Repetition Metalle und Vorbehandlung (Strom) 2017
Fachklasse Lackiertechnik Dozent Daniel Randegger
Fachklasse Lackiertechnik Dozent Daniel Randegger
46. Schreiben Sie die vier verschiedenen Zinkkorrosionsprodukte auf.
- Zinkoxid
- Basische Zinkkarbonate
- Weisser Rost
- Löslcihe Zinksalze
47. Welche beiden Zinkkorrosionprodukte bieten eine Schutz?
- Zinkoxid
- Basiche Zinkkarbonate
48. Welche Umgebung oder welche Einflüsse geifen Zink und Verzinkungen besoders an?
- Grossstadtluft
- konzentrierte Industrieabgase
- Meeresluft
49. Beschreiben Sie die elektrochemische Korrosion.
Bei der elektrochemischen Korrosion laufen die Korrosionsvorgänge auf dem unedleren Metall von zwei sich berührenden Metallen in einer elektrisch leitenden Wasserschicht, dem Elektrolyten ab.
50. Welche Metalle geben ihre Elektronen schneller ab, edle oder unedle?
Die Unedleren!
51. Wenn Aluminium und Stahl sich berühren, welches Metall gibt in diesem Fall die Elektronen schneller ab?
Aluminium.
52. Wenn Aluminium und Natrium sich berühren, welches Metall gibt in diesem Fall seine Elektronen schneller ab?
Natrium
53. Wenn Eisen und Kupfer sich berühren, welches dieser beiden Metalle ist edler und wird durch das unedlere geschützt?
Kupfer
54. Ordnen Sie die richtigen Buchstaben zusammen!
A = Chrom/Edelstahl A = Im Lebensmittelbereich einsetzbar
B = Buntmetalle B = Werden für spezielle Bauteile eingesetzt
C = Bake Hardening Stahl C = Festigkeit und Streckgrenze werden durch nachfolgende Wärmebehandlung verbessert
D = Mikrolegierte Stähle D = Geringe Beimengungen von Niob und Titan
E = Kalt gewalztes Blech E = Wird bei 700°C im Rekristalisationsglühen nachgewalzt
F = Höher, hochfeste Stähle F = Die Streckgrenze wurde erhöht, neigen zur Rissbildung
H = Warm gewalztes Blech H = Werden nach der Wärmebehandlung auf Coils aufgerollt.
G = Dualphasenstahl (DP) G = Verliert bei Wärmebehandlung die Festigkeit
55. um was für einen Prozess handelt es sich bei der Phosphatierung einer Oberfläche?
Es handelt sich um einen elektrochemischen Prozess.
56. Was für eine Schicht wird beim Phosphatieren aufgebracht und wie dick ist diese Schicht?
Es handelt sich um eine fest haftende ca. 7-15 Mikron dicke feinkristalline und wasserunlösliche Metallphosphatschicht.
57. Für welche Untergründe wird die Phosphatierung angewendet und welche Metalle, je nach Lösung, können in der Phophatlösung vorhanden sein?
Die Phosphatierung wird meist auf Stahl angewendet, kann aber auch für verzinkte Stähle oder für Alu eingesetzt werden. Es kann sich je nach Lösung um Eisen-, Zink-, oder Manganphosphatschichen handeln.
58. Aus welchen Gründen werden Untergründe überhaupt phosphatiert?
Wegen dem Korrosionsschutz und für einen optimalen Haftgrund für die nachfolgende Beschichtung.
59. Beschreiben Sie die kathodische Elektro-Tauchlackierung. (KTL)
Bei der Elektrotrauchlackierung wird die Grundierung auf Wasserbasis, ca. 15 Mikron dick aufgetragen und bei bis zu 180°C getrocknet. Die Karosse wird negativ geladen und in die wässrige Dispersion eines Einbrennlackes (Grundierung) getaucht und zieht so die positiv geladenen Dispersionsteilchen an. Im einer sich bildenden, alkalischen Grenzschicht an der Oberfläche der Karosse sind die sich entladenden Dispersionsteilchen wasserunlöslich und legen sich ander Metalloberfläche an.
60. Beschreiben Sie die Chromatierung. Schreiben Sie auch auf, wozu die Chromatierung gut ist.
Es werden auf metallischen Oberflächen durch Einwirkung von Chromsäure Chromsäuresalze (Chromate) gebildet. Dabei wird der Untergrund angelöst, die gelösten Metallionen des Untergrundes werden in die Chromatschicht eingebaut. Die Oberfläche wird porendicht verschlossen und gehärtet, schützt vor Korrosion und bietet einen optimalen Haftgrund für die nachfolgenden Schichten.
