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    Edelstahlstrahlmittel

    Edelstahlstrahlmittel


    Strahlmittel zur Oberflächenbehandlung vom rostfreiem Stahl


    Für die Behandlung von Werkstücken aus nichtrostendem Stahl ist es erforderlich, Strahlmittel zu verwenden, die keine eisenhaltigen Staubreste auf der Werkstückoberfläche zurücklassen, z.B. Edelstahlstrahlmittel. Folgende Strahlmittel werden daher verwendet:
    1. Edelstahl-Drahtkorn hergestellt aus nichtrostendem Stahldraht
    2. Stahlschrot in klassischem Verfahren durch Zerstäuben aus der flüssigen Phase erzeugt, wobei von im Elektro-Lichtbogenofen erschmolzenen nichtrostenden Stahllegierungen ausgegangen wird.
    3. Synthetische und mineralische Strahlmittel wie zum Beispiel Elektrokorund, Siliziumkarbid usw.
    4. Glasperlen
    Werden eisenhaltige Strahlmittel verwendet, so entstehen nach verhältnismäßig kurzer Zeit durch Oxydation der auf der gestrahl­ten Oberfläche zurückbleibenden Staubreste  Rostflecken. Um dies zu vermeiden, behilft man sich in manchen Fällen durch eine kurze Nachbehandlung in einem Säurebad. Dies ist je­doch sehr unerwünscht, nicht nur aus Gründen der Arbeitshygiene und des Umweltschutzes, sondern auch weil diese zusätzliche, an und für sich unnötige Nachbehandlung eine wesentliche Verteue­rung des ganzen Verfahrens bedeutet.

    In Strahlanlagen, bei denen die Beschleunigung des Strahlmittels durch Druckluft erfolgt, können alle vier oben aufgeführten Strahlmittelsorten verwendet werden. Hingegen können in mit Schleuderrädern ausgerüsteten Strahlmaschinen weder Glasper­len, noch die synthetischen und mineralischen Strahlmittel benutzt werden. Jedes der oben erwähnten Strahlmittel erzeugt einen bestimmten Strahleffekt und ein individuell verschiedenes Aussehen der gestrahlten Werkstückoberfläche.

    Diese Erscheinung tritt allgemein bei der Behandlung von Oberflächen mit Strahlmitteln auf. So ergibt beispielsweise Edelstrahlstrahlmittel beim Strahlen von gewöhnlichen, das heißt, weder kaltgewalzten noch polierten Blechen aus nichtrostendem Stahl eine hochglänzende Oberfläche. Mit Glasperlen wird ein sehr ähn­licher Strahleffekt erreicht, jedoch ist die sogenannte Farbe oder Helligkeit der Oberfläche sehr verschieden von derjenigen, die unter Verwendung von Edelstahlstrahlmittel wird.


    Edelstahlstrahlmittel - ein qualitativ hochwertiges Strahlgut

    Sowohl Edelstahlstrahlmittel als auch aus nichtrostendem Stahldraht gefertigter Drahtschnitt sind verhältnismäßig teure Strahlmittel. Der Kilopreis ist etwa zehnmal höher als derjenige, der für Stahlguss rund erster Qualität bezahlt werden muss. Die Einsatzmög­lichkeiten dieser aus nichtrostendem Stahl hergestellten Strahlmit­telsorten sind somit aus wirtschaftlichen Gründen auf diejenigen Fälle beschränkt, wo der angestrebte Effekt aus dem einen oder anderen Grunde mit den klassischen, wesentlich billigeren Strahl­mitteln nicht erreicht werden kann. Als Beispiel sei die Erzeugung von Edelstahlband im Walzwerk erwähnt. Vor der Weiterverarbeitung durch Kaltwalzen müssen die im Warmwalzwerk erzeug­ten Warmbänder aus nichtrostendem Stahl von den anhaftenden, vom Warmwalzprozess herrrührenden Zunderschichten befreit werden. Dies geschieht in kombinierten Glüh- und Beizstraßen in denen das zu entzundernde Warmband zuerst die Strahlmaschine und sodann einen Nachbeizbottich sowie am Schluss ein Passivierungsbad durchläuft. In den mit Schleuderrädern ausgerüsteten Strahlmaschinen wird in diesen kombinierten Entzunderungsstraßen ausschließlich kugeliges, klassisches Stahlguss erster Quali­tät verwendet, denn eventuell zurückbleibende Staubreste werden in den nachfolgenden Säure- und Passivierungsbädern mit Sicher­heit entfernt.

    Edelstahl-Drahtkorn

    Dort wo ein aus Edelstrahl gefertigtes Strahlmittel benötigt wird, wird bei Einsatz in mit Schleuderrädern ausgerüsteten Maschinen im allgemeinen Edelstahl-Drahtkorn verwendet, obwohl grundsätzlich auch Edelstahlstrahlmittel eigentlich hierfür ebenfalls geeignet wäre.  Edelstahl-Drahtkorn kann jedoch gemäß den Wünschen des Kunden entsprechend nicht nur mit dem vorgeschriebenen Durchmesser, sondern auch in der spezifizierten Drahtqualität und aus der ge­wünschten Legierung hergestellt werden.


