Gleich Handbuch Stand vom 23 Dez. 9:43 - GLEICH Aluminium

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Gleich Handbuch Stand vom 23 Dez. 9:43 - GLEICH Aluminium

ALUMINIUM

AUSGABE 2010


4 INHALTSVERZEICHNIS

Inhalt

Vorwort ......................................................................................................................................................3

1. Übersicht der Aluminiumlegierungen ..................................................................................................6

1. Übersicht der Aluminiumlegierungen

1.1 Fertigungsweg

2. Werkstoffbezeichnungen und Werkstoffzustände ..............................................................................8

3. Übersicht ausgewählter Normen ........................................................................................................18

4. Werkstoffe - schneller Überblick ........................................................................................................20

4.1 Präzisionsplatten

4.2 Formenbauplatten

4.3 Walzplatten

4.4 Rundstangen

5. Eigenschaften ausgewählter Werkstoffe ...........................................................................................24

5.1 Physikalische Eigenschaften

5.2 Einsatz bei niedrigen / höheren Temperaturen

5.3 Chemische Zusammensetzungen

6. Grenzabmaße und Formtoleranzen ....................................................................................................28

6.1 Präzisionsplatten

6.2 Formenbauplatten

6.3 Walzplatten

6.4 Rundstangen

7. Wärmebehandlungen / Glühen .......................................................................................................... 34

7.1 Entspannungsglühen

7.2 Hochglühen / Homogenisieren

7.3 Lösungsglühen, Abschrecken

7.4 Kaltauslagern, Warmauslagern

7.5 Weichglühen

7.6 Übersicht der Prozessparameter / Temperaturbereiche

8. Zerspanung ..........................................................................................................................................42

8.1 Spanbarkeitsklassen

8.2 Schneidstoffe

8.3 Drehen

8.4 Fräsen

8.5 Gewindescheiden, Gewindeformen

8.6 Bohren

8.7 Senken, Reiben, Räumen

8.8 Trennen

8.9 Schleifen

8.10 Honen, Läppen

8.11 Erodieren

8.12 sonstige Verfahren


INHALTSVERZEICHNIS

9. Fügetechniken .....................................................................................................................................61

9.1 Schweißen

9.2 Löten

9.3 Kleben

9.4 Schraubenverbindungen

10. Biegen von Blechen ...........................................................................................................................93

11. Oberfl ächenveredlung ...................................................................................................................... 95

11.1 Anodisieren

11.2 Hartanodisieren

11.3 Chromatieren, Phosphatieren

11.4 Pulverlackbeschichten

11.5 Flüssiglackbeschichten

11.6 Ätzen

11.7. Strahlen, Polieren

11.8 spezielle Verfahren

12. Reinigen, Entfetten, Plasmareinigung............................................................................................114

13. Chemisches Verhalten, Korrosion, Lagerung .................................................................................116

14. Aluminium im Formenbau ...............................................................................................................124

15. Recycling / Nachhaltigkeit...............................................................................................................128

16. Werkstoffprüfungen ........................................................................................................................132

17. Prüfbescheinigungen gemäß EN 10204 .........................................................................................133

18. Konformitäten .................................................................................................................................134

19. Schlagworterläuterungen ...............................................................................................................135

20. Quellenverzeichnis ..........................................................................................................................150

5


6 1. ÜBERSICHT DER ALUMINIUMLEGIERUNGEN

1. Übersicht der Aluminiumlegierungen

Gusslegierungen

(EN AC)

warmaushärtend

aushärtbare

Legierungen

Aluminiumlegierungen

Knetlegierungen

(EN AW)

kaltaushärtend

nicht aushärtbare

Legierungen

pulvermetallurgische

Legierungen


1.1 Fertigungsweg

Elektrolyse

Masseln, Blöcke

Flüssigaluminium

Abschrecken

Auslagern

Warmauslagern

Kaltauslagern

aushärtbar

Gießerei

Schmelzen

Reinigen

Legieren

Walzbarren und Pressbolzen

Vorbehandlung

Ablängen auf Fixmaße

Fräsen der Oberfl äche

Ofen

Wärmebehandlung

Hochglühung, Homogenisieren

Erwärmen auf Umformtemperatur

Warmwalzwerk

Vorwalzbänder

Walzplatten

Ofen

Weichglühen

Entspannungsglühen

Lösungsglühen

Nachbereitung

Ablängen auf Fixmaße

Besäumen

Recken, Richten

Konfektionierung

Verbraucher

1. ÜBERSICHT DER ALUMINIUMLEGIERUNGEN

nicht aushärtbar, naturhart

Schrotte

Kreislaufmaterial

Recycling

Kaltwalzwerk

dünne Bleche,

Dünnbänder, Folien

Ofen

Weichglühen

7


8 2. WERKSTOFFBEZEICHNUNGEN UND WERKSTOFFZUSTÄNDE

2. Werkstoffbezeichnungen und Werkstoffzustände

Numerisch

EN AW 5083 A

Serienbezeichnung

EN = Norm Abkürzung

(= Europäische Norm)