61. Was bedeutet "Duplex-System"?
Dabei handelt es sich um Zinkbleche oder verzinke Stahlflächen mit organischen Beschichtungen.
62. Wir haben 230 Volt und 8 Ampére. Welche Leistung (Watt) ergibt dies?
230 x 8 = 1840 Watt
63. Nun haben wir 3680 Watt und 230 Volt. Wie viel Ampére ergibt das?
3680 : 230 = 16 Ampére.
64. Eine Schleifmaschine läuft mit einer Spannung von 230 Volt und ist für eine Stromstärke von 4.5 Ampére abgesichert. Aufgabe: Wie gross ist die Leistung in W (Watt) und in KW (Kilowatt) von dieser Schleifmaschine?
4.5 Ampere x 230 Volt = 1035 Watt = 1.035KW
65. In der Firma Sonnengelb werden vier 100 W Glühbirnen durch Energiesparlampen mit 20 Watt Leistung eingesetzt. Die Lebensdauer einer Energiesparlampe wird auf 7000 h geschätzt. Der mittlere Stromtarif kostet 21 Rappen pro KWh.
Aufgabe a) Wie viele KWh können mit den Energiesparlampen während der geschätzten Lebensdauer eingespart werden?
Aufgabebe b) Wie viele Fr. können für diese Zeit eingesparrt werden?
Aufgabe a) =
4 x 100 Watt = 400 Watt
4 x 20 Watt = 80 Watt
Einsparung = 320 Watt x 7000h = 2240000 Watt: 1000 = 2240Kwh
Augabe b)
2240 x 021Fr. = 470.40Fr.
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.
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Lernkarten
41. Beschreiben Sie das Wort "Oxidation". (2 Aussagen)
Unter Oxidation versteht man das Sauerstoff aufgenommen wird, oder das Metall gibt bei der Sauerstoffaufnahme Elektronen ab.
42. Wie entstehen Oxide? Schreiben Sie auch 2 verschiedene Oxide auf.
Wenn Stoffe Sauerstoff aufnehmen, enstehen Oxide.
Aluminiumoxid, Eisenoxid, Zinkoxyd....
43. Wie heissen die zwei Unterschiedlichen Korrosionsarten?
- Chemische Korrosion
- Elektrochemische Korrosion
44. Welche Strukturen kann Rost haben?
Locker sitzenden, rissigen, fadenförmigen, punktförmigen, festen, schichtenförmigen,.... Rost
45. Beschreiben Sie unterschiedliche Korrosionsarten von Metallen.
- Chemische Korrosion von Stahl mit einem Nichtmetall und Elektrolyt.
- Elektrochemische Korrosion von Stahl durch Kontaktkorrosion mit einem edleren Metall und einem Elektrolyt.
- Aluminium oxydiert schnell mit Luftsauerstoff. Diese Korrosion ist für das Alu schützend, das es eine geschlossene Oberfläche bildet.
46. Schreiben Sie die vier verschiedenen Zinkkorrosionsprodukte auf.
- Zinkoxid
- Basische Zinkkarbonate
- Weisser Rost
- Löslcihe Zinksalze
47. Welche beiden Zinkkorrosionprodukte bieten eine Schutz?
- Zinkoxid
- Basiche Zinkkarbonate
48. Welche Umgebung oder welche Einflüsse geifen Zink und Verzinkungen besoders an?
- Grossstadtluft
- konzentrierte Industrieabgase
- Meeresluft
49. Beschreiben Sie die elektrochemische Korrosion.
Bei der elektrochemischen Korrosion laufen die Korrosionsvorgänge auf dem unedleren Metall von zwei sich berührenden Metallen in einer elektrisch leitenden Wasserschicht, dem Elektrolyten ab.
50. Welche Metalle geben ihre Elektronen schneller ab, edle oder unedle?
Die Unedleren!
51. Wenn Aluminium und Stahl sich berühren, welches Metall gibt in diesem Fall die Elektronen schneller ab?
Aluminium.
