Funktioniert der Guss in Aluminium mit Ossa Sepia ?

Ja, Apotheken haben Borax.

Hat Borax bei Bronze/Messing/Kupfer eigentlich auch Auswirkungen auf Oberflächenspannung und Gießverhalten?

Ich dachte bis jetzt nur, dass man es zum Abscheiden der Schlacke benutzt?

Wie soll ich auf solch komplexe Frage nur richtig antworten?

Korrekt wäre: jein und nein.

Borax wird bein Schmelzen von Metallen als Schmelzbadabdeckung gebraucht, damit der Luftsauerstoff keinen Kontalt mit dem flüssigen Metall bekommt. Vor allem bei Legierungen von Metallen mit stark unterschiedlichem Schmelzpunkt, ist dies eine grundlegende Voraussetzung. Bei Messing können die Bestandteile Kupfer. Zink und Blei sein. Kupfer hat einen Schmelzpunkt von 1084°C und einen Siedepunkt von etwa 2567°C. Allerdings ist Kupfer ein eutektisches Metall, wie alle Reinmetalle. Dieser Umstand macht es als Gießmaterial allerdings problematisch.

Bereits im Altertum benutzte man Kupfer als Werkstoff für vielerlei Geräte. Das erste Metall welches von Menschen verarbeitet wurde, dürfte indess Gold gewesen sein. Die vorgeschichtlichen Kupferlagerstätten lieferten nur verunreinigtes Kupfer. Die häufigste metallische Beimengung im Kupfererz war Zinn. Und gerade dieses Zinn, ebnete den Altvorderen sozusagen den Weg in das erste Metallzeitalter, die Bronzezeit. Es schmolz aus den erhitzten Erzen bereits lange vor dem Kupfer, (Schmelzpkt ca. 420°C) und vermengte sich sofort mit den schmelzenden Kupferanteilen zu einer niedrigschmelzenden Legierung der Bronze. Gleichzeitig sorgte es dafür, dass die Schmelze nun ein Schmelzintevall bekam, also eine breiige Zone aus Bestandteilen unterschiedlich hoch schmelzender Legierungsbestandteile. Das lässt sich am Besten folgendermaßen erklären: Reines Wasser ist entweder dampfförmig, flüssig oder fest, also Eis. Vermengt man Wasser nun mit Bestandteilen wie Zucker, Aromastoffen und Fettemulsionen, dann machen wir die Beobachtung, dass aus dem Wasser mit dem Erreichen des Gefrierpunktes nicht etwa Eis entsteht. Es passier bei Null Grad Celsius ertst einmal gar nichts. Erst mit Erreichen einer wesentlich tieferen Temperatur als null Grad, können wir beobachten, dass sich in der Füssigkeit Veränderungen anbahnen: Durch das Entstehen kleinster Eiskristalle, bilden sich feste Bestandteile, die wie Sand in der Flüssigkeit schwimmen. Sinkt die Temperatur noch weiter, wird die Abgelegenheit pastös: Wie haben Softeis. Erst mit weiterem, erheblichen Absinken der Temperatur wird die Konsistenz langsam fester, bis hin zum völligen Erstarren. Aber auch danach hat die Masse ein vollkommen anderes Verhalten als Eis aus reinem Wasser: Das spezifische Gewicht hat sich verändert, der Schmelzpunkt wurde drastisch reduziert, das Produkt hat in erstarrter Form vollkommen andere physikalische Werte als der reine Stoff. Dies trifft nicht nur auf die mechanischen Eigenschaften zu, sondern auch auf die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit, die Duktilität, ja sogar Lösungsfähigkeit und viele andere Eigenschafen werden verändert.

Alle diese Dinge treffen auch im Metallbereich zu. Die "Softeisphase" ist das Schmelzintervall, Legierungen haben einen niedrigeren Schmelzpunkt als Reinmetalle, sie haben andere mechanische Eigenschaften, haben andere Gewichte, und und und.

