Støbejern

Støbejernets historie i 3000 år (kort fortalt)

Støbejernets historie starter ca. 1000 år før vor tidsregning (fvt), hvor de ældste jernstøbninger er blevet fundet i Asien. Spydspidser i jern er dog fundet helt tilbage til 4000 år fvt.

Da det lykkedes at styre smeltningen af jern via ovne starter det vi kender som jernalderen. Dette er ca. 500 år fvt, hvor også de første rigtige ensartede støbninger kan dateres tilbage til. Jernalderen varer i ca. 1300 år. De første mange år blev støbejernet primært brugt til våben og køkkengrej, hvilket stadig, den dag i dag er nogle af anvendelsesmulighederne. Støbejern har dog udviklet sig fra at være bearbejdet jernmalm til i dag at blive fremstillet via en kontrolleret termisk og metallurgisk proces, med stor ensartethed.

Lang levetid

Støbejern bliver frem til stålets introduktion i slutningen af 1800-tallet også i vidt omfang brugt i både byggerier og simple maskinkonstruktioner. Og med støbejernets fortrinlige egenskaber til at modstå slid og ældning findes der stadig nogle af disse støbte dele i huse og broer, som er mere end 100 år gamle.

Den primære forskel på indholdet i støbejern i forhold til stål er kulstofindholdet, som i støbejern ligger på mellem 2 og 4%, hvor det i stål ligger omkring 0,5%. Der findes hos vores støberi mere end 30 forskellige legeringer, som har forskellige slid- varme eller brudegenskaber, som gør det muligt at erstatte fx stål eller træ med støbejern.

Støbejern i moderne tid

I dag er brugen af støbejern industrialiseret og bliver i udbredt grad brugt til motorer, flanger, pumper, lejehuse, bremsedele og meget andet. Støbejern er let bearbejdeligt i forhold til stål grundet det høje kulstofindhold og støbejern i forhold til støbestål er væsentligt nemmere at fabrikere og dermed også billigere. Faktisk kan vi uden at blinke sige at verden ville stå stille på næsten alle områder, hvis støbejernet ikke er så udbredt som det er.

Støbejernsprocessen

Når der skal laves serieproduktion af støbejernsemner, så er første led i processen at der fremstilles en model, som ligner emnets geometri. Modeller er oftest delt i 2 og altid omkring 1% større end det ønskede emne, da støbejern krymper 1% under størkning/afkøling (geometrisk og legerings-afhængigt). Hvis der fx skal laves et rør (se grafik), så skal der desuden også laves en kernekasse, som kan lave en sandkerne, som derved kan danne hullet i røret.

Modeller kan fremstilles i alle formstabile materialer såsom træ, plast, aluminium, jern, men sågar også flamingo, hvis modellen kun skal bruges 1 gang.

For at kunne lave et støbejernsemne, skal der via modellen laves en form med et hulrum i et varmefast materiale, som kan tåle at der hældes ca. 1400 grader varmt jern heri. Formene bliver hos Uldalls altid lavet i sammenbundet sand. Så modellen bruges altså til at lave et aftryk i sand. Modellen skal være lavet med slipvinkel, så modellen kan tages ud af sandet, uden sandet beskadiges. Dette aftryk i sand kaldes en form og denne bruges til at istøbe det flydende jern.

I dag findes der 3D printere, som kan printe en støbeform i sand, hvorved man slipper for en model. Dette er dog stadig en meget omkostningstung proces som derfor kun anvendes til prototyper.