Aluminium- Taschenbuch

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1 Aluminium- Taschenbuch 15. Auflage Autoren: Priv.-Doz. Dr.-Ing. habil. G. Drossel Dr.-Ing. S. Friedrich Dr.-Ing. W. Huppatz Dr.-Ing. C. Kammer Prof. Dr.-Ing. habil. W. Lehnert, Prof. Dr.-Ing. O. Liesenberg I Dr. rer. nat. M. Paul Dr.-Ing. K. Schemme Herausgeber: Aluminium-Zentrale e.v., Düsseldorf Band 2: Umformen von Aluminium Werkstoffen, Gießen von Aluminium-Teilen, Oberflächenbehandlung von Aluminium. Recycling und Ökologie

2 1. Umformung von Aluminium-Werkstoffen Grundlagen der Umformtechnik und -technologie Charakteristische Merkmale Ansprüche und Ziele moderner Umformtechnik Allgemeine Anforderungen Prozeßstufenarme endabmessungsnahe Umformung Prozeß- und Qualitätssicherheit Integrierte Prozeßsteuerung, -automatisierung Prozeßmodellierung Produktqualität Qualitätsmerkmale Strukturempfindliche Eigenschaften Maß- und Formgenauigkeit Oberflächenbeschaffenheit Verfahrensarten der Umformung Klassifizierung nach Kraftwirkungen Klassifizierung nach Erzeugnisarten Halbzeugherstellung Teilefertigung Kalt-, Halbwarm-, Warmumformung Zuordnungskriterien : Kaltumformung Halbwarmumformung Warmumformung Thermomechanische Behandlung Kennzeichnende technologische Parameter Fließbedingung Umformgrade, Umformgeschwindigkeiten Technologieparameter bei technisch wichtigen Verfahren Tribologie der Umformung Reibung und Verschleiß Schmierstoffe Umformverhalten und Umformeigenschaften Umformverhalten Fließkurven Fließkurven der Kaltumformung Werkstoff- und verfahrensbedingte Einflußgrößen n-wert Fließkurven der Warmumformung Grundtypen und Informationsgehalt Werkstoff- und verfahrensbedingte Einflußgrößen Mathematische Modellierung Experimentelle Ermittlung Statische Entfestigung nach der Warmumformung Gefügeentwickiung bei der Umformung Kaltumformung Warmumformung 49

3 1.2.5 r-wert Senkrechte Anisotropie Planare Anisotropie Textur Texturarten Rekristallisationstexturen Anisotropie der Eigenschaften Zipfelbildung Preßeffekt Umformbedingte Oberflächenveränderungen Fließfiguren Orangenhaut-Parabeln Oberflächenglanz, Oberflächenmattigkeit Oberflächenstrukturierung Umformung - Ausscheidung - Phasenumwandlung Mechanisch-technologische und physikalische Eigenschaften nach Kaltumformung Eigenschaftsänderung durch Kaltumformen Eigenschaftsänderung durch Rekristallisation Teilentfestigung Umformvermögen Werkstoff- und verfahrensbedingte Einflußfaktoren Superplastizität Bestimmungsmethoden Aluminium-Halbzeug Walzen von Drähten Erzeugnisse und Werkstoffe Properzi-Gieß- und Walzverfahren Warmwalzen von Bändern und Blechen Erzeugnisse und Werkstoffe Verfahrenswege der Warmbandherstellung Oberflächenbearbeitung der Barren Erwärmung Warmbandwalzwerke, -technologie Kaltwalzen von Bändern und Blechen Erzeugnisse Kaltwalzwerke und -technologien Dicken- und Planheitsregelung Qualitätsaspekte Reck-, Richt- und Teilanlagen Walzen von Folien Erzeugnisse Folienwalzwerke Oberflächenbehandlung, Folienveredelung Blattaluminium Strangpressen Strangpreßerzeugnisse Fertigungsablauf 107

