Repetition Metalle und Vorbehandlung (Strom) 2017
Fachklasse Lackiertechnik Dozent Daniel Randegger
Fachklasse Lackiertechnik Dozent Daniel Randegger
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Lernkarten
1. Beschreiben Sie das Wort "Nichtmetall".
Nichtmetalle sind vor allem Gase, z.B. Sauerstoff oder Stickstoff
2. Definieren SIe den Begriff "E-Metalle".
E-Metalle sind Eisen-Metalle und Eisenlegierungen, wenn der Eisenanteil überwiegt.
3. Was bedeutet das Wort "NE-Metalle"?
Bei NE-Metallen handelt es sich um Nichteisen-Metalle und Legierungen mit Eisen, wenn ein Nichteisenmetall der Hauptbestandteil ist . (Alu, Zink...)
4. Wann spricht mann von "niedrig-legierten" Stählen?
Das sind Stähle mit weniger als 5% Legierungsanteil.
5. Was ist gemeint mit einer Legierung von NE-Metallen?
Eine Mischung von NE-Metallen. (Messing aus Kupfer und Zink)
6. Beschreiben Sie, weshalb Stahl den elektrischen Strom leitet und schreiben Sie auf, was beim Strom fliessen passiert.
Stahl leitet den elektrischen Strom weil die Elektronen um die Atomrümpfe frei beweglich sind. Die Elektronen wandern von einen Atomrumpf zum anderen.
7. Welche elektrische Ladung hat ein Metallkation? Begründen Sie Ihre Aussage.
Das Metallkation hat eine positive Ladung weis es Elektronen abgegeben hat.
8. Welche elektrische Ladung hat ein Fe Atom? Begründen Sie Ihre Aussage
Ein Fe Atom hat eine neutrale Ladung, weil alle Atome elektrisch neutral sind, sobald es eine positive oder negative Ladung aufweist, ist es ein Ion.
9. Weshalb ist ein Fe ein Übergangsmetall?
Weil es zwei oder drei Elektronen abgeben kann.
10. Worin liegt der Unterschied zwischen Roheisen und Stahl?
Im unterschiedlichen Anteil von Kohlenstoff, die Grenze liegt bei 2% . Somit unterschieden sie sich in der Zugfestigkeit ,der Härte, der Härtbarkeit, der Schweissbarkeit, der Bruchdehnung, der Bearbeitbarkeit, der Schiedbarkeit...
11. Wie und wann bildet sich eine Walzhaut?
Bei der Herstellung von Stahl bildet sich an der Oberfläche eine blaugraue Schicht, die Walzhaut (Zunder). Die Oberfläche des Eisenmetalls oxidiert sehr rasch bei Temperaturen ab ca. 600°C zu wasserfreiem Eisenoxyd (beim Walzen kompakt gepresste schwarzblaue Schicht, die Walzhaut).
12. Weshalb kann man Gusseisen nicht schmieden?
Wegen dem hohen Kohlenstoffanteil ist Gusseisen spröde und würde beim schmieden zerbrechen.
13. Wieviel % Kohlestoff enthält Stahl?
Weniger als 2%.
14. Weshalb muss Walzhaut / Zunder vor einer Beschichtung entfernt werden? Schreiben Sie auch auf, welches die möglichen Folgen sein könnten, wenn die Walzhaut nicht entfernt würde.
Die Walzhaut ist spröde und hat nicht die gleiche Wärmedehnung wie der darunter liegende Stahl und muss deshalb vor der Beschichtung entfert werden, sonst wären die Folgen davon: Rissbildung, Lockerung, Rostunterwanderung und Absprengung der Walzhaut.
15. Beschreiben Sie das Aluminium und seine Legierung, notieren Sie ebenfalls welche Dichte es hat.
Aluminium und seine Legierungen ist ein sehr leichtes, beständiges vielseitig einsetzbares sehr wichtiges Konstuktionsmetall. Es hat eine Geringe Dichte (2.7Kg/dm3), gute mechanische Eigenschaften und eine gute Korrosionsbeständigkeit. Dies beruht auf der Bildung einer dicht geschlossenen Oxydschicht, die da Alu vor Korrosion schützt. (Dicke der Oxydschickt etwa 0.01 Mikron)
16. Beschreiben Sie das Eloxalaluminium.
Beim eloxierten Aluminium wir die natürliche Oxydschicht künstlich vergrössert. Die geschieht durch eine elektrolytische Oxydation, indem das Alu in einem sauren Elektrolyten an eine Gleichstromquelle angeschlossen wird, dadurch bildet sich eine Oxydschicht von 2.0 - 25.0 Mikron Dicke, welche das Alu noch korrosionsbeständiger macht. Die Oxydschicht kann zu Dekorationszwecken eingefärb werden. Die Bezeichnung Eloxiertes Aluminium kommt von den Begriffen: Elektrolytische Oxidation. Auch wir die Oberfläche härter!
