Wie verhindert Montagepaste das sogenannte „Kaltverschweißen“ (Festfressen) bei Schraubverbindungen aus Edelstahl oder Titan?

Das „Kaltverschweißen“ (auch Festfressen oder Fachbegriff Galling genannt) ist bei Werkstoffen wie Edelstahl und Titan ein bekanntes Problem. Montagepaste verhindert diesen Prozess durch eine Kombination aus physikalischer Trennung und Schmierung.

Hier ist die genaue Funktionsweise im Detail:

1. Das Problem: Warum verschweißen Edelstahl und Titan?

Edelstahl und Titan schützen sich selbst durch eine extrem dünne, unsichtbare Oxidschicht (Passivschicht). Wenn zwei Gewindeflächen aus diesen Materialien ohne Schutz übereinandergleiten, passiert Folgendes:

• Hoher Flächendruck: An den winzigen Unebenheiten (Rauheitsspitzen) des Gewindes entsteht extremer Druck.
• Aufbrechen der Schicht: Die schützende Oxidschicht wird durch die Reibung weggekratzt.
• Atomare Bindung: Ohne die Oxidschicht liegen „nackte“ Metallatome direkt aufeinander. Da sie eine hohe Affinität zueinander haben, gehen sie sofort eine molekulare Verbindung ein – sie verschmelzen bei Raumtemperatur. Die Schraube sitzt fest und lässt sich oft nur noch durch Abscheren lösen.

2. Die Lösung: Wie die Montagepaste wirkt

Montagepasten bestehen meist aus einem Grundöl und einem hohen Anteil an Festschmierstoffen (wie Keramikpartikeln, Metallpulvern wie Kupfer/Aluminium oder Graphit). Sie wirken auf drei Ebenen:

A. Die physikalische Barriere (Trenneffekt)

Die wichtigste Aufgabe der Paste ist die Trennung. Die in der Paste enthaltenen Feststoffpartikel (z. B. mikroskopisch kleine Keramik- oder Metallplättchen) lagern sich zwischen die Gewindegänge. Sie bilden eine unüberwindbare mechanische Barriere, die verhindert, dass sich die metallischen Oberflächen der Schraube und der Mutter direkt berühren. Selbst wenn der Druck so hoch wird, dass der Ölfilm der Paste reißt, bleiben die Feststoffe als Trennschicht bestehen.

B. Glättung der Oberfläche

Jedes Metallgewinde hat mikroskopische Täler und Spitzen. Die Montagepaste füllt diese Täler auf. Dadurch wird die Last nicht nur auf die Spitzen der Rauheit konzentriert, sondern auf eine viel größere Fläche verteilt. Das senkt den lokalen Druck und verhindert, dass die schützende Oxidschicht des Metalls durchbrochen wird.

C. Stabilisierung des Reibwerts

Beim Festziehen einer Schraube entsteht Wärme. Edelstahl leitet Wärme schlecht, was die Neigung zum Verschweißen erhöht. Die Festschmierstoffe in der Paste sorgen für einen gleichmäßigen und niedrigen Reibwert. Dadurch ruckelt die Schraube beim Eindrehen nicht (Vermeidung des Stick-Slip-Effekts), die Wärmeentwicklung wird reduziert und die beim Anziehen aufgewendete Kraft wird kontrolliert in Vorspannkraft umgesetzt, anstatt in zerstörerische Reibungswärme.

3. Welche Paste für welches Material?

Je nach Materialkombination gibt es Unterschiede bei der Wahl der Paste:

• Keramikpasten (metallfrei): Gelten heute als Standard für Edelstahl und Titan. Sie sind temperaturstabil, lösen keine galvanische Korrosion aus und sind elektrisch nicht leitend.
• Kupferpaste: Ein Klassiker, der bei Edelstahl jedoch kritisch sein kann. Kupfer und Edelstahl liegen in der Spannungsreihe weit auseinander, was bei Feuchtigkeit zu galvanischer Korrosion führen kann. Zudem kann Kupfer bei sehr hohen Temperaturen in die Korngrenzen von Edelstahl eindringen und diesen brüchig machen (Metallembrassment).
• Spezielle Titan-Montagepasten: Diese enthalten oft Feststoffe, die besonders druckstabil sind, da Titan noch stärker zum Fressen neigt als Edelstahl.

Zusammenfassung

Montagepaste verhindert das Kaltverschweißen, indem sie feste Partikel als Platzhalter zwischen die Metalloberflächen schiebt. Dadurch können sich die „nackten“ Metallatome nicht berühren und keine Bindung eingehen. Die Paste fungiert also weniger als „Rutschmittel“ (wie ein Öl), sondern primär als „Abstandshalter“ auf mikroskopischer Ebene.