Dieser Vorgang beschreibt recht anschaulich, was es mit Legierungen und Schmelzintervallen auf sich hat dass mit dem Zufügen und Vermengen der Inhaltsstoffe, sich auch die Eigenschaften zund Zustände der einzelnen Komponenten ändern. Nicht selten hat eine Legierung nichts mehr mit den einzelnen Bestandteilen gemein. Doch nun wieder zurück zur Bronze:

Die Legierung Bronze ist also weniger eine Erfindung der Menschen, als vielmehr ein natürlich vorkommender Rohstoff. Man könnte auch sagen, ein Geschenk der Götter an die Irdischen. Da Kupfer und Zinn keine besonders harmonische Verbindung eingehen, denn das Zinn führt zu einer unglaublichen Verhärtung des in reiner Form äußerst duktilen Werkstoffes Kupfer, dauerte es auch nicht lange, bis die ersten Werkzeuge und Waffen aus Bronze gefertigt wurden. Wie hart diese alten Bronzen waren sieht man daran, dass z.B. die Römer sich mit Rasiermessern aus Bronze glattschabten. Diese enorme Schnitthaltigkeit mancher antiker Bronzen, ist merkürdigerweise bis heute nicht reporoduzierbar, obwohl die genauen Legierungsbestandteile analytisch längst genau erfasst wurden. Obwohl Zinn recht niedigschmelzend ist, hat es doch einen Siedepunkt von über 2320 °C, was der Bronze in der Form zugute kommt, dass die niedrigschmelzenden Zinnbestandteile, nicht verbrennen, verkochen oder oxidieren. Bronze ist also ein ideales Gussmaterial.

Kommen wir zu einer anderen gelben Kupferlegierung, dem Messig. Messing wird gebildet aus Kupfer und Zink, wobei allerdings bereits die Herstellung der Legierung Probleme bereitet, da der Legierungsbestandteil Zink, bereits bei 420°C schmilzt und bereits bei 907 °C den Siedepunkt erreicht, das Kuper aber bei rund 1084 °C schmilzt. Damit liegt der Schmelzpunkt des Kupfers über dem Siedepunkt des Zinks und zwar um rund 177 Grad! Zink verbrennt im Luftsauerstoff in einer grünlichen Flamme zu weißem Zinkoxid. Schmilzt man Messing mit etwas zu viel Hitze, oder gar ohne Schmelzbadabdeckung durch Borax, Pottasche oder ähnliches, so bilden sich weiße Flocken in der Luft, die wie Schnee zur Erde sinken. Diese "Schneeflocken" bestehen aus Zinkoxid und sind giftig. Der Grund für den Zusatz von Zink zum Kupfer ist der, dass Bronze für viele Bereiche zu fest, zu hart, hoch schmelzend und unumgänglich ist. Zink hingegen als, ergibt ein wesetlich duktileres, leicht zu verfüssigendes und gut zu bearbeitendes Material, welches sich ganz hervorragend für Gürtler- oder Treibarbeiten eignet, das das Zink im Kristallgefüge, sozusagen die Rolle eines Schmiermittels im Gefüge übernimmt. Messing neigt aus diesem Grund bei der Bearbeitung wesentlich weniger zum Reißen oder Brechen, wie zum Beispiel Bronze.

Aus Messing werden Bleche, Drähte und Gussteile gefertigt. Außerdem dient Messing mit einem Bleizusatz, der dem Material zur Verhärtung beigefügt wird um es Automatengerecht zu machen, als Material zur Schrauben-u. Drehteilherstellung,m sowie als Material für gefräste Geometrien. Neuerdings kommt es auch im Strangussbereich zum Einsatz. Meist werden die Qualitäten MS-57, 58 und 63 verarbeitet. Messing ohne Bleizusatz ab etwa 75 % Kupfer, nennt man Tombak. Es ist hochduktil und fand früher im Doubléschmuckbereich Anwendung.

Die handwerkliche Verarbeitung von Messingblechen zu Töpfen und allerlei Behältern, Beschlägen, und allerlei Dingen mehr, ist allerdings wegen der preiswerteren maschinellen Verarbeitung kaum noch zu beobachten. Allerdings werden auch heute noch Blechblasinstrumente aus bleifreiem Messing gefertigt.