17. Wir unterscheiden vier unterschiedliche Verzinkungsverfahren. Wie heissen diese? Schreiben Sie auch auf, welche Schichtdicke diese Verzinkungen jeweils haben können.
Feuerverzinken ca. 60 - 100 Mikron
elektrolytisch-galvanisch Verzinken ca. 2.5 - 15 Mikron
Sendzimirverzinken ca. 10 - 40 Mikron
Spritzverzinken ca. Mikron
18. Beschreiben Sie das Feuerverzinken.
Gereinigtes und gut vorbehandeltes Stahlblech oder Stückgut wird in ca. 450°C heisses flüssiges Zinkbad eingetaucht. Erschaffung von Eisen - Zinklegierung an Grenzfläche und reinem Zink an der Oberfläche. Zinkblumen zeigen reine Feinzinkschicht.
19. Beschreiben Sie das elektrolytische Verzinkungsverfahren.
Nach der chemischen Reinigung werden die zu verzinkenden Stahlteile an einen Minuspol (Kathode), die Zinkplatten an einen Pluspol (Anode), in ein Bad mit einem sauren Elektrolyten geschaltet . Innerhalb dieses Stromkreislaufs wandern die positiven Zinkionen zum Stahlgegenstand und entladen sich. Nach der elektrolytischen Verzikung werden die verzinkten Gegenstände oder Bleche chromatiert oder phosphatiert.
20. Beschreiben Sie wie das mit dem kathodischen Korrosionsschutz funktioniert.
Beim verzinkten Stahl werden Zink-Atome oxidiert. Die Elektronen, die sie im Metall zurücklassen, wandern zum Eisen und reduzieren eventuell vorhandene Eisen (II)-Ionnen. Der hohe Elektronendruck des Zinks verhindert die Korrosion des Eisens, indem er die Elektronenabgabe der Eisenatome erschwert und trotzdem gebildete Eisen (II)-Ionen wieder reduziert.
21. Welche Eigenschaften müssen Karosseriebleche aufweisen um den heutigen Anforderunge gerecht zu werden?
Formbarkeit, Schweissbarkeit, Lackierbarkeit, Festigkeit, Wärmeempfindlichkeit, Korrosionsbeständigkeit....
22. Beschreiben Sie das Tiefziehen.
Das Tiefziehen ist das Druckumformen eins Blechzuschnitts in einen offenen Hohlkörper ohne gewollte Veränderung der Blechdicke.
23. Welches ist der Vorteil von Warmwalzen gegenüber dem Kaltwalzen?
Das Walzgut ist bei höheren Temperarturen weicher und kann so mit geringerer Kraft umgeformt weden.
24. Beschreiben Sie den Unteschied zwischen der Zugfestigkeit und der Streckgrenze.
Die Zugfestigkeit ist erreicht wenn das Material beginnt, sich zu verformen, die Streckgrenze ist erreicht, wenn das Material reisst.
25. Karosserien werden nach wie vor vor allem aus Stahlblech hergestellt. Man unterscheidet nach Dicken der Bleche. Wie dick sind Feinbleche und wie dick sind Feinstbleche?
Feinbleche 0.5 bis 3.0mm
Feinstbleche bis 0.5mm
26. Wie wird kaltgewaztes Stahl hergestellt? Welche Vorteile bietet es?
Es wird aus war gewalztem Blech durch nochmaliges Waslzen hergestellt. Vorteile von kaltgewalztem Blech sind die schönere Oberfläche und die Möglichkeit dünnere Bleche mit kleineren Abweichungen in der Blechdicke herzustellen.
27. Wo bei handelt es sich bei Höher- oder hochfesten Stählen und welche Vorteile bieten sie gegenüber herkömmlichen Stählen?
Hierbei handelt es sich um Stahlbleche, bei denen die Steckgrenze durch Stählen, und unterschiedliche Verfahren erhöht wurde. Durch den Einsatz von Hochfesten Stählen kann die Sicherheit erhöht, die Blechdicke minimiert und so auch das Gewicht des Fahrzeuges reduziert werden.
28. Wo liegt ein mögliches Problem im Zusammenhang mit hochfesten Stählen und dem Tiefziehvorgang?
Bei höheren Festigkeiten kann es jedoch vorkommen, dass es beim Tiefziehvorgang zu Rissbildung kommen kann.