A = Grundmetall

(= Aluminium)

W = Lieferform

(= Wrought products)

Variante

(Europäisch / National)

Hauptlegierungsanteil

Alpha-Numerisch

EN AW AlMg4,5Mn0,7 (A)

Gegenüberstellung der Bezeichnungen ausgewählter Aluminiumwerkstoffe nach DIN EN und DIN

DIN EN 573-3 DIN 1712-3

numerisch chemische Symbole Kurzzeichen Nummer

EN AW-1098 EN AW-Al 99,98 Al99,98R 3.0385

EN AW-1050A EN AW-Al99,5 Al99,5 3.0255

EN AW-1200 EN AW-Al99,0 Al99 3.0205

EN AW-2007 EN AW-AlCu4PbMgMn AlCuMgPb 3.1645

EN AW-2014 EN AW-AlCu4SiMg AlCuSiMn 3.1255

EN AW-2017A EN AW-AlCu4MgSi(A) AlCuMg1 3.1325

EN AW-2024 EN AW-AlCu4Mg1 AlCuMg2 3.1355

EN AW-5251 EN AW-AlMg2 AlMg2Mn0,3 3.3525

EN AW-5052 EN AW-AlMg2,5 AlMg2,5 3.3523

EN AW-5754 EN AW-AlMg3 AlMg3 3.3535

EN AW-5083 EN AW-AlMg4,5Mn0,7 AlMg4,5Mn 3.3547

EN AW-5087 EN AW-AlMg4,5MnZr - -

EN AW-6060 EN AW-AlMgSi AlMgSi0,5 3.3206

EN AW-6061 EN AW-AlMg1SiCu AlMg1SiCu 3.3211

EN AW-6082 EN AW-AlSi1MgMn AlMgSi1 3.2315

EN AW-6012 EN AW-AlMgSiPb AlMgSiPb 3.0615

EN AW-7020 EN AW-AlZn4,5Mg1 AlZn4,5Mg1 3.4335

EN AW-7021 EN AW-AlZn5,5Mg1,5 - -

EN AW-7022 EN AW-AlZn5Mg3Cu AlZnMgCu0,5 3.4345

EN AW-7050 EN AW-AlZn6CuMgZr - -

EN AW-7075 EN AW-AlZn5,5MgCu AlZnMgCu1,5 3.4365

Quelle: DIN Taschenbuch 450


24 5. EIGENSCHAFTEN AUSGEWÄHLTER WERKSTOFFE

Quelle: Aluminium- Taschenbuch

*) … die angegebenen Werte hängen von der Legierungszusammensetzung innerhalb der zulässigen Grenzen ab, die elektrische Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit außerdem vom Gefügezustand.

spezifi sche Wärmekapazität [J/kg · K] 900 860 875 875 875 900 900 898 896 875 862 862

Wärmeleitfähigkeit [W/m · K] 210-220 130-160 130-170 130-150 130-150 110-140 140-160 200-220 170-220 130-160 130-160 130-160

Wärmeausdehnungskoeffi zient [k -1 · 10 -6 ] 23,5 23 23,6 22,9 22,5 24,2 23,9 23,4 23,4 23,1 23,6 23,4

elektrische Leitfähigkeit [m/Ω · mm 2 ] 34-36 18-22 23-28 18-21 17-21 16-19 20-23 28-34 24-32 19-23 19-23 19-23

E- Modul [GPa] ~70 ~70 ~72 ~72 ~73 ~70 ~70 ~70 ~70 ~72 ~72 ~71

Dichte [g/cm 3 ] 2,70 2,85 2,80 2,77 2,84 2,66 2,67 2,70 2,70 2,80 2,78 2,80

Schmelzintervall [°C] 646-657 507-650 512-650 505-640 500-620 574-638 610-640 585-650 585-650 480-650 485-640 480-640

