BP Metallbaukonstrukteur

Das Vormaterial wird durch eine verengende Form
gezogen. Ist nur die Aussenoberfläche entscheidend,
sprechen wir vom Hohlzug, bei innen und aussen
geforderter Masshaltigkeit wird der Stopfenzug
angewendet.

Kupfer erhöht Festigkeit, verschlechtert Korrosionsbeständigkeit
Mangan verbessert Zähigkeit, erhöht Festigkeit, verbessert Verformbarkeit
Silizium erhöht Abriebfestigkeit, senkt Schmelzpunkt
Magnesium erhöht Festigkeit, erhöht Korrosionsbeständigkeit, verbessert Schweissbarkeit
Mg+Si erhöht Korrosionsbeständigkeit, verbessert Umformbarkeit
Zink ergibt mit anderen Elementen nach thermischer Behandlung sehr hohe mechanische Eigenschaften

EN – AW 5005 AlMg 1          Peraluman 100        Abkantbleche
EN – AW 6060 AlMgSi 0.5    Extrudal                   Strangpressprofile
EN – AW 6082 AlMgSi 1       Anticorodal               Bleche/Profile mit höherer Festigkeitnicht anodisieren
                                              Avional                     Warmpressen / Gesenkschmieden

Vorteile: Schöner Verlauf, grosse Auswahl an Effektlacken, einfaches Nachbessern bei Schäden, schneller Farbwechsel, wenig Energiebedarf beim Trocknen

Nachteile: Tropfenbildung, Läufe, mechanisch empfindlicher bei Transport, Kantenflucht, Lösemittelhaltig, hoher Overspray (Farbe die nicht aufs Werkstück gelangt)

Verwendung bei Einzelteilen, kompl. Konstruktionen, schwerem Korrosionsschutz, Effektlacken

Vorteile: Schlag-, kratz- und abriebfest, bessere Kantendeckung, keine Tropfenbildung, schnelles Aushärten, Lösemittelfrei

Nachteile: Schichtdicke limitiert auf ca. 180-260 mü, Nachbessern bei Schäden, Effektlacke eingeschränkt, Energiebedarf Ofen, Farbwechsel sind aufwändig

Verwendung bei Serienteilen, gleicher Farbe, einfachen Konstruktionen, RAL-, NCS-Farbtönen

Beschichtung mittels eines Lacks, der zu Auftrag mit einem organischen Lösemittel oder Wasser dünnflüssig ("nass") gemacht wird. Beim Zeitaufwändigen Trocken bei moderaten Temperaturen (50-100°C) härtet der Lack aus. 2-Komponentenlack vernetzt chemisch durch den Härter.

Nasslacke ergeben bis zu hochglänzenden Oberflächen und sind im Bereich der Effektlacke (Metallise und Eisenglimmer) ästhetisch den Pulverlacken überlegen.

Beschichtung mit einem pulverförmigen Lack, welcher mit Hilfe elektrostatischer Anziehung aufgetragen wird. Das auf der Metalloberfläche anhaftende Pulver wird in einem Ofen bei hohen Temperaturen (110-250°C) aufgeschmolzen und härtet zu einem 2-Komponentenlack aus.

Pulverlacke ergeben eine zähelastische Beschichtung und können mit 2K-Nasslacken oder spezieller Ausbesserungsfarbe ausgebessert werden.

AW= Knetlegeriung (Reinaluminium 99.99% wird legiert (mit M, Mn, Si, Zn, Cu, Pb, Fe, Ti, Ni)
Daraus entstehen vergütbare Legierungen (aushärtbar) oder es entstehen nicht
vergütbare Legierungen (nicht aushärtbar))

AC= Gusslegierung (Ein hoher Silizium Gehalt von 7% ergibt niedrigen Schmelzpunkt bei hoher Sprödigkeit)

enthalten Cu, Si, Zn (AlCuMg 2xxx, AlMgSi 6xxx, AlZnMg 7xxx)
(Avional, Peraluman, Undiur, Anticorodal, Extrudal)