Bleifreies Messing kann mit Schlaglot. (Ms-Lote, Silberbasislote, Goldbasislote) oder aber auchm (weniger fest) mit der reichen Palette der zur Verfügung stehenden Zinnlote (Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Pb usw) gefügt werden.

Eng verbunden mit diesen Materialien, ist der Beruf des Gelbgießers, der zu den ältesten der Menschheitsgeschichte gehört. Gelbgießer vergießen Kupferlegierungen aller Art, die neben Kupfer, Zinn Zink und Blei auch Silber- und sogar Goldanteile enthalten können. Vor allem in Bereich der künstlerischen Gussarbeiten, sind die Zusammensetzungen der einzelnen Arbeiten sehr oft ein Betriebsgeheimnis, was bei späteren Reparaturen nicht selten zu Ratlosigkeit auf Seiten der Reparateure führt und so manchem Kunstwerk nicht wieder gut zu machende Schäden zugefügt hat.

Messing schmelzen:

Am Besten in einem hohen Graphittiegel, in einem Elektro-oder auch gasbeheizten Ofen. Svchmelzbadabdechung mit Borax, oder Holzkohlengries (etwa 5 cm Schichtdickte). Im Falle der Holzkohlenabdeckung, muss die Schmelze am Boden des Tiegels nach unten abfließen können. Wir machen es immer mit Borax/Pottasche 50/50. Allerdings schmelzen wir auch keine großen Mengen, nur bis etw einem Kilo Gussgewicht. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass eine leistungsfähige Absaugung zur Verfügung steht. Ebenso, dass das Material nicht überhitzt wird. Formtemperatur der Gussformen sollte bei dünnwandigen Teilen nicht über 350°C liegen, bei massiveren etwa 150-180°C und bei massivern Teilen, etwa einem Wasserhahn kann die Form fast kalt sein. Eine zu heiße Form verschlechtert das Gussergebnis ganz enorm, weil , wenn die bereits meist fehlerfrei erstarrte äßere Schicht eines Gusses, vom füssigen Inneren wieder aufgeweicht wird, sind grobe Gussfehler die Folge. Vei der Einstellung der Formtemperatur, muss also, genau wie beim Einstellen der Metalltemperatur darauf geachtet werden, dass einerseits die Form ganz gefüllt wir, andererseits aber die einmal erstarrten Teile, nicht durch (zu) heißes, nachfließendes Metall wieder aufgeweicht werden.

Ulrich Wehpke hat geschrieben:Borax wird bein Schmelzen von Metallen als Schmelzbadabdeckung gebraucht, damit der Luftsauerstoff keinen Kontakt mit dem flüssigen Metall bekommt. Vor allem bei Legierungen von Metallen mit stark unterschiedlichem Schmelzpunkt, ist dies eine grundlegende Voraussetzung. Bei Messing können die Bestandteile Kupfer. Zink und Blei sein. Kupfer hat einen Schmelzpunkt von 1084°C und einen Siedepunkt von etwa 2567°C. Allerdings ist Kupfer ein eutektisches Metall, wie alle Reinmetalle. Dieser Umstand macht es als Gießmaterial allerdings problematisch.

Hier ist es z.B. eine hohe Kohäsion im flüssigen Zustand.

