Wie entwickelt sich Blech vom Rohmaterial zu komplizierten Komponenten in unseren Alltagsgeräten? Dieser Artikel taucht in die faszinierende Welt der Blechverarbeitung ein und untersucht Materialien wie SPCC, SGCC und SECC. Sie werden erfahren, wie verschiedene Behandlungen und Techniken ihre Eigenschaften und Anwendungen verbessern. Erfahren Sie mehr über die Verfahren, die einfache Bleche in langlebige, vielseitige Teile verwandeln, die in unzähligen Branchen eingesetzt werden.
Die Blechbearbeitung ist eine Art der Verarbeitungstechnologie, die jedoch noch nicht vollständig definiert ist.
Typischerweise kann sie wie folgt definiert werden:
Bei der Blechbearbeitung handelt es sich um ein umfangreiches Kaltverarbeitungsverfahren für Bleche mit einer Dicke von in der Regel weniger als 6 mm.
Der Prozess umfasst verschiedene Techniken, darunter LaserschneidenScheren, Stanzen, Schneiden, Laminieren, Biegen, Schweißen, Nieten, Spleißen und Formen (z. B. für Automobilkarosserien).
Kaltgewalzte SPCC-Bleche (Steel Plate Cold Coiled) werden vor allem für Anwendungen verwendet, die eine nachträgliche Oberflächenbehandlung erfordern, z. B. Pulverbeschichtung, Einbrennen von Farbe und Galvanisierung. Dieser vielseitige Werkstoff wird in vielen Branchen eingesetzt, von der Automobilindustrie bis hin zu Haushaltsgeräten und Elektronik.
Der Hauptgrund für die Verwendung von SPCC ist seine hervorragende Verformbarkeit und die ausgezeichnete Oberflächengüte, die es ideal für nachfolgende Oberflächenveredelungen machen. SPCC lässt sich zwar gut bearbeiten und schweißen, ist aber von Natur aus anfällig für Korrosion. Zu seinen Oberflächeneigenschaften gehören ein leichter öliger Rückstand vom Kaltwalzprozess und ein ausgeprägter dunkler Glanz, die beide eine angemessene Oberflächenvorbereitung vor der Endbearbeitung erfordern.
Zu den wichtigsten Vorteilen von SPCC gehören:
Diese Eigenschaften machen SPCC zu einer optimalen Wahl für Anwendungen, bei denen Ästhetik und Korrosionsbeständigkeit von entscheidender Bedeutung sind, da das Material eine hervorragende Grundlage für hochwertige Oberflächenbehandlungen bietet. Es ist jedoch wichtig, geeignete Lagerungs- und Handhabungspraktiken anzuwenden, um ein vorzeitiges Rosten zu verhindern, bevor die endgültige Oberflächenbehandlung durchgeführt wird.
Abb. 1 SPCC-Spule
Abb. 2 SPCC kaltgewalztes Blech
Verzinkte Stahlbleche von SGCC bieten eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und verlängern die Lebensdauer des Grundmetalls erheblich. Diese Schutzmaßnahme wird durch das Aufbringen einer Zinkbeschichtung auf das Stahlsubstrat erreicht, ein Verfahren, das als Verzinkung bekannt ist.
Bei der Verzinkung wird das Stahlblech in ein Bad aus geschmolzenem Zink getaucht, in der Regel bei Temperaturen um 450°C (842°F). Dies führt zur Bildung einer metallurgisch gebundenen Zinkschicht auf der Stahloberfläche. Die Zinkschicht fungiert als Opferanode, die vorzugsweise korrodiert, um den darunter liegenden Stahl vor Umwelteinflüssen zu schützen.
SGCC (Steel Grade Cold Commercial) verzinkte Bleche zeichnen sich durch ihre glatte, raffinierte Oberfläche aus. Diese ästhetische Qualität ist das Ergebnis des kontrollierten Abkühlungsprozesses nach der Verzinkung, der die Bildung einer gleichmäßigen, stippenfreien Zinkschicht fördert. Das Aussehen der Oberfläche erhöht nicht nur die optische Attraktivität, sondern trägt auch zu einer verbesserten Lackhaftung und Formbarkeit in nachfolgenden Fertigungsprozessen bei.
Die Zinkschichtdicke auf SGCC-Blechen kann variieren und liegt je nach den spezifischen Anwendungsanforderungen in der Regel zwischen 60 und 275 g/m² (Z60 bis Z275). Höhere Zinküberzugsgewichte korrelieren im Allgemeinen mit einem erhöhten Korrosionsschutz, wenn auch zu etwas höheren Kosten.