    Verwendung von Edelstahlstrahlmittel zur Vermeidung von Korrosionserscheinungen

    Unterschiede in der Strahlmittelwahl in Europa und den USA. In den USA und in England wird Edelstahlstrahlmittel fast ausschließlich in nach dem Druckluftsystem arbeitenden Strahlanlagen verwendet, und zwar für das Abstrahlen von gegossenen Werkstücken aus nichtrostendem Stahl als auch von anderen Teilen wie zum Beispiel Schweißkonstruktionen, die aus nichtrostenden Stahlsorten gefertigt sind. Bei Verwendung von konventionellem Stahlguss wurde an der Oberfläche der gestrahlten Gussstücke aus nichtrostendem Stahl Rück­stände festgestellt, die sodann zu Korrosionserscheinungen führ­ten. Durch Einsatz von Edelstahlstrahlmittel konnte diese sehr uner­wünschte Erscheinung vermieden werden. In den Industrieländern Europas werden in nach dem Druckluftsystem arbeitenden Freistrahlanlagen vor allem nicht?metallische, synthetische Strahlmittel wie zum Beispiel Elektroko­rund für das Strahlen von Stahlgussstücken aus nichtrostenden Legierungen ebenso wie von geschweißten Apparaten und Kon­struktionsteilen aus Edelstahlmaterialien verwendet. Diese Unterschiede in der Verfahrenstechnik sind in allererster Linie auf wirtschaftliche Gründe zurückzuführen.

    Studie aus den USA. Es sei in diesem Zusammenhang auf eine amerikanische Untersuchung hingewiesen, wobei auf Grund von Laboratoriumsversuchen die Strahlmit­telkosten bei Verwendung von rostfreien Strahldraht denjenigen von nichtmetallischen Strahlmitteln gegenübergestellt wurden.Diese Studie basiert auf den Verhältnissen in den Vereinigten Staaten und kommt zum Schluss, dass durch Verwendung von Drahtschnitt aus nichtrostenden Legierungen niedrigere Strahlmittelkosten bei der Behandlung von Werkstücken dieser Art erzielt werden kön­nen. Es wird auch erwähnt, dass eine weitere Verbilligung durch Strahlen in mit Schleuderrädern ausgerüsteten Maschinen erreicht werden kann.

    Bildung von eisenhaltigen Staubteilchen auch aufgrund Strahlanlagen aus Stahl und Eisen. In diesem Zusammenhang muss auch beachtet werden, dass für den Bau von Strahlanlagen vor allem Stahl und Eisen, sei es als Blech oder als gegossene Konstruktionselemente, verwendet wer­den. Diese Feststellung gilt unabhängig davon, ob es sich um nach dem Druckluftsystem arbeitende oder mit Schleuderrädern ausgerüstete Anlagen handelt. Im Betrieb kommt das sich im Umlauf be­findliche Strahlmittel somit zwangsläufig mit solchen aus Eisen oder Stahl bestehenden Anlageteilen in Berührung. Die Gefahr der Verunreinigung durch die sich beim Abrieb bildenden eisenhaltigen Staubteilchen besteht somit sowohl für das Strahlmittel als auch indirekt für die mit dem Strahlmittel behandelten Werkstücke aus Edelstahlmaterial. Die Anlagen, die für die Behandlung solch heik­ler Werkstücke bestimmt sind, müssen deshalb nach Möglichkeit sämtliche mit dem Strahlmittel in Berührung kommenden Innen­flächen mit einer eisenfreien Schleißschutzauskleidung abgedeckt werden. Als Material hierfür kommt in allererster Linie Gummi in Betracht. In den USA sind in solchen Fällen für mit Schleuderrädern ausgerüstete Maschinenvereinzelt auch solche Schutzauskleidungen aus nichtrostendem Stahl angefertigt wor­den. Diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig.


    Arbeits-Prinzip einer Magnetabscheider-Trommel.
    1 = Zulauf Leitung vom Strahlmittelreiniger (Kaskadenabschei­der) am Becherwerksauslauf oder von einer Zwischensilo
    2 = festeingebauter Segmentförmiger Magnet
    3 = mit gleichförmiger Umlaufgeschwindigkeit sich langsam dre­hende Trommel aus nichtmagnetisierbarem Material
    4 = Drehrichtung der Trommel 3
    5 = vom Strahlmittelreiniger einlaufendes, mit Eisenpartikeln vermischtes nichtmagnetisches Strahlmittel
    6 = von Eisenpartikeln gereinigtes Strahlmittel
    7 = die Eisenpartikel werden durch den starken festeingebauten Magneten an der Oberfläche der sich drehenden Trommel festgehalten und so weit mitgeführt, bis diese in eine separate Abscheidekammer nach Verlassen der Magnetzone herabfal­len.
    8 = Auslaufleitung für die abgeschiedenen Eisenpartikel
    9 = Auslaufleitung für das gereinigte, von Eisenteilchen befreite Strahlmittel.