ENAW - 1050 2007 2017 2024 2219 5083 5754 6060 6082 7020 7022 7075

5.1 Physikalische Eigenschaften ausgewählter Werkstoffe *)


5.2 Einsatz bei niedrigen / höheren Temperaturen

Typische Festigkeitswerte ausgewählter Aluminium- Knetlegierungen 1) bei tiefen Temperaturen (Alcoa)

Prüftemperatur

5. EIGENSCHAFTEN AUSGEWÄHLTER WERKSTOFFE

Werkstoff Zustand -196 °C -80 °C -28 °C RT*

R R A R R A R R A R R A m p0,2 2 m p0,2 2 m p0,2 2 m p0,2 2

[MPa] [MPa] [%] [MPa] [MPa] [%] [MPa] [MPa] [%] [MPa] [MPa] [%]

AlMnCu W10 230 60 46 140 50 42 120 45 41 110 40 40

F15 240 170 30 165 150 18 150 140 16 150 140 16

F19 280 230 23 220 200 11 205 190 10 200 185 10

AlMn1Mg1 W16 290 90 38 190 75 30 180 70 26 180 70 25

G22 360 230 26 260 210 16 250 200 13 240 200 12

G26 400 300 20 300 260 10 290 250 7 280 250 6

AlMg2,5 W17 300 110 46 200 90 35 195 90 32 195 90 30

G25 380 250 28 280 220 21 260 210 18 260 210 16

G27 410 300 25 300 260 18 290 260 15 290 260 14

AlMg2,7Mn F22 370 130 39 260 120 30 250 120 27 250 120 25

G25 410 250 32 290 210 23 280 210 20 280 210 18

G27 430 180 30 320 250 21 300 240 18 300 240 16

AlMg4Mn W24 380 130 46 270 120 35 260 120 32 260 120 30

AlMg4,5Mn W28 400 160 36 300 140 30 290 140 27 290 140 25

AlCuMg2 F44 580 420 19 490 340 19 475 325 19 470 380 19

AlZnMgCu1,5 F53 700 630 9 620 540 11 590 520 11 570 500 11

1) … keine garantierten Mindestwerte, nicht zur Berechnung von Konstruktionen

* … RT = Raumtemperatur

Quelle: Aluminium- Taschenbuch

25


8. ZERSPANUNG

8.6 Bohren

Richt-/ Erfahrungswerte für das Bohren mit HSS- Werkzeug

Werkstoff Schnittgeschwindigkeit Winkel Vorschub

[m/min] Spitzen~ [°] Drall~ [°] Frei~ [°] [mm/U]

G.AL ® C210R* 100 – 120 140 45 – 30 17 – 15 0,2 – 0,5

G.AL ® C250* 100 – 120 140 45 – 30 17 – 15 0,2 – 0,5

G.AL ® C330* 80 – 100 120 40 – 25 15 0,2 – 0,5

G.AL ® 7075GF 80 – 100 120 35 – 20 15 0,2 – 0,5

Unidal ® 80 – 100 120 40 – 25 15 0,2 – 0,5

Certal ® 80 – 100 120 35 – 20 15 0,2 – 0,5

EN AW - 5754 100 – 120 140 45 – 35 17 – 15 0,2 – 0,5

EN AW - 5083 100 – 120 140 45 – 30 17 – 15 0,2 – 0,5

EN AW - 2017 80 – 100 120 40 – 25 15 0,2 – 0,5

EN AW - 6082 80 – 100 120 40 – 25 15 0,2 – 0,5

EN AW - 7075 80 – 100 120 35 – 20 15 0,2 – 0,5

Richtwerte-/ Erfahrungswerte für das Bohren mit HM- Werkzeug

Werkstoff Schnittgeschwindigkeit Winkel Vorschub

[m/min] Spitzen~ [°] Drall~ [°] Frei~ [°] [mm/U]

G.AL ® C210R* 200 – 300 130 25 – 15 12 0,06 – 0,3

G.AL ® C250* 200 – 300 130 25 - 15 12 0,06 – 0,3

G.AL ® C330* 100 – 200 120 15 – 10 12 0,06 – 0,3

G.AL ® 7075GF 100 – 200 120 15 – 10 12 0,06 – 0,3

Unidal ® 100 – 200 120 15 – 10 12 0,06 – 0,3

Certal ® 100 – 200 120 15 – 10 12 0,06 – 0,3

EN AW - 5754 200 – 300 130 25 – 15 12 0,06 – 0,3

EN AW - 5083 200 – 300 130 25 – 15 12 0,06 – 0,3

EN AW - 2017 100 – 200 120 15 – 10 12 0,06 – 0,3

EN AW - 6082 100 – 200 120 15 – 10 12 0,06 – 0,3

EN AW - 7075 100 – 200 120 15 – 10 12 0,06 – 0,3

* … Daten auch gültig für die jeweiligen Varianten: G.AL ® C210E , G.AL ® C250GS, G.AL ® C330R