52. Wenn Aluminium und Natrium sich berühren, welches Metall gibt in diesem Fall seine Elektronen schneller ab?
Natrium
53. Wenn Eisen und Kupfer sich berühren, welches dieser beiden Metalle ist edler und wird durch das unedlere geschützt?
Kupfer
54. Ordnen Sie die richtigen Buchstaben zusammen!
A = Chrom/Edelstahl A = Im Lebensmittelbereich einsetzbar
B = Buntmetalle B = Werden für spezielle Bauteile eingesetzt
C = Bake Hardening Stahl C = Festigkeit und Streckgrenze werden durch nachfolgende Wärmebehandlung verbessert
D = Mikrolegierte Stähle D = Geringe Beimengungen von Niob und Titan
E = Kalt gewalztes Blech E = Wird bei 700°C im Rekristalisationsglühen nachgewalzt
F = Höher, hochfeste Stähle F = Die Streckgrenze wurde erhöht, neigen zur Rissbildung
H = Warm gewalztes Blech H = Werden nach der Wärmebehandlung auf Coils aufgerollt.
G = Dualphasenstahl (DP) G = Verliert bei Wärmebehandlung die Festigkeit
55. um was für einen Prozess handelt es sich bei der Phosphatierung einer Oberfläche?
Es handelt sich um einen elektrochemischen Prozess.
56. Was für eine Schicht wird beim Phosphatieren aufgebracht und wie dick ist diese Schicht?
Es handelt sich um eine fest haftende ca. 7-15 Mikron dicke feinkristalline und wasserunlösliche Metallphosphatschicht.
57. Für welche Untergründe wird die Phosphatierung angewendet und welche Metalle, je nach Lösung, können in der Phophatlösung vorhanden sein?
Die Phosphatierung wird meist auf Stahl angewendet, kann aber auch für verzinkte Stähle oder für Alu eingesetzt werden. Es kann sich je nach Lösung um Eisen-, Zink-, oder Manganphosphatschichen handeln.
58. Aus welchen Gründen werden Untergründe überhaupt phosphatiert?
Wegen dem Korrosionsschutz und für einen optimalen Haftgrund für die nachfolgende Beschichtung.
59. Beschreiben Sie die kathodische Elektro-Tauchlackierung. (KTL)
Bei der Elektrotrauchlackierung wird die Grundierung auf Wasserbasis, ca. 15 Mikron dick aufgetragen und bei bis zu 180°C getrocknet. Die Karosse wird negativ geladen und in die wässrige Dispersion eines Einbrennlackes (Grundierung) getaucht und zieht so die positiv geladenen Dispersionsteilchen an. Im einer sich bildenden, alkalischen Grenzschicht an der Oberfläche der Karosse sind die sich entladenden Dispersionsteilchen wasserunlöslich und legen sich ander Metalloberfläche an.
60. Beschreiben Sie die Chromatierung. Schreiben Sie auch auf, wozu die Chromatierung gut ist.
Es werden auf metallischen Oberflächen durch Einwirkung von Chromsäure Chromsäuresalze (Chromate) gebildet. Dabei wird der Untergrund angelöst, die gelösten Metallionen des Untergrundes werden in die Chromatschicht eingebaut. Die Oberfläche wird porendicht verschlossen und gehärtet, schützt vor Korrosion und bietet einen optimalen Haftgrund für die nachfolgenden Schichten.
61. Was bedeutet "Duplex-System"?
Dabei handelt es sich um Zinkbleche oder verzinke Stahlflächen mit organischen Beschichtungen.
62. Wir haben 230 Volt und 8 Ampére. Welche Leistung (Watt) ergibt dies?
230 x 8 = 1840 Watt
63. Nun haben wir 3680 Watt und 230 Volt. Wie viel Ampére ergibt das?
3680 : 230 = 16 Ampére.
64. Eine Schleifmaschine läuft mit einer Spannung von 230 Volt und ist für eine Stromstärke von 4.5 Ampére abgesichert. Aufgabe: Wie gross ist die Leistung in W (Watt) und in KW (Kilowatt) von dieser Schleifmaschine?
4.5 Ampere x 230 Volt = 1035 Watt = 1.035KW
65. In der Firma Sonnengelb werden vier 100 W Glühbirnen durch Energiesparlampen mit 20 Watt Leistung eingesetzt. Die Lebensdauer einer Energiesparlampe wird auf 7000 h geschätzt. Der mittlere Stromtarif kostet 21 Rappen pro KWh.
Aufgabe a) Wie viele KWh können mit den Energiesparlampen während der geschätzten Lebensdauer eingespart werden?
Aufgabebe b) Wie viele Fr. können für diese Zeit eingesparrt werden?
Aufgabe a) =
4 x 100 Watt = 400 Watt
4 x 20 Watt = 80 Watt
Einsparung = 320 Watt x 7000h = 2240000 Watt: 1000 = 2240Kwh
Augabe b)
2240 x 021Fr. = 470.40Fr.