Erhalten Festigkeit durch Warmbehanldung. Sie werden bei ca. 500°C lösungsgeglüht und anschliessend mit Luft oder Wasser abgeschreckt. Danach kann kalt (20°C für 4-5 Tage) oder warm (150°C für 4-16h) ausgelagert werden. Verlieren beim Schweissen ihre Festigkeit (ganzen Prozess wiederholen)

enthalten Mg, Mn (AlMg 5xxx, AlMgMn 5xxx, AlMn 3xxx (Peraluman))

erhalten ihre Festigkeit durch Ziehen, Pressen, Walzen usw. Sie können nicht vergütet werden und verlieren durch
Wärmeeinfluss ihre Festigkeit. Diese kann ihnen nur durch erneute Kaltverformung zurückgegeben werden

- Abbau von Bauxit und verarbeitung zu Tonerde (mit Natronlauge, Wärme und Druck)
- Tonerde wir in Schmelzflusselektrolyseofen gegeben, um Sauerstoff zu reduzieren (aluminium entsteht)
- Bei 950°C zerfällt das Al₂O₃ unter der Wirkung von elektr. Strom in Al und O
- Al sammelt sich am Boden und wird von Zeit zu Zeit abgesogen

Kryolith (Na₃AlF₆) dient dabei als Katalysator (senkt Schmelztemperatur von 2050°C auf 950°C) und baut sich praktisch nicht ab.

Aus 4 t Bauxit gibt es 2 t Tonerde und daraus 1 t Aluminium bei 14‘000kWh
(dreimal so viel Energie wie Stahl) dabei wird etwa 0.5t Stahlelektroden verbrannt

Walzbarren: Für Warmwalzen (500°C), Platten Coil, danach Kaltwalzen

Pressbolzen: Für das Strangpressen jeglicher Art Profile

(- Filiformkorrosion)
- Kontaktkorrosion / Korrosion bei Berührung zweier Metalle mit mind. 50mV Potentialunterschied
- Korngrenzenkorrosion / verursacht durch Korrosionspotential zwischen Korngrenzbereich und angrenzenden Körnen
- Lochfrass / entstehet oftmals bei örtlichen Fehlern in Materialoberfläche (Fehlerstellen im Oxid,Seigerungen der Legeriungselemente, Vorhandensein von aggressiven Anionen / Chloridionen in der Umgebung)

Das CNS wird in 10-20%ige Salpetersäure getaucht, wobei sich eine gleichmässige Passivschicht und ein Höchstmass an Korrosionsbeständigkeit ergibt. (Durch die Säure werden die Eisenateile reduziert und das verbleibende Chrom bildet durch Oxidation eine Passivschicht)

Ferritische Stähle: <0.2%C, 11-18%Cr, sehr gute Umformbarkeit, z.B. durch Tiefziehen – Fahrzeugtechnik, Geschirr etc
1.4016

Martensitische Stähle: 0.2-1%C, 12-18%Cr, hohe Verschleissfestigkeit, - Schneidwerkzeug, Innenarchitektur etc. - 1.4021

Austenitische Stähle: 17-26%Cr, 8-25%Ni,0-7%Mo, gute Korrosionsbeständigkeit, einfache Verarbeitung
Fassaden, Fenster, Türen – 1.4301, 1.4307, 1.4401

Austenitisch-Ferritische Stähle: hohe Verschleissfestigkeit für Chemie, Apparatebau, Offshore-Bereich etc. – 1.4462

1.Aufhängen (im optimalen Winkel, damit Zinke sauber durchläuft)
2. Entfettungsbad (Fette und Öle werden in saurem oder basischen Entfettungsbad von der Oberfläche gelöst)
3. Spülbad (Entfernen der Entfettungsmittel)
4. Beizbad (Rost und Zunder werden in Mineralsäure (z.B. Salzsäure) enfernt. Inhibitoren verhindern Angriff auf Stahl)
5. Spülbad (Entfernen der Beizmittel)
6. Flussmittelbad (Oberfläche erhält Salz-Film. Dieser unterstützt die metallurgische Reaktion im Zinkbad zw. Oberfläche und Zink)
7. Trocknen (Material wird getrocknet)
8. Zinkbad (Teile werden in flüssige Zinkschmelze (450°C) getaucht.  Beim Herausziehen wird das Werkstück mit Reinzink überzogen)
9. Nachbehandlung (Teile werden an der Luft abgekühlt. Zinkläufe,- spitzen, Druckstellen entfernen. gewünschte Nachbearebitung am Teil)
 