G.AL ® registriertes Warenzeichen der GLEICH GmbH Metallplatten – Service

Unidal ® , Certal ® registrierte Warenzeichen der Alcan Valais AG

8. ZERSPANUNG

51


9.1 Schweißen

9. FÜGETECHNIKEN

Wie viele andere Metalle auch, können ebenso Aluminium und seine Legierungen grundsätzlich

durch Schmelzschweißen miteinander verbunden werden. Legierungsbedingte Unterschiede

wirken sich in Abhängigkeit von der Art und Menge der Legierungselemente teilweise

erheblich auf die Schweißbarkeit aus. So sind alle naturharten Werkstoffe und Legierungen

der 6xxxer Reihe für Schweißkonstruktionen einsetzbar. Gleiches gilt für alle klassischen

Gusslegierungen. Von den aushärtbaren Werkstoffen der 7xxxer Legierungsreihe eignen

sich nur die kupferfreien Vertreter vom Typ AlZnMg zum Schweißen, wie z.B. AlZn4,5Mg1

(7020). Einschränkungen in der Schweißeignung sind in den Gehalten bestimmter Legierungsbestandteile

bzw. entstandener Legierungsphasen begründet. Diese erfahren durch

die Schweißwärme ungewollte Veränderungen, die zu irreversiblen Festigkeitsverlust und

Problemen in der Schweißnaht führen (Rissbildung). Insbesondere das Legierungselement

Kupfer hat hier gravierende Auswirkungen.

Einfl üsse der Oxidschicht

Aluminium bildet aufgrund seiner hohen Affi nität zu Sauerstoff innerhalb kürzester Zeit eine

fest haftende Oxidschicht aus. Diese wirkt sich bei korrosivem Angriff günstig aus, ist jedoch

bei Schweißvorgängen hinderlich. Ursachen hierfür liegen in dem hohen Schmelzpunkt des

Aluminiumoxides von ca. 2.050 °C und dem Umstand, dass es elektrisch isolierend wirkt und

in zumeist schwankender Dicke vorliegt. Beim Schweißen muss die hochschmelzende, zäh

haftende Oxidschicht notwendigerweise aufgebrochen werden, da sonst die aufgeschmolzenen

Fugenfl anken zusammenfl ießen, ohne dass sich das eigentliche Metall verbinden kann.

Um in dieser Hinsicht optimale Voraussetzungen zu schaffen, haben sich mechanische (Fräsen,

Drehen, Schleifen, Bürsten) und chemische (Beizen) Vorbehandlungen zur Entfernung

bzw. Minimierung der Oxidschicht bewährt. Weiterhin werden auch sogenannte Flussmittel

eingesetzt, die die Oxidschicht in eine dünnfl üssige, leichte und somit zur Nahtoberfl äche

aufschwimmende Schlacke überführen.

Einfl üsse des Schweißverfahrens

Beim Gasschweißen kann aufgrund der geringen Temperaturkonzentration in Kombination

mit der hohen Wärmeleitfähigkeit von Aluminium nur sehr langsam geschweißt werden. Es

treten beträchtliche Schrumpfungen auf, die Spannungen im Metall initiieren und somit zu

Verzugserscheinungen führen können. Die Wärmeeinfl usszone ist überaus breit ausgebildet

und wirkt sich negativ auf die Festigkeitseigenschaften des Grundmetalls, insbesondere bei

ausgehärteten und kaltverfestigten Werkstoffe aus.

61


72

9. FÜGETECHNIKEN

9.1.3 Plasmaschweißen

Auch bekannt als Wolfram- Plasma- Schweißen ist es ein Schweißverfahren mit nichtabschmelzender

Elektrode und stellt eine Weiterentwicklung des WIG- Schweißverfahren dar.