SGCC-verzinkte Bleche bieten ein ausgewogenes Verhältnis von Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Kosteneffizienz und eignen sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen in der Bau-, Automobil- und allgemeinen Fertigungsindustrie.
Abb. 3 SGCC verzinktes Blech
Oberflächenmerkmale: SGCC mit gewöhnlichem Zinküberzug weist ein charakteristisches Oberflächenbild auf, das durch ein ausgeprägtes Rechteckmuster gekennzeichnet ist. Dieses Muster besteht aus großen, unregelmäßigen kristallinen Strukturen, die mit bloßem Auge sichtbar sind und der Oberfläche eine raue und gesprenkelte Textur verleihen. Der Zinküberzug weist in der Regel eine stumpfgraue Farbe auf, wobei der Farbton auf der Oberfläche variiert.
Ein bemerkenswertes Merkmal dieser Beschichtung sind schwarze Zinkflecken, die auch als "black speck" oder "Zinkasche" bezeichnet werden. Bei diesen Flecken handelt es sich um kleine, dunkle Unvollkommenheiten, die durch den Feuerverzinkungsprozess entstehen, bei dem Zinkoxidpartikel in der Beschichtung eingeschlossen werden. Diese Flecken beeinträchtigen zwar die Korrosionsbeständigkeit nicht wesentlich, können aber das ästhetische Erscheinungsbild des Materials beeinträchtigen.
Die Gesamtfarbe von SGCC mit gewöhnlichem Zink ist im Vergleich zu anderen Zinkbeschichtungen, wie z. B. mit minimaler oder gar keiner Streuung, dunkler. Dieses dunklere Erscheinungsbild ist auf die größeren Zinkkristalle zurückzuführen, die sich während des Abkühlungsprozesses bilden und die das Licht anders streuen als kleinere, gleichmäßigere Kristallstrukturen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die rauen Flecken und schwarzen Punkte zwar charakteristisch für diesen Beschichtungstyp sind, aber die Lackhaftung und das endgültige Aussehen der lackierten Produkte beeinträchtigen können. Daher können Anwendungen, die eine glatte, makellose Oberfläche erfordern, eine zusätzliche Verarbeitung oder alternative Beschichtungsmethoden erfordern.
Abb. 4 SGCC mit gewöhnlichem Zink
Die Oberfläche von SECC (Electrolytically Zinc Coated Steel Sheet) weist im Vergleich zu anderen verzinkten Stahlvarianten eine hervorragende Glätte und Gleichmäßigkeit auf.
Hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit zeigt SECC eine bessere Leistung bei gleichwertigen Zinküberzugsdicken. Diese Überlegenheit ist auf das elektrolytische Verfahren zurückzuführen, das im Vergleich zu Feuerverzinkungsmethoden eine gleichmäßigere und dichtere Zinkschicht erzeugt. Die gleichmäßige Zinkverteilung sorgt für bessere Schutzeigenschaften gegen Rostbildung.
Oberflächeneigenschaften: SECC besitzt eine glatte, gleichmäßige Oberfläche mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigungen. Sein Aussehen reicht von einem glänzenden Silbergrau bis zu einem leichten Blaustich, je nach Zusammensetzung und Dicke der Zinkschicht.
SECC weist aufgrund seiner glatten Oberfläche in der Regel eine gute Beständigkeit gegen Fingerabdrücke auf. Einige Varianten sind jedoch zum zusätzlichen Schutz mit einer dünnen Öl- oder Einbrennlackschicht versehen. Diese Beschichtungen verbessern zwar die Korrosionsbeständigkeit, können aber die Haftfähigkeit der Oberfläche beeinträchtigen, so dass vor dem Lackieren oder Verkleben vorbereitende Oberflächenbehandlungen wie Polieren oder chemische Reinigung erforderlich sein können.
Es ist zu beachten, dass SECC ohne schützende Ölbeschichtung eine geringere Resistenz gegen Fingerabdrücke aufweisen kann. Diese unbeschichteten Varianten weisen aufgrund der freiliegenden Zinkschicht oft eine etwas rauere Oberflächenstruktur mit einem dunkleren, matteren Aussehen auf. Die spezifischen Oberflächeneigenschaften können je nach den Parametern des elektrolytischen Prozesses und etwaiger Nachbehandlungsanwendungen variieren.
Abb. 5 SGCC mit hohem Zinkgehalt
SECC-Bleche (Steel Electrogalvanized Cold-rolled Coil) werden in einem elektrolytischen Verzinkungsprozess auf kaltgewalztem Stahl hergestellt. Bei diesem Verfahren wird durch Elektrolyse eine dünne Zinkschicht auf das Stahlsubstrat aufgebracht, wodurch eine gleichmäßige und fest haftende Zinkschicht entsteht.