- Glühen
- Härten
- Vergüten
- Randschichthärten
- Einsatzhärten

- Weichglühen (bei 680-750°C und 1-2h weichmachen von gewalzten oder geschmiedeten Teilen für spanenende Bearbeitung)
- Spannungsarmglühen (Wiederaufbau von inneren Spannungen bei 550-650°C. Wichtig bei hochbel. Schweissnhähten. Mit Flächen-/Gasbrenner oder elektr./induktiven Glühmatten)
- Normalglühen (ungleichmässiges, grobes Korn beeintr. Kerbschlagzähigkeit. Wird bei 750-1100°C rückverfeinert)
- Grobkornglühen (Beweirkt bei 1050-1300°C das Gegenteil von Normalglühen fürwirtscxhaftliche spanabhebende Bearbeitung)
- Rekristallisationsglühen (kaltverformter versprödeter Stahl wird über mehrere Stunden bei 550-750°C wieder verformbar gemacht)
- Diffusionsglühen (ungleichmässig verteilte Legierungselemente werden bei 1050-1300°C über 20h gleichm. verteilt. Vor allem bei grossen legierten Stahlgusstücken)

- Geeignet für un- und legierte Stähle mit mehr als 0.25% C-Gehalt.
- Härtetemperteur richtet sich nach Stahlzusammensetzung
- Härtetemperatur 30-60°C über GSK Linie, damit Perlit zu Austenit umgewandelt wird
- Anlasstemperatur je nach Versprödung 100-300°C
- Unlegierte Stähle werden in Wasser, niedrig legierte in Öl oder Öl-Emulsionen, hochlegierte in
Öl oder Luft abgeschreckt

Durch Vergüten erhält man Bauteile mit hoher
Festigkeit und Zähigkeit. Die Anlasstemperaturen
sind dabei mit 450-650°C wesentlich
höher als beim Härten. Je nach Höhe der
Anlasstemperatur kann der Stahl auf das
gewünschte Verhältnis von Streckgrenze,
Festigkeit und Bruchdehnung optimiert werden

Die Randzone eines Bauteils wird schnell auf die Härtetemperatur
(austenitisiert) und sofort wieder abgeschreckt
+ geringe Oxidation, minimaler Verzug, partielle
Behandlung
- aufwendige Anlagen und Einrichtkosten

C-armer Stahl wird aufgekohlt und anschliessend gehärtet. Einsatzstahl < 0.25% C.
- Pulveraufkohlen durch Einpacken in einen mit
Kohlengranulat gefüllten Kasten.
- Salzbadaufkohlen durch eine C-abgebende Lösung
- Gasaufkohlen durch ein C-abgebendes Gas im Ofen

- Stabstahl Profilhöhe unter 80 mm
- Formstahl Profilhöhe ist gleich oder grösser 80 mm
- Blankstahl Hat immer Untermass, da er z.B. für Wellen verwendet wird
- Breitflanschträger HEA, HEB, HEM, HHD, HL
- Stahlbauhohlprofile MSH, TPS, RHS, VHP, LPT meist aus S275JR oder S355J0
- Rundrohre Geländer-, Wasser-, Gas-, Siede-, Dampf- und Präzisionsrohre
33.7mm Gasrohr; s=3.75mm, Siederohr; s=2.3mm, Geländerrohr; s=2mm
- Formstahlrohre Div. Hohlprofilformen (drei-, vier-, sechseckig…)
- Profilstahlrohre Jansen, Forster usw.
- Drahtprodukte
- Bleche aller Art

- schwarz mit Walzhaut
- dekapiert
- elektrolytisch / galvanisch verzinkt und phosphatiert (Zincor)
- sendzimierverzinkt
- plattiert
 