Es wird hauptsächlich als automatisiertes Verfahren zum Verschweißen von Werkstücken mit

Wandstärken zwischen 0,05 mm und 10 mm angewendet. Als Plasma werden Gase bezeichnet,

die durch hohe Energiezufuhr in den elektrisch leitenden Zustand versetzt werden. Die

entstehenden Gasionen und die freigesetzten Elektronen werden beschleunigt. Beim Aufprall

auf das Werkstück bzw. die Elektrode wird diese hohe kinetische Energie in Wärme umgewandelt

und führt somit zum Aufschmelzen des Grund- und Zusatzmetalls. Aluminiumwerkstoffe

werden üblicherweise mit dem Plasmalichtbogenverfahren geschweißt. Hierbei arbeitet

zwischen Werkstück und Elektrode ein übertragener Lichtbogen, der zur Erzielung einer

höheren Leistungsdichte mechanisch durch eine wassergekühlte Kupferdüse eingeschnürt

wird. Weiterhin wird mit zwei bis drei getrennten Gasströmen gearbeitet, die den Lichtbogen

koaxial umschließen. Hierdurch entsteht ein nahezu zylindrischer Plasmastrahl hoher

Leistungsdichte und Lichtbogenstabilität, der im Vergleich zu anderen Verfahren wesentlich

unempfi ndlicher auf Abstandsänderungen wie auch Kantenversatz reagiert. Besonders bei

geringen Stromstärken < 1A wirkt sich dieser Zusammenhang vorteilhaft aus. Wie auch beim

WIG- Schweißen ist auch das Plasmaschweißen mit Wechsel- und Gleichstrom sowie mit als

auch ohne Zusatzmetall möglich.

Durchdrücktechnik

Mit dieser Methode des Plasmaschweißens werden Materialdicken bis zu ca. 3 mm geschweißt.

Das Material wird nicht durchstoßen sondern lediglich angeschmolzen. Die Nahtwurzel wird

auf der Rückseite sichtbar jedoch die Oxidhaut nicht aufgerissen.

Stichlochtechnik

Ab Materialdicken von 3 mm wird diese Technik angewendet. Der Plasmastrahl durchstößt

hierbei das gesamte Werkstück und formt eine sogenannte Schweißöse. Das in Schweißrichtung

geschmolzene Metall wird durch den Lichtbogendruck um die Schweißöse geführt

und erstarrt als feste Naht, wobei die Oberfl ächenspannung ein Durchfallen der Schmelze

verhindert. Zum Ende der Schweißung wird durch Absenken des Schweißstromes und des

Plasmagasdruckes das Stichloch mit Schmelze verschlossen. Durch diese Technik sind mit

hohen Schweißgeschwindigkeiten auch dickere Wandstärken einlagig und nahezu porenfrei

zu verschweißen.


Richtwerte für das Plasma- Stichlochschweißen

Werkstückdicke

Stromstärke

Reinigungsstrom

Elektroden-

Ø

Schweißgeschwindigkeit

Schweißdraht-

Ø

Vorschub

[mm] [A] [A] [mm] [cm/min] [mm] [cm/min]

3,2 70 50 2,4 20 1,6 40

6,4 140 50 3,2 20 1,6 80

9,5 220 50 3,2 15 1,6 80

12,7 270 70 4,0 11 1,6 110

Quelle: Aluminium- Taschenbuch

Richtwerte für das Plasmaschweißen mit Wechselstrom

Werkstückdicke

Stromstärke

* … 70 % Argon, 30 % Helium

Quelle: Aluminium- Taschenbuch

Richtwerte für das Plasmaschweißen mit plus gepolter Elektrode (mit Gleichstrom)

Quelle: Aluminium- Taschenbuch

Düsen-

Ø

Elektroden-

Ø

Plasmagas

(Ar)

Schutzgas

*

Schweißdraht-

Ø

Schweißgeschwindigkeit

[mm] [A] [mm] [mm] [l/min] [l/min] [mm] [cm/min]

2 122 3,5 4,8 1,5 13 1,2 100

3 147 3,5 4,8 1,0 13 1,2 67

4 143 3,5 4,8 1,9 18 1,2 47

Werkstückdicke

[mm]

Stromstärke

[A]

Düsen-

Ø

[mm]

Plasmagas

(Ar)

[l/min]

Schutz-

Gas (He)

[l/min]

9. FÜGETECHNIKEN

Schweißdraht-

Ø

[mm]

