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 5 9. Fügetechniken...61 9.1 Schweißen 9.2 Löten 9.3 Kleben 9.4 Schraubenverbindungen 10. Biegen von Blechen...93 11. Oberflächenveredlung... 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
6 1. ÜBERSICHT DER ALUMINIUMLEGIERUNGEN 1. Übersicht der Aluminiumlegierungen Aluminiumlegierungen Gusslegierungen (EN AC) Knetlegierungen (EN AW) pulvermetallurgische Legierungen aushärtbare Legierungen nicht aushärtbare Legierungen warmaushärtend kaltaushärtend
1. ÜBERSICHT DER ALUMINIUMLEGIERUNGEN 7 1.1 Fertigungsweg Elektrolyse Masseln, Blöcke Flüssigaluminium Gießerei Schmelzen Reinigen Legieren Walzbarren und Pressbolzen Schrotte Kreislaufmaterial Recycling Vorbehandlung Ablängen auf Fixmaße Fräsen der Oberfläche Ofen Wärmebehandlung Hochglühung, Homogenisieren Erwärmen auf Umformtemperatur Warmwalzwerk Vorwalzbänder Walzplatten Kaltwalzwerk dünne Bleche, Dünnbänder, Folien Abschrecken aushärtbar Ofen Weichglühen Entspannungsglühen Lösungsglühen Ofen Weichglühen nicht aushärtbar, naturhart Auslagern Warmauslagern Kaltauslagern Nachbereitung Ablängen auf Fixmaße Besäumen Recken, Richten Konfektionierung Verbraucher
8 2. WERKSTOFFBEZEICHNUNGEN UND WERKSTOFFZUSTÄNDE 2. Werkstoffbezeichnungen und Werkstoffzustände Numerisch Alpha-Numerisch EN AW 5083 A EN = Norm Abkürzung (= Europäische Norm) A = Grundmetall (= Aluminium) W = Lieferform (= Wrought products) EN AW AlMg4,5Mn0,7 (A) Serienbezeichnung Hauptlegierungsanteil Variante (Europäisch / National) 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 5.1 Physikalische Eigenschaften ausgewählter Werkstoffe *) ENAW - 1050 2007 2017 2024 2219 5083 5754 6060 6082 7020 7022 7075 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 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 E- Modul [GPa] ~70 ~70 ~72 ~72 ~73 ~70 ~70 ~70 ~70 ~72 ~72 ~71 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 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 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 spezifi sche Wärmekapazität [J/kg K] 900 860 875 875 875 900 900 898 896 875 862 862 *) die angegebenen Werte hängen von der Legierungszusammensetzung innerhalb der zulässigen Grenzen ab, die elektrische Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit außerdem vom Gefügezustand. Quelle: Aluminium- Taschenbuch
5. EIGENSCHAFTEN AUSGEWÄHLTER WERKSTOFFE 25 5.2 Einsatz bei niedrigen / höheren Temperaturen Typische Festigkeitswerte ausgewählter Aluminium- Knetlegierungen 1) bei tiefen Temperaturen (Alcoa) Prüftemperatur Werkstoff Zustand -196 C -80 C -28 C RT* R p0,2 R p0,2 R p0,2 R p0,2 R m A 2 R m A 2 R m A 2 R m A 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
8. ZERSPANUNG 51 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
9. FÜGETECHNIKEN 61 9.1 Schweißen 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.
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.
9. FÜGETECHNIKEN 73 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 * 70 % Argon, 30 % Helium Quelle: Aluminium- Taschenbuch Werkstückdicke Stromstärke Düsen- Ø Elektroden- Ø Plasmagas (Ar) Schutzgas * Schweißdraht- Ø [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 Richtwerte für das Plasmaschweißen mit plus gepolter Elektrode (mit Gleichstrom) Schweißgeschwindigkeit Werkstückdicke [mm] Stromstärke [A] Quelle: Aluminium- Taschenbuch Düsen- Ø [mm] Plasmagas (Ar) [l/min] Schutz- Gas (He) [l/min] 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
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 ä- che 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
19. SCHLAGWORTERLÄUTERUNGEN 137 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 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-
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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