Ulrich Wehpke hat geschrieben:
Bereits im Altertum benutzte man Kupfer als Werkstoff für vielerlei Geräte. Das erste Metall welches von Menschen verarbeitet wurde, dürfte indes Gold gewesen sein. Die vorgeschichtlichen Kupferlagerstätten lieferten nur verunreinigtes Kupfer. Die häufigste metallische Beimengung im Kupfererz war Zinn. Und gerade dieses Zinn, ebnete den Altvorderen sozusagen den Weg in das erste Metallzeitalter, die Bronzezeit. Es schmolz aus den erhitzten Erzen bereits lange vor dem Kupfer, (Schmelzpunkt ca. 420°C) und vermengte sich sofort mit den schmelzenden Kupferanteilen zu einer niedrigschmelzenden Legierung der Bronze. Gleichzeitig sorgte es dafür, dass die Schmelze nun ein Schmelzintevall bekam, also eine breiige Zone aus Bestandteilen unterschiedlich hoch schmelzender Legierungsbestandteile. Das lässt sich am Besten folgendermaßen erklären: Reines Wasser ist entweder dampfförmig, flüssig oder fest, also Eis. Vermengt man Wasser nun mit Bestandteilen wie Zucker, Aromastoffen und Fettemulsionen, dann machen wir die Beobachtung, dass aus dem Wasser mit dem Erreichen des Gefrierpunktes nicht etwa Eis entsteht. Es passier bei Null Grad Celsius erst einmal gar nichts. Erst mit Erreichen einer wesentlich tieferen Temperatur als null Grad, können wir beobachten, dass sich in der Flüssigkeit Veränderungen anbahnen: Durch das Entstehen kleinster Eiskristalle, bilden sich feste Bestandteile, die wie Sand in der Flüssigkeit schwimmen. Sinkt die Temperatur noch weiter, wird die Abgelegenheit pastös: Wie haben Softeis. Erst mit weiterem, erheblichen Absinken der Temperatur wird die Konsistenz langsam fester, bis hin zum völligen Erstarren. Aber auch danach hat die Masse ein vollkommen anderes Verhalten als Eis aus reinem Wasser: Das spezifische Gewicht hat sich verändert, der Schmelzpunkt wurde drastisch reduziert, das Produkt hat in erstarrter Form vollkommen andere physikalische Werte als der reine Stoff. Dies trifft nicht nur auf die mechanischen Eigenschaften zu, sondern auch auf die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit, die Duktilität, ja sogar Lösungsfähigkeit und viele andere Eigenschafen werden verändert.

Auch der Geschmack

Ulrich Wehpke hat geschrieben:Alle diese Dinge treffen auch im Metallbereich zu. Die "Softeisphase" ist das Schmelzintervall, Legierungen haben einen niedrigeren Schmelzpunkt als Reinmetalle, sie haben andere mechanische Eigenschaften, haben andere Gewichte, und und und.

Dieser Vorgang beschreibt recht anschaulich, was es mit Legierungen und Schmelzintervallen auf sich hat dass mit dem Zufügen und Vermengen der Inhaltsstoffe, sich auch die Eigenschaften und Zustände der einzelnen Komponenten ändern. Nicht selten hat eine Legierung nichts mehr mit den einzelnen Bestandteilen gemein.

An der Stelle ist das Beispiel mit dem gefrierenden Wasser noch für die Erklärung eines weiteren Effektes der häufigen Gussfehler brauchbar.
Die Gasporen im Guss.

Wenn man Leitungswasser zur Eiswürfelzubereitung verwendet, wird man meist im Kern der Eiswürfel einen weißen Bereich auch lauter kleinen Gasbläschen finden. Das sind im Wasser unsichtbar gelöste Gase, die im Eiskristall keinen Platz mehr haben und deshalb frei werden. Da rundum schon eine Eishülle gefroren ist, können sie nicht mehr entweichen und bleiben als Gasbläschen gefangen im Eis. Diese gelösten Gase benötigen z.B. auch Fische zum atmen.
Wenn man nun das Leitungswasser abkocht und dann nach dem abkühlen in den Kühlschrank ins Eisfach stellt, bekommt man wunderbar transparente klare Eiswürfel. Durch das Abkochen ist das Wasser entgast worden. Bitte in solches Wasser keine lebendigen Fische reinwerfen, sie würden ersticken.
Gashaltige Kupfer, Gold oder Silberlegierungen können und sollten ebenfalls entgast werden, falls sie gelöste oder im inneren gefangene Gase enthalten.