4 Erwärmung und Erwärmungseinrichtungen Strangpreßverfahren Direktes Strangpressen Indirektes Strangpressen Conform-Strangpressen Hydrostatisches Strangpressen - Hydrafilmverfahren Strangpressen von Rohren und Hohlprofilen Maschinen und Werkzeuge für das Strangpressen Bauarten und Maschinenbaugruppen Strangpreßwerkzeuge (Matrizen) Spezielle Strangpreßtechnologien Isothermes Strangpressen Kontinuierliches Strangpressen Abgesetztes, konisches, schraubenförmiges Pressen Plattieren beim Strangpressen Werkstoffanstrengung beim Strangpressen Werkstofffluß Fehler an Strangpreßerzeugnissen Mechanische Beanspruchung der Pressen Umformwiderstand, Umformarbeit, Preßkraft Arbeitsdiagramm des Strangpressens Arbeitsgänge nach dem Strangpressen Gesteuerte Abkühlung aus der Umformwärme Ausziehen, Recken, Richten Aushärten, Warmauslagern Durchziehen Werkstoffe, Zieherzeugnisse Ziehen von Drähten Ziehen von Stangen, Profilen und Rohren Freiform- und Gesenkschmieden Erzeugnisse und Werkstoffe Freiformschmieden Gesenkschmieden Axiales Gesenkwalzen Teilefertigung durch Massivumformung Fließpressen Erzeugnisse und Werkstoffe Fließpreßverfahren Maschinen und Werkzeuge Formstauchen Kaltpressen, Massivprägen Innenhochdruckumformung Verfahrensprinzip Verfahrensarten Teilefertigung durch Blechumformung Erzeugnisse und Werkstoffe 154

5 1.5.2 Tiefziehen Einstufiges Tiefziehen Mehrstufiges Tiefziehen Niederhalterloses Tiefziehen Stülpziehen Pressenbauarten und Werkzeuge Sonderverfahren des Tiefziehens Streckziehen Abstreckziehen Superplastisches Umformen Drücken, Drückwalzen Biegen von Blechen Sonstige Blechumformverfahren Biegen von Bändern und Langprodukten Walzprofilieren Biegen von Rohren und Profilen Sonderumformverfahren Thixoforming-Thixoschmieden Laserumformung Kugelstrahlumformung Fügeumformung Verbundwerkstoffe aus Aluminium Verbundwerkstoffarten Plattierte Verbundwerkstoffe Partikelverstärkte Aluminiumlegierungen Erzeugnisse und Eigenschaften Verfahren und Verfahrenstechnologien Kurz- und langfaserverstärkte Aluminium-Verbundwerkstoffe Eigenschaftspotential und Erzeugnisse Herstellung und Umformbarkeit Wärmebehandlung zwischen und nach Umformungen Wärmebehandlungsarten Rekristallisations- und Weichglühen Ausscheidungshärtung Wärmebehandlungsanlagen 205 Literatur 206

6 2. Gießen von Aluminium-Teilen Grundlagen des Gießereiprozesses Verfahrensablauf im Gießereiprozeß Qualitätsmerkmale von Aluminium-Gußstücken Verfahrensablauf und Gußstückqualität Gießen und Gußkörperbildung Gießen Gußkörperbildung Erstarrungsablauf Erstarrungsgefüge Lunkerung Speisung Warmrißbildung Gasporosität Modellierung und Simulation Erstarrung Formfüllung Ergebnisse und Auswertung der Simulationsrechnungen Aluminium-Gußwerkstoffe Werkstoffgruppen Al-Si-Legierungen Aluminium-Magnesium-Legierungen Aluminium-Kupfer-Legierungen Aluminium-Zink-Legierungen Aluminium-Sonderlegierungen Verschleißfeste und warmfeste AI-Legierungen Aluminium-Lithium-Legierungen Aluminium-Verbundwerkstoffe Normung der Aluminium-Gußwerkstoffe Verfahren der Gußteilherstellung Formherstellungs-, Kernherstellungs- und Gießverfahren Verfahren der Sandformherstellung Verfahren für tongebundene Formen Form- und Kernformstoffe Maskenformverfahren (Croning-Verfahren) Vollformgießen Feingußverfahren Sonderformverfahren Kernherstellungsverfahren 329

7 2.6.3 Dauerform-Gießverfahren Kokillenguß Schwerkraft-Kokillenguß Kipp-Kokillenguß Niederdruckkokillenguß Gegendruck-Kokillenguß Druck-Kokillenguß Verdrängungs-Kokillenguß Kokillen (Gießformen) Wärmehaushalt der Kokillen Druckguß Verfahrensprizip und Maschinentechnik Sonderverfahren Formen (Werkzeuge) Sondergießverfahren Schleuderguß Verbundguß Anschnitt- und Speisetechnik Anschnittechnik Dimensionierung des Anschnittsystems Speisetechnik Schmelztechnik Schmelzführung Schmelzebehandlung Schmelzebehandlung mit Salzen Schmelzebehandlung durch Filtrieren Entgasungsbehandlung Schmelzebehandlung zur Beeinflussung des Gefüges Kornfeinungs-Behandlung Veredelung von Al-Si-Legierungen Schmelz- und Warmhalteöfen Tiegelöfen Tiegellose Öfen Gießeinrichtungen Wärmebehandlung der Gußstücke Wärmebehandlung zur Beeinflussung der Festigkeitseigenschaften Wärmebehandlung für Sonderzwecke Nacharbeiten von Rohgußstücken Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung 420 Literatur 426