Schweißgeschwindigkeit

[cm/min]

manuelles Schweißen

1 30 2,4 0,8 6 - 8 - -

2 35 2,4 0,8 8 - 10 2,4 -

2 40 2,4 0,9 6 - 8 2,4 -

3 50 2,4 1,0 10 - 12 3,2 -

4 75 3,2 1,2 10 - 15 3,2 -

4 80 3,2 1,2 8 - 10 3,2 -

6 110 3,2 1,6 10 - 15 3,2 -

automatisiertes Schweißen

2 50 2,4 1,0 8 - 10 2,4 70

4 80 3,2 1,2 10 - 12 2,4 55

6 120 3,2 1,8 10 - 15 3,2 32

73


96 11. OBERFLÄCHENVEREDLUNG

11.1 Anodisieren

Aluminium bildet an der Luft spontan eine fest haftende und dichte Oxidhaut, die jedoch

nicht allen Belastungen, insbesondere einer korrosiven Beanspruchung, genügt. Mit der

anodischen Oxidation, kurz „Anodisieren“ genannt (auch als „Eloxieren“ bekannt) ist es

möglich, die natürliche Oxidschicht um mehr als das Hundertfache der natürlichen Dicke zu

steigern. Je nach Anwendungsfall bzw. Einsatzzweck können neben technischen Aspekten

auch dekorative Anforderungen berücksichtigt werden.

Durch Anodisieren erzeugte Oxidschichten haben folgende Eigenschaften:

- Korrosionsschutzwirkung wird verbessert (pH- Wert 5 bis 8);

- Hitzebeständigkeit wird lediglich durch die Warmfestigkeit bzw. den Schmelzpunkt

der Legierung bestimmt, da Aluminiumoxid weitaus höheren Temperaturen standhält;

- feste Verbindung mit dem Grundmetall, da die Schicht aus diesem gebildet wird;

- mechanische Belastbarkeit, da die Schicht abriebfest und hart ist;

- isolierende Wirkung, im verdichteten Zustand nahezu elektrisch nicht leitend;

- toxische Unbedenklichkeit ermöglicht den Einsatz je nach Legierung für medizinische

Zwecke wie auch den Kontakt mit Lebensmitteln;

- dekorative Möglichkeiten, die Schichten erhalten länger das ursprüngliche Erscheinungsbild

als Oberfl ächen, die beispielsweise auf mechanischem oder chemischem

Wege erzeugt werden;

- Möglichkeiten zum Imprägnieren und Einfärben, die Oxidschicht ist im nicht verdichteten

Zustand aufnahmefähig für unterschiedliche Stoffe und somit können weitere

Oberfl ächeneigenschaften eingestellt werden.

Die Struktur der Schicht, die durch Anodisieren

erzeugt wird, verdeutlicht das nebenstehende

Bild. Sie besteht aus einer

dünnen, nahezu porenfreien, dielektrischen

Sperrschicht und einer darüber liegenden,

feinporigen Deckschicht. Es bilden

sich sechseckige Oxidplättchen, welche in

der Mitte eine Pore aufweisen, die bis zur

Sperrschicht reicht. Durch die aktivierte

Reaktion wird ein Teil des Grundmetalls

zu Aluminiumoxid umgewandelt.

Quelle: Aluminium- Taschenbuch


112

11. OBERFLÄCHENVEREDLUNG

11.8 spezielle Verfahren

Verkupfern - oft wird dieses Verfahren angewendet, wenn die betreffenden Aluminiumwerkstücke

nachfolgend durch Weichlöten miteinander verbunden werden sollen. Auch als

Zwischenschicht unter Nickel- oder Chromschichten wird das Verkupfern eingesetzt. Seltener

sind die Anwendungen für optisch ansprechende, dekorative Werkstücke.

Vernickeln - fi ndet überwiegend Anwendung für dekorative Werkstücke. Zumeist verwendet

man Glanznickel, während die Kombination von Halbglanznickel und Doppelnickel die Korrosionsschutzwirkung

deutlich erhöht. Schichten aus Nickel können direkt auf der Aluminiumoberfl

äche abgeschieden werden, oftmals bildet jedoch eine Zwischenschicht aus Kupfer

die Grundlage. Dicken für Nickelschichten liegen zumeist im Bereich von 7 bis 12 µm, für

Außeneinsatz bzw. korrosive Beanspruchung muss die Schichtdicke auf Werte im Bereich von

etwa 20 bis 30 µm erhöht werden. Die Haftfestigkeit kann durch eine kurzzeitige Wärmebehandlung

bei etwa 500 °C und nachfolgendes Abschrecken deutlich gesteigert werden

(Bildung einer Diffusionsschicht). Nickelschichten lassen sich nahezu auf allen Aluminiumwerkstoffen

abscheiden; gute Ergebnisse erzielt man mit Knetwerkstoffen der 5.000er (AlMgMn),

6.000er (AlMgSi) und 7.000er Legierungsreihe (AlZnMgCu).