Ulrich Wehpke hat geschrieben:
Doch nun wieder zurück zur Bronze:

Die Legierung Bronze ist also weniger eine Erfindung der Menschen, als vielmehr ein natürlich vorkommender Rohstoff. Man könnte auch sagen, ein Geschenk der Götter an die Irdischen. Da Kupfer und Zinn keine besonders harmonische Verbindung eingehen, denn das Zinn führt zu einer unglaublichen Verhärtung des in reiner Form äußerst duktilen Werkstoffes Kupfer, dauerte es auch nicht lange, bis die ersten Werkzeuge und Waffen aus Bronze gefertigt wurden. Wie hart diese alten Bronzen waren sieht man daran, dass z.B. die Römer sich mit Rasiermessern aus Bronze glattschabten. Diese enorme Schnitthaltigkeit mancher antiker Bronzen, ist merkürdigerweise bis heute nicht reporoduzierbar, obwohl die genauen Legierungsbestandteile analytisch längst genau erfasst wurden. Obwohl Zinn recht niedrigschmelzend ist, hat es doch einen Siedepunkt von über 2320 °C, was der Bronze in der Form zugute kommt, dass die niedrigschmelzenden Zinnbestandteile, nicht verbrennen, verkochen oder oxidieren. Bronze ist also ein ideales Gussmaterial.

Kommen wir zu einer anderen gelben Kupferlegierung, dem Messing. Messing wird gebildet aus Kupfer und Zink, wobei allerdings bereits die Herstellung der Legierung Probleme bereitet, da der Legierungsbestandteil Zink, bereits bei 420°C schmilzt und bereits bei 907 °C den Siedepunkt erreicht, das Kupfer aber bei rund 1084 °C schmilzt. Damit liegt der Schmelzpunkt des Kupfers über dem Siedepunkt des Zinks und zwar um rund 177 Grad! Zink verbrennt im Luftsauerstoff in einer grünlichen Flamme zu weißem Zinkoxid. Schmilzt man Messing mit etwas zu viel Hitze, oder gar ohne Schmelzbadabdeckung durch Borax, Pottasche oder ähnliches, so bilden sich weiße Flocken in der Luft, die wie Schnee zur Erde sinken. Diese "Schneeflocken" bestehen aus Zinkoxid und sind giftig. Der Grund für den Zusatz von Zink zum Kupfer ist der, dass Bronze für viele Bereiche zu fest, zu hart, hoch schmelzend und unumgänglich ist. Zink hingegen als, ergibt ein wesentlich duktileres, leicht zu verflüssigendes und gut zu bearbeitendes Material, welches sich ganz hervorragend für Gürtler- oder Treibarbeiten eignet, das das Zink im Kristallgefüge, sozusagen die Rolle eines Schmiermittels im Gefüge übernimmt. Messing neigt aus diesem Grund bei der Bearbeitung wesentlich weniger zum Reißen oder Brechen, wie zum Beispiel Bronze.

Aus Messing werden Bleche, Drähte und Gussteile gefertigt. Außerdem dient Messing mit einem Bleizusatz, der dem Material zur Verhärtung beigefügt wird um es Automatengerecht zu machen, als Material zur Schrauben-u. Drehteilherstellung, sowie als Material für gefräste Geometrien. Neuerdings kommt es auch im Strangussbereich zum Einsatz. Meist werden die Qualitäten MS-57, 58 und 63 verarbeitet. Messing ohne Bleizusatz ab etwa 75 % Kupfer, nennt man Tombak. Es ist hochduktil und fand früher im Doubléschmuckbereich Anwendung.

Die handwerkliche Verarbeitung von Messingblechen zu Töpfen und allerlei Behältern, Beschlägen, und allerlei Dingen mehr, ist allerdings wegen der preiswerteren maschinellen Verarbeitung kaum noch zu beobachten. Allerdings werden auch heute noch Blechblasinstrumente aus bleifreiem Messing gefertigt.

Bleifreies Messing kann mit Schlaglot. (Ms-Lote, Silberbasislote, Goldbasislote) oder aber auchm (weniger fest) mit der reichen Palette der zur Verfügung stehenden Zinnlote (Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-Pb usw) gefügt werden.

Eng verbunden mit diesen Materialien, ist der Beruf des Gelbgießers, der zu den ältesten der Menschheitsgeschichte gehört. Gelbgießer vergießen Kupferlegierungen aller Art, die neben Kupfer, Zinn Zink und Blei auch Silber- und sogar Goldanteile enthalten können. Vor allem in Bereich der künstlerischen Gussarbeiten, sind die Zusammensetzungen der einzelnen Arbeiten sehr oft ein Betriebsgeheimnis, was bei späteren Reparaturen nicht selten zu Ratlosigkeit auf Seiten der Reparateure führt und so manchem Kunstwerk nicht wieder gut zu machende Schäden zugefügt hat.