<0.5mm - Feinstbleche
0.5 – 3mm - Feinbleche
3-4.75mm - Mittelbleche
> 4.75mm - Grobbleche

Ein auf Weissglut (1250°C) erwärmter Stahl wird durch ein Formwerkzeug
gepresst. Allerdings nur von Spezialisten (Firma Hoesch auch Schwerte – Stahl).
So können wir aufwändige Profile ohne Abkantung oder Schweisskonstruktionen
herstellen. Es können Profile gepresst werden mit Wandstärken von 4 – 50 mm.
(Umschlingungsradius 245 mm).
Ein Strangpressprofile rechnet sich erst ab 3000 – 5000 Meter Abnahmemenge.

- Grauguss GG (gute Gleiteigenschaften, Zerspanbarkeit, Schwingungsdämpfung / Werkzeugteile, -sockel)

- Sphäroguss GGG (zäh, schlagfest, hohe Festigkeit und Bruchdehnung / Kurbelwellen, Zahnräder)

- Temperguss GTW (hohe Zähigkeit, gut giessbar, gut schweissbar / Fahzeugbau, Beschläge)

- Stahlguss GS (für hochfeste und zähe Werkstücke / Turbinengehäuse, Kranhaken)

- Hartguss GH (harte Schale, weicher Kern)

Einzelgussformen:
- Sandgiessverfahren
- Präzisionsgiessverfahren

Dauergussformen / Kokillen:
- Kokillengiessverfahren
- Druckgiessverfahren
- Schleudergiessverfahren
- Stranggiessverfahren

- Spitzgewinde: einfache Herstellung aber Schlagempfindlich / Schrauben, Befestigungsgewinde
- Rundgewinde: unempfindlich gegen Schmutz und Schläge / Kupplungen von Schläuchen, Trinkflaschen, Glühlampen
- Sägengewinde: einseitig sehr hoch belastbar, geringe Reibung / Spindeln für Pressen
- Trapezgewinde: hohe Kraftübertragung, präzise Führung / Spinden für Maschinen

- Keine Gefügeveränderung
- Kein Materialverzug
- unterschiedliche Materialien
- Gute Zugfestigkeit
- Keine Schwächung durch Bohrlöcher
- Materialien voneinander getrennt (keine elektrochem. Korr.)
- Meist dicht

- Wärmeempfindlichkeit
- Schlechte Abschälfestigkeit
- Grosse Haftfläche für gute Festigkeit nötig
- Aufwändige Klebvorbereitung
- Sauberes Arbeiten zwingend

- Schwerbeanspruchung
- Zugbesanspruchung
- Zug-Scher-Beanspruchung

- Kaltaushärtender Kleber (Raumtemeratur)
- Warmaushärtender Kleber (Härten im Ofen)
- 2-K Kleber (Klebemittel und Härter (Topfzeit!)
- Kontaktkleber (Flächen bestreichen, trocknen lassen, zusammenfügen)

- Elektrochemische Korrosion (entsteht oftmals über ein galv. Elemnt ausgelöst (z.B. Wasser))
- Flächenkorrosion (gleichmässige Korrosion, nicht gefährlich da gut sicht- und messbar (wetterfester Stahl))
- Mulden- Lochfrasskorrosion (Fe-Partikel auf CNS, Chloridionen im Salzwasser druchbrechen Passivschicht)
- Kontaktkorrosion (bei Kontakt unterschiedlicher Metalle (z.B. CNS-Schraube auf Aluminium))
- Spaltkorrosion (Kapillarwirkung behält Feuchtigkeit in Fuge (z.B. niccht druchlaufende Schweissnaht auf Fläche)
- Interkristalline Korrosion (Korrosion zwischen Korngrenzen bei Feuchtigkeit)
- Transkristalline Korrosion (Bei Rissen im Inneren der Kristalle und anhaltender Wechselspannung)
- Spannungsriss- / Schwingungskorrosion (Bei Teilen unter Last, von aussen kaum sichtbar)
- Hochtemperaturkorrosion (Reaktion von Eisen mit Sauerstoff bei hohen Temperaturen (Zunderschicht beim Glühen)