Verchromen - dieses Verfahren kommt sowohl bei technischen als auch bei dekorativen

Anwendungen zum Einsatz. Während bei dekorativen Werkstücken zumeist nach einem vorhergehenden

Vernickeln verchromt wird, erfolgt bei Teilen für technische Zwecke (Zielsetzung

hohe Härte und Verschleißfestigkeit) das Verchromen direkt auf die Aluminiumoberfl äche.

Glanzverchromen - kann auf vernickelten, verkupferten oder unbehandelten Aluminiumoberfl

ächen erfolgen. Der Schichtaufbau von maximal 5 µm erfolgt in Bädern mit etwa 50 °C und

dauert etwa 3 bis 5 Minuten. In speziellen Elektrolyten lassen sich Chromschichten mit defi -

nierter Porosität und Rissbildung einstellen, die günstige Auswirkungen auf die Korrosionseigenschaften

haben. Hierbei erfolgt bei einem Korrosionsangriff eine gesteuerte Korrosion

ausschließlich der Zwischenschicht, das Grundmetall wird nicht mit erfasst.

Schwarzverchromen - fi ndet nahezu ausschließlich für dekorative Werkstücke Anwendung. Es

werden gleichmäßig schwarze Farbtöne erreicht, wobei das Aussehen stark vom Grundmetall

und der Vorbehandlung abhängig ist. Bei Badtemperaturen von etwa 20 °C können Schichtdicken

von etwa 0,3 µm pro Minute abgeschieden werden. Eine Nachbehandlung mit Ölen

oder Lacken ist sinnvoll, um die Werkstücke grifffest und korrosionsbeständiger zu machen.


118

13. CHEMISCHES VERHALTEN, KORROSION, LAGERUNG

gleicher Zusammensetzung des Grundmetalls zeigen sich Unterschiede bei geschliffenen,

gebürsteten, polierten oder gebeizten Oberfl ächen. Wie bei anderen Metallen gilt auch hier,

dass sich jede Glättung der Oberfl äche positiv und jede Aufrauung der Oberfl äche negativ

auf die Korrosionseigenschaften auswirkt.

Flächenkorrosion - verläuft mit nahezu gleichen Abtragsraten auf der gesamten betroffenen

Werkstückoberfl äche. Hierzu sind unbedingt pH- Werte unter 4,5 oder über 8,5 notwendig.

Am stärksten erfolgt der Angriff in Alkalilaugen (Natron- und Kalilauge) und Halogenwasserstoffsäuren

(Salzsäure, Flusssäure), weshalb diese Flüssigkeiten bzw. Gemische aus ihnen

in der metallographischen Präparation von Materialproben angewendet werden.

Lochkorrosion - bezeichnet eine Korrosionsart, die auf sehr eng begrenzten Flächen erfolgt

und sogenannten Lochfraß erzeugt. In der Oberfl äche fi nden sich kraterförmige, die Oberfl äche

unterhöhlende Vertiefungen, deren Tiefe zumeist gleich oder größer ihrem Durchmesser

ist. Das die Lochfraßstellen umgebene Metall wird nicht in Mitleidenschaft gezogen.

Muldenkorrosion - hier fi ndet eine örtlich unterschiedliche Abtragung der Oberfl äche statt.

Es bilden sich Mulden, deren Durchmesser deutlich größer als ihre Tiefe sind. Oft ist eine

eindeutige Unterscheidung zwischen Loch- und Muldenkorrosion nicht möglich.

Selektive Korrosion - eine Korrosionsart bei der lediglich bestimmte (unedlere) Gefügebestandteile

wie beispielsweise Ausscheidungen und intermetallische Phasen aufgelöst werden.

Mit metallographischen Untersuchungen der betroffenen Bereiche können Unterschiede zwischen

interkristalliner und schichtförmiger Angriffsform ermittelt werden.

