücke, indem sie die Holzmodelle in Thon einformen und durch Ausbrennen entfernen. Dabei werden die Verzierungen (Blumen, Drachen, Vögel [* 37] etc.) aus Wachs angefertigt und vorher auf das Modell geklebt.

Bei dem Schalen- oder Koquillenguß besteht die Form (Schale, Koquille) aus Metall (Gußeisen, Stahl), durch dessen schnelle Abkühlung eingegossenes Eisen oberflächlich eine weiße, außerordentlich harte Kruste annimmt (Hartguß, s. d.). Man kann auch einzelne Partien der Gußstücke hart, andre weich gießen, indem man nur an denjenigen Stellen der Form metallene Einlagen anbringt, welche den harten Partien am Gußstück entsprechen. Uchatius in Wien [* 38] hat nach dem Prinzip des Schalengusses auch Bronze gegossen, um dadurch dieser umgekehrt die Sprödigkeit zu nehmen, dahingegen die Festigkeit zu erhöhen, indem er in die zum Gießen von Bronzegeschützrohren dienende Form zur Bildung der Höhlung eine Kupferstange brachte, welche durch schnelle Wärmeentziehung nicht nur ein Ausseigern verhindert und dadurch eine große Gleichmäßigkeit erzeugt, sondern auch die Festigkeit erhöht. Durch Ausbohren wird die Kupferstange später entfernt.

Hahn (Vogel) - Hahn (t

Manche Metalle erhalten beim Guß Höhlungen, durch welche der Zusammenhang des Metalls unterbrochen und das Gußstück unbrauchbar wird. Diesen Übelstand sucht man durch verschiedene Mittel, namentlich durch Anwendung hohen Druckes, zu verhindern. W. Siemens schließt die Gußform mit einem Deckel ab, welcher wie eine umgekehrte Schale in die Form hineinhängt und nach dem Eingießen des Metalls durch einen besondern Hahn [* 39] mit Wasser versehen wird. Die Bildung von Wasserdampf bei der hohen Temperatur des flüssigen Metalls veranlaßt unter dem Deckel nun einen so gewaltigen Druck, daß die in dem Metall aufgespeicherten Gase herausgepreßt und damit die Höhlungen beseitigt werden. Statt Dampf [* 40] hat man auch Schießpulver, [* 41] Dynamit und in neuerer Zeit flüssige Kohlensäure in Anwendung gebracht.

[Geschichtliches.]  

Das Verfahren, durch Flüssigmachen und Eingießen in Formen Gegenstände der Kunst und des Gebrauchs zu erzeugen, wurde schon in frühster Zeit angewendet und zwar wohl zuerst zur Formung von Metall, besonders der Bronze (Bronzezeit). Über den Ursprung der Bronzegießerei ist nichts Sicheres bekannt, da fast in allen Ländern gegossene Bronzegeräte nebst Gußformen und Schlacke gefunden werden. Um die Zeit des Salomonischen Tempelbaues (1000 v. Chr.) stand der Erzguß schon in hoher Blüte; [* 42] kleine gegossene Gegenstände aus Erz (Bronze) bildeten einen bedeutenden Handelsartikel der Phöniker; namentlich erzeugte man für den Handel mit den ¶