Wer metallische Oberflächen entsanden, entrosten oder verfestigen will, kommt am Strahlen kaum vorbei. Die Wahl des Strahlmittels entscheidet dabei nicht nur über das sichtbare Finish, sondern auch über Anlagenverschleiß, Staubanfall und Kosten je Quadratmeter. Gerade wenn Stahl als Arbeitsmittel eingesetzt wird, lohnt sich ein genauer Blick auf Form, Körnung und Härte.
Was ist Metallschrot?
Metallschrot ist ein metallisches Strahlmittel aus kugelförmigen Körnern, in der Regel aus hochgekohltem Stahlguss, seltener aus einer anderen Stahllegierung oder aus nichtrostendem Stahl. Anders als einmal verwendeter Quarzsand oder Schlacke wird er in der Anlage im Kreis geführt: Nach dem Auftreffen auf das Werkstück läuft er über Windsichtung, Sieb und Abscheider zurück in den Vorratsbehälter, bis die Körner so weit zerschlagen sind, dass sie ausgeschieden werden.
Hergestellt wird Stahlschrot üblicherweise durch Verdüsen einer Schmelze, Abkühlen und eine Wärmebehandlung, die das martensitische Gefüge und die Zielhärte einstellt. Die Sortierung folgt internationalen Körnungsreihen, vor allem nach SAE und ISO. Wo ein Betrieb metallschrot einsetzt, geht es in der Regel um wiederholbare Reinigungs- oder Verfestigungsarbeit an Eisen- und Stahloberflächen, mit kontrollierbarer Rauheit und einem überschaubaren Feinstaubanteil.
Stahlschrot vs. Stahlkies
Die wichtigste Unterscheidung ist die Kornform. Schrot (Shot) ist rund bis annähernd kugelförmig. Beim Auftreffen überwiegt die plastische Verformung der Oberfläche: Zunder und Sand werden abgeschlagen, die Oberfläche wird verdichtet, die Rauheit bleibt vergleichsweise gemäßigt, und die Kerbwirkung ist gering. Deshalb ist Schrot das typische Mittel für das Kugelstrahlen und für Reinigungsaufgaben, bei denen ein zu scharfes Profil stören würde.
Stahlkies (Grit) entsteht, wenn Schrot gebrochen und zu kantigem Korn gesiebt wird. Die scharfen Kanten schneiden und schaben. Der Materialabtrag ist höher, das Strahlbild rauer, und die Oberfläche eignet sich besser als Haftgrund für Beschichtungen. Im Stahlbau, wo nach ISO 8501-1 oft ein Vorbereitungsgrad Sa 2½ und ein definiertes Rauheitsprofil gefordert sind, ist Kies deshalb häufig die erste Wahl. Dafür steigen Verschleiß und in der Regel auch der Verbrauch, weil die Kanten schneller verrunden. Das Arbeitsgemisch sollte überwacht werden: ein ursprünglich kantiger Kies, der nur noch aus fast runden Körnern besteht, liefert nicht mehr das profilierte Strahlbild, für das er bestellt wurde.
Korngröße und Härte: Einfluss auf das Strahlergebnis
Korngröße und Härte sind Stellschrauben. Grobes Korn bringt je Auftreffen mehr Energie auf die Oberfläche. Es entfernt starken Zunder und festbackenden Formsand schneller, hinterlässt aber ein gröberes Profil und kommt in enge Radien und dünne Stege schlechter hinein. Feines Korn erreicht Schattenbereiche besser, liefert ein homogeneres Finish und wird typischerweise gewählt, wenn anschließend lackiert oder nur leicht verfestigt werden soll. In Schleuderradanlagen muss die Körnung außerdem zur Schaufelgeometrie passen; zu grobes Korn reduziert die Trefferzahl pro Flächeneinheit.
Die Härte bestimmt, was eher nachgibt: das Korn oder die Oberfläche. Übliche Arbeitshärten für Stahlschrot liegen je nach Sorte etwa bei 40 bis 51 HRC für die Standardreinigung und können für anspruchsvollere Aufgaben oder bestimmtes Kugelstrahlen nach oben rücken, oft in den Bereich um 54 bis 61 HRC. Ein zu weiches Korn zerfällt schnell; ein unnötig hartes Korn steigert den Anlagenverschleiß und kann an Kanten Ausbrüche verursachen. Beim Kugelstrahlen legen Härte, Körnung und Auftreffgeschwindigkeit gemeinsam die Intensität, etwa nach Almen, und die Gleichmäßigkeit der Druckeigenspannung fest.
Typische Anwendungen in Gießerei, Stahlbau und Kugelstrahlen
In der Gießerei steht das Entsanden und Entzundern im Vordergrund. Gussputzstrahlanlagen sollen Formsand, Kernreste und Zunder entfernen, ohne Maßflächen oder dünne Rippen zu beschädigen. Rundkorn ist hier oft im Vorteil, weil es weniger schneidet und die Oberfläche verdichtet, statt sie aufzurauen. Die Körnung richtet sich nach Wanddicke und Verschmutzungsgrad: grob genug, um den Sand zu lösen, fein genug, um Innenradien zu erreichen.
Im Stahlbau geht es meist um die Oberflächenvorbereitung vor dem Beschichten. Kantiger Stahlkies erzeugt das geforderte Rauheitsprofil, entfernt Walzzunder und Rost und schafft einen reproduzierbaren Haftgrund. Das Gemisch sollte regelmäßig auf Kornform und Feinanteil geprüft werden, sonst wandert das Profil unbemerkt aus der Toleranz. Das Kugelstrahlen ist eine eigene Disziplin. Ziel ist nicht der Abtrag, sondern eine definierte Druckspannung in der Randzone, die die Dauerfestigkeit von Federn, Zahnrädern, Achsen oder Strukturteilen erhöht. Dafür wird rundkörniger, eng sortierter Schrot mit dokumentierter Härte und einem überwachten Almen-Intensitätsfenster gefahren. Gebrochenes Korn oder ein unkontrollierter Feinanteil verfälschen das Ergebnis.
Verbrauch, Recycling und Wirtschaftlichkeit
Der Einkaufspreis je Tonne ist der kleinste Teil der Rechnung. Entscheidend ist der spezifische Verbrauch: Kilogramm Strahlmittel je Tonne Guss, je Quadratmeter Fläche oder je Schicht. Metallische Strahlmittel sind gerade deshalb wirtschaftlich, weil sie viele Zyklen überstehen. Ein standfestes Korn mit passender Härte und einer sauber eingestellten Abscheidung kann den Verbrauch gegenüber einem billigeren, schnell zerfallenden Mittel deutlich senken.
Die Kreislaufführung verdient ebenso viel Aufmerksamkeit wie die Erstbestellung. Abscheider, die zu scharf eingestellt sind, werfen noch brauchbares Korn aus. Abscheider, die zu lasch laufen, lassen Staub und Splitter im Gemisch und erhöhen den Anlagenverschleiß. Regelmäßiges Sieben, das Nachdosieren von Frischkorn und das Entfernen von Kernsand oder Farbresten halten die Arbeitsmischung stabil. Am Ende rechnet sich das passende Mittel über kürzere Strahlzeiten, weniger Nacharbeit und planbaren Verschleiß an Turbinen und Schläuchen. Wer Kornform, Körnung und Härte bewusst festlegt und den Kreislauf überwacht, holt aus derselben Anlage mehr heraus, ohne den Verbrauch in die Höhe zu treiben.