29. Welche Vorteile bietet ein hochfestes Stahlblech bei einem Unfall gegenüber einem herkömmlichen Stahlblech? Schreiben Sie auch auf, welche Nachteile ein hochfestes Stahlblech im Falle einer Reparatur aufweist.
Bei einem Unfall verformt sich ein hochfestes Stahlblech weniger als ein herkömmliches Stahlblech. Es ist jedoch ein erhöhter Kraftaufwand für das Ausbeulen erforderlich. Es kann schneller zu Materialbrüchen kommen. Bei einigen Stahlsorten besteht die Gefahr, dass sie durch eine Erwärmung ihre Festigkeit verlieren, sie düfen deshalb nicht erwärmt werden.(Herstellervorschriften beachten)
30. Schreiben Sie auf, wie das mit dem "Bake-Hardening" Stahl vor sich geht, wo er eingesetzt wird und welche Vorteile dieser Stahl mit sich bringt.
Diese Stähle haben beim Tiefziehen die gleichen Eigenschaften wie herkömmliche Stahlbleche. Durch eine spätere Wärmebehandlung wird jedoch die Streckgrenze und die Festigkeit des Stahls deutlich verbessert. Die Wärmebehandlung erfolg durch die Einbrennlackierung bei ca. 200°C der Rohkarosserie. Diese Bleche werden bevorzugt. Grossflächig verformte Teile wie Hauben, Deckel, Türen und Seitenteile. Bei diesen Teilen ist vor allem der Zugewinn an Beulensteifigkeit gefordert.
31. Was könne Sie zu den Schlagwörtern wie Leichtbauwerkstoffe, Hybridbauweise, Mischbauweise aussagen?
Die Fahrzeuge sollen ohne Verringen der Fahrzeugsicherheit möglichst leicht gebaut werden. Dazu werden immer leichtere Werkstoffe und dünnere hochfeste Bleche eingesetzt. Die Karosserien weden in Hybridbauweise (Mischbauweise) hergestellt , das heisst es werden die unterschiedlichsten Materialien wie: verschiedene Stähle, verzinkte Stähle, Aluminium, Magnesium und Kunststoffe für den Fahrzeugbau verwendet.
32. Welche Vorteile bietet Aluminium im Fahrzeugbau?
Gewichtseinsparrung (Alu hat etwa 1/3 der Dichte von Stahl)
Aluminium hat ein sehr hohes Energieaufnahmevermögen (Knautzschzone)
Alu ist gut recyklierbar, Alu ist gut umformbar
Alu ist weniger der Zerstörung durch Korrossio ausgesetzt als Stahl.
33. Welche Nachteile bringt Alu im Fahrzeugbau?
Materialpreis ist deutlich höher als bei Stahl.
Alu benötigt spezielle Schweissgeräte (Stromstärke fast 3x höher)
Bei Mischbauweise Risiko von elektrochemischer Korrosion (extra abgetrennter Arbeitsplatz)
Neuartige Reparaturtechniken benötigen Investitionen und Ausbildungen.
34. Erklären Sie die Aluminium Space Frame Technologie, mit Vor- und Nachteilen.
Aluminium Space Frame, die englische Bezeichnung für einen Aluminium - Rahmen, auf dem die Karroserie aufegbaut ist. Er besteht aus Aluprofilen. Bei der Space Frame Technologie trennt man die tragende Struktur von der Verkleidung. Er ist rund 40% leichter und steifer als eine übliche, selbsttragende Stahlkarosse
Nachteile: der hohe Preise und die aufwendige Reparatur nach Unfällen.
35. Welche Stoffe müssen vorhanden sein, damit Eisen rosten kann?
- Sauerstoff aus der Luft oder aus dem Wasser
- Flüssiges Wasser (oder Tau)
36. Welche Stoffe wirken korrosionsfördernd?
Säuren Und Salze.
37. Welche Stoffe wirken korrosionshemend?
Leicht basiche Stoffe.
38. Weshalb rostet Eisen oder Stahl das in der Wüste vorhanden ist praktisch nicht?
Die Luft ist dort zu trocken, es hat zu wenig Feuchtigkeit.
39. Wie viel Luftfeuchtigkeit braucht es damit Eisen rosten kann?
Mindestens 60%
40. Beschreiben Sie den Begriff "Korrosion", schreiben Sie auf woher dieser Begriff stammt, was er bedeutet und worauf die Korrosion von Metallen beruht.
Die Zerstörung oder Reaktion von Metalloberflächen nennt man Korrosion.
Korrosionstammt vom Lateinischen und bedeutet "zerfressen" oder "zernagen".
Die Korrosion von Metallen beruht auf ihrer Oxidation.