8 3. Oberflächenbehandlung von Aluminium Mechanische Oberflächenbehandlung Entgraten und Putzen Schleifen Mattschleifen, Mattbürsten Polieren Strahlen Dessinieren Chemische Oberflächenbehandlung Reinigen und Entfetten Reinigungs- und Entfettungsmittel Behälterwerkstoffe Beizen Alkalische Beizlösungen Saure Beizlösungen Spezialbeizen Behälterwerkstoffe Ätzen Dekorative Anwendung Technische Anwendungen Umwandlungsschichten Chromatieren Phosphatieren Chromatfreie Konversionsschichten Rahmentechnologie für das Chromatieren und Phosphatieren Glänzen Glänzwerkstoffe Chemisches Glänzen Elektrolytisches Glänzen Fehler beim elektrolytischen Glänzen Sicherheitsvorschriften bei chemischen Oberflächenbehandlungen Die anodische Oxidation von Aluminium Grundlagen der anodischen Oxidation Wachstum und Aufbau anodisch erzeugter Oxidschichten Werkstoffwahl für die anodische Oxidation Technologie und Verfahren der anodischen Oxidation Standard-Anodisierverfahren zur Erzeugung ungefärbter Oxidschichten Verfahren zur Erzeugung farbiger Oxidschichten Adsorptives Färben (Tauchfärbung) Elektrolytisches Färben (Zweistufenverfahren) Farbanodisation (Einstufenverfahren) Kombiniertes Färben Sonder-Anodisierverfahren Eigenschaften anodisch erzeugter Oxidschichten 494

9 Eigenfärbung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Werkstoffs 494 Aussehen, dekorative Wirkung 495 Anforderungen an die Schichtdicke bei korrosiver Belastung 496 Härte, Verschleiß- und Abriebfestigkeit 497 Temperaturbeständigkeit 497 Reflexions- und Strahlungsvermögen 498 Elektrische Isolierwirkung 499 Hartanodisation 500 Verfahren der Hartanodisation 500 Werkstoffe für das Hartanodisieren 501 Eigenschaften von Hartoxidschichten 501 Verdichten anodisch erzeugter Oxidschichten 502 Konventionelles Verdichten 503 Kaltimprägnieren 503 Belagbildung 504 Altern der Oxidschicht 505 Prüfen anodisch erzeugter, verdichteter Oxidschichten 505 Färben, Bedrucken, Imprägnieren unverdichteter Oxidschichten Aluchromie 507 Bedrucken 507 Impal-lmprägnierverfahren 507 Imprägnieren mit lichtempfindlichen Stoffen 507 Klischeefertigung 508 Einfluß der Verarbeitung auf das Anodisieren 508 Fehlerursachen bei anodisch erzeugten Oxidschichten 509 Reinigen von anodisierten Bauteilen 514 Anforderungen an die Reinigungsmittel 514 Schutz und Reinigung bei der Montage Metallische Überzüge auf Aluminium Metallüberzüge im Tauch- und Sudverfahren Außenstromloses (chemisches) Vernickeln Galvanisieren Vorbehandeln und Aktivieren Verkupfern Vernickeln Verchromen Sonstige galvanische Überzüge Galvanisches Abscheiden von Aluminium Thermisches Spritzen auf Aluminium Organische Beschichtungen Oberflächenvorbereitung Flüssiglackbeschichten Pulverlackbeschichten 534

10 3.6.4 Coil-Coating-Verfahren Prüfen der Beschichtung Reparaturanstriche Anstriche zum Schutz gegen Beton und Erdreich Schiffsanstriche Kunststoffüberzüge Kaschieren lieren Sonstige Beschichtungen Vakuumbeschichtung Allgemeine Beschreibung des Verfahrens Industriell eingeführte Verfahren zur Beschichtung von Aluminium und Aluminiumlegierungen 543 Literatur 546