Diese Bleche bieten eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und werden in verschiedenen Branchen wie der Automobil-, Haushaltsgeräte- und Bauindustrie eingesetzt. Die elektrolytisch verzinkte Beschichtung bietet im Vergleich zu feuerverzinkten Alternativen eine bessere Lackhaftung und Formbarkeit.
Oberflächenmerkmale: SECC-Bleche haben in der Regel eine glatte, matte Oberfläche mit einem hellgrauen Aussehen. Die Oberflächentextur ist gleichmäßig und frei von dem bei feuerverzinkten Produkten auftretenden Fleckenmuster.
Die Zinkschichtdicke kann präzise gesteuert werden und reicht von 2,5 bis 20 μm (Mikrometer) pro Seite, was eine individuelle Anpassung an die beabsichtigte Anwendung und die Korrosionsschutzanforderungen ermöglicht.
Abb. 6 SECC-Elektrolytplatte
Al
Aluminium ist ein vielseitiges Leichtmetall, das sich durch seine geringe Dichte (ca. 2,7 g/cm³) und seinen relativ niedrigen Schmelzpunkt von 660,32 °C auszeichnet. Durch diese Kombination von Eigenschaften eignet es sich hervorragend für verschiedene Herstellungsverfahren und Anwendungen in unterschiedlichen Branchen.
Reines Aluminium (99,9% Al) weist zwar aufgrund der schnellen Bildung einer schützenden Oxidschicht eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf, ist aber in bestimmten Umgebungen durchaus anfällig für weitere Oxidation. Diese natürliche Oxidschicht bietet jedoch auch eine Barriere gegen weitere Korrosion. Das Metall besitzt eine gute Zugfestigkeit, die bei reinem Aluminium in der Regel zwischen 90 und 140 MPa liegt und durch Legierungs- und Wärmebehandlungsverfahren noch erheblich gesteigert werden kann.
Eigenschaften der Oberfläche: Die Oberfläche von Aluminium weist bestimmte Merkmale auf, die zu seiner weiten Verbreitung beitragen:
Diese Oberflächeneigenschaften in Verbindung mit der hervorragenden Bearbeitbarkeit und Formbarkeit von Aluminium machen es zu einem idealen Werkstoff für Anwendungen, die von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt bis hin zu architektonischen Fassaden und Konsumgütern reichen.
Abb. 7 SGLCC Aluminium-Zink plattiertes Blech (1)
Abb. 8 SGLCC Aluminium-Zink-verkleidetes Blech (2)
Weißblech (SPTE) ist ein Substrat aus kohlenstoffarmem Stahl, das mit einer dünnen Schicht Zinn (Sn) galvanisiert ist.
Eigenschaften: Dieser Verbundwerkstoff behält die hervorragende Formbarkeit und Duktilität von kohlenstoffarmem Stahl bei und profitiert gleichzeitig von der Korrosionsbeständigkeit und Lötbarkeit, die durch die Zinnbeschichtung erreicht wird.
In der Regel liegt die Dicke des Weißblechs zwischen 0,15 mm und 0,49 mm, wobei das Gewicht der Beschichtung je nach den Anforderungen der Anwendung zwischen 1,0 und 11,2 g/m² pro Seite liegt.
Zweck: Weißblech erfüllt in verschiedenen Branchen vielfältige Zwecke. Aufgrund seiner Ungiftigkeit und seiner Fähigkeit, die Qualität von Lebensmitteln zu erhalten, wird es häufig für Lebensmittelverpackungen verwendet. In der Elektronik dient es als wirksame elektromagnetische Abschirmung, die Störungen verhindert. Außerdem eignet es sich für kleine Stanzarbeiten, insbesondere bei der Herstellung von Flaschenverschlüssen, Blechdosen und verschiedenen kleinen Metallteilen.
Federstahl ist ein Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, der mit Elementen wie Mangan (Mn), Chrom (Cr), Silizium (Si) und in einigen Sorten auch mit Vanadium (V) oder Nickel (Ni) legiert ist.
Eigenschaften: Dieses Material weist eine hohe Streckgrenze und hervorragende elastische Eigenschaften auf, die eine erhebliche elastische Verformung ohne bleibende Verformung ermöglichen. Dies macht es ideal für Anwendungen, die Energiespeicherung und -abgabe, Stoßdämpfung oder wiederholte Belastungszyklen erfordern.
Federstahl hat in der Regel eine glatte, polierte Oberfläche mit einem silbergrauen Aussehen. Der genaue Farbton kann je nach Legierungszusammensetzung und Wärmebehandlung variieren. Auch wenn sich die Oberfläche glatt anfühlt, ist es wichtig zu wissen, dass Federstahl außergewöhnlich hart und widerstandsfähig ist und sich nicht weich anfühlt.