Interkristalline Korrosion - hier sind die korngrenzennahen Bereiche betroffen. Besonders Ausscheidungen

von Legierungselementen, die oft ein niedriges Aufl ösungspotential aufwei sen,

also gegenüber der umgebenen Matrix unedler sind, werden angegriffen. Je nach Anordnung

der Ausscheidungen an den Korngrenzen kann die Korrosion komplette Kristallkörner

aus dem Verbund herauslösen, wodurch das Bauteil im

Querschnitt reduziert und somit geschwächt wird. Das

Gefüge kann durch entsprechende Wärmebehandlungen

(Stabilisieren) in einen günstigen Gefügezustand

(sogenanntes Perlschnurgefüge) gebracht werden.

Danach sind die Ausscheidungen örtlich voneinander

getrennt, der Angriff kommt nach Aufl ösen der

zuerst angegriffenen Ausscheidungen zum Stillstand

und kann folglich nicht in die Tiefe fortschreiten. Quelle: Aluminium- Taschenbuch


D

Dehngrenze

Wert, der im Zugversuch ermittelt wird,

auch bekannt als Proportionalitätsgrenze,

entspricht einer werkstoffabhängigen Spannung,

die zu einer plastischen Verformung

von x % vom Ausgangswert führt (R = p0,2

0,2 % plastische Verformung)

Dessinieren

hierunter versteht man das Walzen von Aluminiumbändern

mit speziell strukturierten

Prägewalzen zur Herstellung dekorativer

Oberfl ächenmuster

Dopplung

Fehler im Walzhalbzeug in Form einer mittigen

Aufspaltung, entsteht durch nicht verschweißte

Hohlräume wie Lunker bzw. durch

nicht verschweißte Überwalzungen

Drahtgießwalzen

Verfahrenskombination, bei welcher ein endloser

Strang in einem Gießrad erstarrt und

anschließend in einer Kontistrasse aus Dreiwalzengerüsten

zu einem endlosen, durchlaufendem

Draht gewalzt wird

Druckgusslegierung

Gusslegierung, die unter Druckkräften in

die Form geführt wird und somit verbesserte

Eigenschaften insbesondere hinsichtlich

Porosität und Lunkerung erhält

Druckversuch

zerstörende Werkstoffprüfung zur Ermittlung

der mechanischen Kennwerte, Umkehrung

des Zugversuches, wird bei Aluminium relativ

19. SCHLAGWORTERLÄUTERUNGEN

selten durchgeführt

Duktilität

ist die Eigenschaft eines Werkstoffes, sich

bei Überbelastung plastisch zu verformen,

bevor er versagt

E

E- Modul

Materialkennwert aus der Werkstoffprüfung,

der den Zusammenhang zwischen Spannung

und Dehnung bei der Verformung eines festen

Körpers bei linear elastischem Verhalten

beschreibt

Ebenheit

ist die Angabe über die Toleranz, in der sich

eine erzeugte ebene Fläche befi nden muss;

wird mit Haarlineal und Fühlerlehre ermittelt

Eigenspannungen

im Metall vorliegende Kraftzustände, stammen

aus Umformungen und/oder Wärmebehandlungen

Elektrolyse

hierunter versteht man die Aufspaltung einer

chemischen Verbindung unter Einwirkung

des elektrischen Stroms; auch die elektrolytische

Aufl ösung von Metallen in oder die

Abscheidung aus einem wässrigen Medium

zur Schichterzeugung wird oft als Elektrolyse

bezeichnet

Eloxalqualität

Werkstoffe, die zum Eloxieren geeignet sind

und entsprechende metallurgische und me-

137


150 20. QUELLENVERZEICHNIS

20. Quellenverzeichnis

[1] Aluminium- Taschenbuch 15. Aufl age, Band 1: Grundlagen und Werkstoffe

[2] Aluminium- Taschenbuch 15. Aufl age, Band 2: Umformen von Aluminium-

Werkstoffen, Gießen von Aluminium- Teilen, Oberfl ächenbehandlung von

Aluminium, Recycling und Ökologie

[3] Aluminium- Taschenbuch 16. Aufl age, Band 3 : Weiterverarbeitung und Anwendung

[4] DIN- Taschenbuch 450, Aluminium 1 : Bänder, Bleche, Platten, Folien, Butzen,

Ronden, geschweißte Rohre, Vormaterial

[5] DIN- Taschenbuch 451, Aluminium 2 : Stangen, Rohre, Profi le, Drähte, Vormaterial

[6] DIN- Taschenbuch 56, Materialprüfnormen für metallische Werkstoffe 2,

zerstörungsfreie Prüfungen

[7] AD 2000 – Regelwerk, Taschenbuch

[8] Tabellenbuch Metall

[9] Firmenbibliothek GLEICH Aluminiumwerk


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