    Magnetabscheider zur Entfernung von eisenhaltigen Staubpartikel. Die mit diesen Problemen zusammenhängenden Fragen lassen sich im allgemeinen wesentlich leichter und besser in Anlagen, die nach dem Druckluftsystem arbeiten lösen, als mit Strahlmaschi­nen, die mit Schleuderrädern ausgerüstet sind. Abrieberscheinun­gen und somit eisenhaltige Staubpartikel lassen sich jedoch im praktischen Betrieb trotz Schutzauskleidung aus nichteisenhalti­gem Material nicht vollständig vermeiden. Bei besonders hohen Ansprüchen an die Qualität der gestrahlten Werkstückoberflächen werden deshalb in den Strahlmittelkreislauf zusätzlich Magnetab­scheider eingebaut (Arbeitsprinzip siehe Abbildung). Diese werden am besten am Becherwerksauslauf nach dem Strahlmittelreiniger angeordnet und sind dazu bestimmt, die eisenhaltigen Staubparti­kel aus dem Strahlmittel auszuscheiden und zu entfernen. Voraus­setzung für den erfolgreichen Einsatz dieser Magnetabscheider ist jedoch die Verwendung eines nichtmagnetischen Strahlmittels wie zum Beispiel Elektrokorund. Bei mit Schleuderrädern ausgerüste­ten Strahlanlagen bedingt dies die Verwendung von Edelstahl-Draht­korn, das aus einer nichtrostenden Legierung hergestellt worden ist, die aber überdies auch nicht magnetisierbar sein darf.

    Verwendung von zwei verschiedenen Strahlmittel bei größeren Apparaturen. Sowohl in der chemischen als auch in der Nahrungsmittelindustrie werden vielfach größere Apparaturen wie zum Beispiel Autokla­uen, Mischer, Knetapparate usw. verwendet, bei denen wegen der großen Abmessungen aus Kostengründen nur jene Bestandteile aus Edelstahlmaterial angefertigt werden, die direkt mit dem Produkt in Berührung kommen. Im Übrigen werden die Apparate aus ande­ren Stahlsorten hergestellt. Am Ende des Fabrikationsprozesses müssen die fertig zusammengeschweißten und somit teilweise aus Stahl und teilweise aus Edelstahlmaterial bestehenden Apparatekessel als Ganzes noch abgestrahlt werden. Dies wirft zusätzliche Pro­bleme auf, denn beim Strahlen der aus Stahl und Eisen bestehenden Apparateteile tritt eine starke Verunreinigung des verwendeten Strahlmittels durch eisenhaltigen Staub auf. Werden hohe Anfor­derungen an die Sauberkeit der gestrahlten Edelstahlflächen gestellt, so genügen unter diesen Verhältnissen die üblichen oben beschrie­benen Maßnahmen einschließlich Magnetabscheider für die Aus­scheidung des Eisenstaubes vielfach nicht mehr. Da es sich bei sol­chen Apparaturen um Objekte mit verhältnismäßig großen Ab­messungen handelt, werden hierfür nach dem Druckluftsystem ar­beitende Freistrahlräume verwendet, die so konstruiert sind, dass wahlweise mit zwei verschiedenen Strahlmitteln gearbeitet wer­den kann. Das die eigentliche Füllung der Anlage bildende Strahl­mittelgemisch wird zur Behandlung aller aus Stahl oder Eisen be­stehenden Apparateteile verwendet. Für das zweite, noch unge­brauchte Strahlmittel ist eine unabhängige Strahlapparateausrü­stung vorhanden. Die aus Edelstahlmaterial bestehenden Teile werden somit nur mit frischem, noch ungebrauchtem Strahlmittel ge­strahlt, so dass jede Gefahr der Verunreinigung der gestrahlten Oberflächen mit Sicherheit ausgeschlossen ist. Nach einmaligem Gebrauch wird dieses Strahlmittel sodann dem für die Behandlung von Stahl und Eisen dienenden Strahlmittelkreislauf zugeleitet, mit diesem zusammen aufbereitet und weiterverwendet.

    Bei der Beschaffung von Edelstahlstrahlmittel oder Edelstahl-Drahtkorn ist es wesentlich, dass dieses aus einer Le­gierung hergestellt wird, die kein freies Eisen enthält. Nur so be­steht die Sicherheit, dass nachträglich keine Rostfleckenbildung auftritt. Auch am Strahlmittel selbst kann Rostbildung auftreten, wenn diese Voraussetzung nicht beachtet wird. Wird ein aus einer austenitischen Edelstahllegierung hergestelltes Strahlmittel verwen­det, so ergibt sich polierender Strahleffekt. Es bildet sich an der Oberfläche eine dünne Chromoxyd-Schicht, die wie ein Schutzfilm wirkt. Wird die Chromoxyd-Schicht verletzt, so neigt diese dazu, an der verletzten Stelle sich von selbst wieder zu bilden, so dass die Schutzwirkung erhälten bleibt. Man spricht von einem Selbsthei­lungseffekt. Im allgemeinen kann Drahtschnitt eher aus einer den Kundenwünschen entsprechenden Legierung hergestellt werden, als ein aus der flüssigen Phase hergestelltes Strahlmittel.
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