Messing schmelzen:

Am Besten in einem hohen Graphittiegel, in einem Elektro-oder auch gasbeheizten Ofen. Svchmelzbadabdechung mit Borax, oder Holzkohlengries (etwa 5 cm Schichtdickte). Im Falle der Holzkohlenabdeckung, muss die Schmelze am Boden des Tiegels nach unten abfließen können. Wir machen es immer mit Borax/Pottasche 50/50. Allerdings schmelzen wir auch keine großen Mengen, nur bis etwa einem Kilo Gussgewicht. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass eine leistungsfähige Absaugung zur Verfügung steht. Ebenso, dass das Material nicht überhitzt wird. Formtemperatur der Gussformen sollte bei dünnwandigen Teilen nicht über 350°C liegen, bei massiveren etwa 150-180°C und bei massivern Teilen, etwa einem Wasserhahn kann die Form fast kalt sein.

Im Prinzip ist das gleiche auch bei Gold und Silbergüssen richtig wobei sich nur die Gewichtung von dünnwandig bei dem teureren Material Gold etwas verschiebt. Sehr dünne und lange Formteile mit 0,4 mm und dünner vertragen schon Formtemperaturen von 500°C und höher bei 0,2 mm.

Ulrich Wehpke hat geschrieben: Eine zu heiße Form verschlechtert das Gussergebnis ganz enorm, weil , wenn die bereits meist fehlerfrei erstarrte äußere Schicht eines Gusses, vom füssigen Inneren wieder aufgeweicht wird, sind grobe Gussfehler die Folge.

Lunker können zu großen kristallinen Hohlräumen anwachsen.

Ulrich Wehpke hat geschrieben:Bei der Einstellung der Formtemperatur, muss also, genau wie beim Einstellen der Metalltemperatur darauf geachtet werden, dass einerseits die Form ganz gefüllt wir, andererseits aber die einmal erstarrten Teile, nicht durch (zu) heißes, nachfließendes Metall wieder aufgeweicht werden.

Ein wunderbarer Artikel, Urlrich ich hoffe zu verzeihst meinen Senf den ich dazu beigetragen habe.

Vielen Dank euch für eurere Antworten.
Insbesondere Ihnen, Herr Wehpke für diesen sehr informativen und selbst für einen Laien leicht zu verstehen post.
Übrigens, überaus schöne Webseiten haben Sie, Herr Butschal und Herr Wehpke.
Habe mich doch noch einem meiner Messing Ringe erbarmt, denn eigentlich sollte er wieder eingeschmolzen werden.
Nun liegt er neben mir, auf Hochglanz poliert, und macht eigentlich einen recht ansehnlichen Anblick.
Schade eigentlich das Messing so unedel ist, im jetzigen Zustand wird es sich wohl nicht lange halten.
Neu-Silber und Silber liegen bereit ebenso Borax, Tiegel aus hessischem Ton und Formsand . An diesen Sachen werde ich nächste Woche versuchen.
Falls ich noch eine Quelle für Zinn finde werde ich auch Bronze legieren.


Der Messing ring ...

HermannOtto hat geschrieben:Falls ich noch eine Quelle für Zinn finde werde ich auch Bronze legieren.

Sehr geehrter Herr Hermann Otto,

warum nach einer Quelle für Zinn suchen wenn Sie Bronze, speziell für Bijouterie Produkte, als fertig Bronzelegierung erwerben können wie z.B. BR12 oder BR10? Diese weisen neben der Farbe auch hervorragende Gusseigenschaften auf. Sollten Sie Fragen haben können Sie sich gerne hier informieren.


Mit freundlichen Grüßen
Günter Lütgens

Bravo!
Das nenn ich Fachhandel.
Hab zwar keinen Bedarf an Bronzen,aber zu wissen wo man es bekommt,wenn man es braucht hat was!