Abb. 9 SPTE Weißblech
Nichtrostender Stahl ist eine korrosionsbeständige Legierung, die hauptsächlich aus Eisen, Chrom (mindestens 10,5%) und häufig Nickel besteht, wobei auch andere Elemente wie Molybdän, Titan oder Stickstoff enthalten sein können. Aufgrund dieser Zusammensetzung ist er korrosionsbeständig gegenüber Witterungseinflüssen, Säuren, Laugen und Salzlösungen.
Die Korrosions- und Rostbeständigkeit von nichtrostendem Stahl kann durch die sorgfältige Auswahl der Legierungselemente und ihrer Anteile maßgeschneidert werden. So bieten austenitische nichtrostende Stähle (Serie 300) in den meisten Umgebungen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, während ferritische Sorten (Serie 400) eine gute Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion aufweisen.
Zu den wichtigsten Eigenschaften von rostfreiem Stahl gehören:
Um die Oberflächenqualität von Edelstahlblechen zu verbessern, werden verschiedene Oberflächenbehandlungen durchgeführt. Diese Behandlungen verbessern nicht nur das ästhetische Erscheinungsbild, sondern beeinflussen auch die funktionellen Eigenschaften. Zu den gängigen Methoden der Oberflächenbearbeitung gehören:
Das Drahtziehen ist zwar normalerweise keine Oberflächenbehandlung für Bleche, aber es ist ein wichtiges Verfahren zur Herstellung von Draht aus nichtrostendem Stahl mit bestimmten Durchmessern und mechanischen Eigenschaften. Bei diesem Verfahren wird der Stahl durch eine Reihe von Ziehsteinen mit immer kleiner werdenden Durchmessern gezogen, was die Zugfestigkeit und die Oberflächenbeschaffenheit erheblich verbessern kann.
Abb. 10 SUS-Edelstahl
Abb. 11 Gebürstet
Kupfer (Cu) ist ein vielseitiges Übergangsmetall mit der Ordnungszahl 29, das für seine außergewöhnlichen Eigenschaften und seine breite Anwendung in Industrie und Technik bekannt ist.
In seiner reinen Form hat Kupfer einen unverwechselbaren rötlich-orangenen Farbton mit einem glänzenden metallischen Schimmer, wenn es frisch geschnitten ist. Die natürliche Farbe des Elements ist ein warmer, purpurroter Ton, der im Laufe der Zeit an der Luft durch Oxidation eine charakteristische grüne Patina entwickelt.
Die hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften von Kupfer machen es in verschiedenen Bereichen unverzichtbar. Seine ausgezeichnete Duktilität ermöglicht ein einfaches Ziehen von Drähten, während seine hohe Wärmeleitfähigkeit (die nach Silber die zweithöchste unter den reinen Metallen ist) und seine überragende elektrische Leitfähigkeit (etwa 97% der von Silber) es zum Material der Wahl für elektrische Leitungen, Wärmetauscher und elektromagnetische Anwendungen machen.
In der Bauindustrie wird Kupfer wegen seiner Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik geschätzt. Es wird häufig für Bedachungen, Sanitärsysteme und architektonische Details verwendet. Darüber hinaus bildet Kupfer die Grundlage für zahlreiche Legierungen, die jeweils maßgeschneiderte Eigenschaften aufweisen. Bronze, eine Legierung aus Kupfer und Zinn, bietet eine höhere Härte und Haltbarkeit, während Messing, eine Kupfer-Zink-Legierung, eine gute Bearbeitbarkeit mit einem attraktiven goldähnlichen Aussehen und verbesserten akustischen Eigenschaften verbindet.
Die Wiederverwertbarkeit von Kupfer ist in der heutigen, auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Welt ein wesentlicher Vorteil. Es kann auf unbestimmte Zeit ohne Leistungsverlust recycelt werden und behält bis zu 90% seiner ursprünglichen mechanischen Eigenschaften. Diese Eigenschaft in Verbindung mit seinen natürlichen antimikrobiellen Eigenschaften macht Kupfer zu einer immer beliebteren Wahl im Gesundheitswesen und in öffentlichen Räumen.
Darüber hinaus haben die jüngsten Fortschritte in der Nanotechnologie neue Wege für Kupferanwendungen eröffnet, einschließlich seiner Verwendung in leitfähigen Tinten für gedruckte Elektronik und als Katalysator in chemischen Reaktionen, was seinen Status als wichtiges Material in der modernen Technologie und Fertigung weiter festigt.
Abb. 12 Rotes Kupfer
Abb. 13 Reines Kupfer
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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