6 In der Blechbearbeitung übliche Materialien

In diesem Artikel wird die faszinierende Welt der Blechverarbeitung erkundet, wobei Edelstahl, Aluminium und mehr behandelt werden. Sie erfahren, wie diese Materialien ausgewählt werden und warum sie für alles von Haushaltsgeräten bis hin zu Industriemaschinen unerlässlich sind. Machen Sie sich bereit, die Geheimnisse hinter ihrer Stärke und Vielseitigkeit zu lüften!

Inhaltsverzeichnis

1. Platte aus rostfreiem Stahl

Code: SUS (Rostfreier Stahl)

Gemeinsame Klassenstufen:

  • SUS304 (18-8 austenitischer rostfreier Stahl, nicht magnetisch, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit)
  • SUS301 (Ausscheidungshärtbarer rostfreier Stahl, leicht magnetisch, hohe Festigkeit)
  • SUS430 (Ferritischer rostfreier Stahl, magnetisch, gut umformbar, mäßig korrosionsbeständig)

Mechanische Eigenschaften:

  • Zugfestigkeit: Normalerweise über 520 MPa (53 kgf/mm²)
  • Streckgrenze: Variiert je nach Sorte (z. B. 205 MPa für SUS304)
  • Dehnung: 40-60% für austenitische Sorten

Abmessungsspezifikationen:

  • Dickenbereich: 0,1 mm bis 10,0 mm (Bleche >10,0 mm sind Sonderanfertigungen)
  • Standardbreiten: 1524 mm (5 ft) max, 1219 mm oder 1250 mm (4 ft) üblich
  • Länge: Anpassbar, in der Regel 2438 mm oder 2500 mm (8 ft)
  • Maßanfertigung innerhalb der maximalen Abmessungen möglich

Materialeigenschaften:

  • Erscheinungsbild: Glänzend silbrig-weißes Finish
  • Korrosionsbeständigkeit: Ausgezeichnet für austenitische Sorten, gut für ferritische Sorten
  • Oberflächenausführungen: Nr. 2B (matt), BA (blank geglüht), Nr. 4 (gebürstet), Nr. 8 (spiegelnd)
  • Schutzbeschichtung: Häufig wird eine abnehmbare PVC-Folie angebracht

Überlegungen zur Verarbeitung:

  • Oberflächenbehandlung: Im Allgemeinen nicht erforderlich; für die Lackierung kann eine spezielle Vorbereitung erforderlich sein.
  • Schweißen: Ausgezeichnete Schweißbarkeit für austenitische Sorten; geeignete Techniken erforderlich
  • Umformung: Gute Umformbarkeit, insbesondere bei austenitischen Sorten
  • Bearbeitungen: Erfordert geeignete Werkzeuge und Schnittparameter

Anwendungen:

  • Ausrüstung für die Lebensmittelverarbeitung
  • Chemische Verarbeitungsbehälter
  • Architektonische Elemente
  • Medizinische Geräte
  • Wärmetauscher
  • Komponenten für die Automobilindustrie

Physikalische Eigenschaften:

  • Dichte: 7,95 g/cm³ (kann je nach Sorte leicht variieren)
  • Wärmeausdehnung: ~17,3 × 10-⁶/°C (für SUS304, 0-100°C)
  • Wärmeleitfähigkeit: ~16,2 W/m-K (für SUS304 bei 100°C)

Formel zur Gewichtsberechnung:
Gewicht (kg) = Länge (m) × Breite (m) × Dicke (mm) × Dichte (7,95 g/cm³)

Beispiele:

  1. Platte aus SUS304 (2,0 mm × 1220 mm × 2440 mm):
    Gewicht = 2,0 × 1,22 × 2,44 × 7,95 = 44,65 kg
  2. SUS430-Blech (1,0 mm × 1000 mm × 2000 mm):
    Gewicht = 1,0 × 1,0 × 2,0 × 7,95 = 15,9 kg

Anmerkungen zur Qualitätskontrolle:

  • Standarddickentoleranz: ±0,08 mm (z. B. kann eine 2,0-mm-Platte 1,92-2,08 mm messen)
  • Verwenden Sie für genaue Dickenmessungen Mikrometer; vermeiden Sie Messschieber
  • Richtige Materialhandhabung zur Vermeidung von Oberflächenkratzern
  • Durchführung regelmäßiger zerstörungsfreier Prüfungen (z. B. Ultraschall, Wirbelstrom) zur Qualitätssicherung

2. Kaltgewalzter Stahl

2. KALTGEWALZTER STAHL

Code: SPCC, CRS (SPCD: Kaltgewalzter Stahl zum Ziehen, SPCE: Kaltgewalzter Stahl für das Tiefziehen)

Härte: HRB, 1/2H = 74 bis 89, 1/4H = 65 bis 80, 1/8H = 50 bis 71, Vollhart (H) = über 89

Zugfestigkeit: Mindestens 270 MPa (≈ 28 kgf/mm²)

Materialdicke: 0,25 bis 3,2 mm Standardbereich. Für Dicken über 3,2 mm ist eine Sonderanfertigung erforderlich.

Materialbreite: Maximal 1524 mm (5 Fuß), wobei 1219 mm oder 1250 mm (4 Fuß) üblicher sind. Kundenspezifische Breiten sind bis zu 1524 mm erhältlich.

Material Länge: Anpassbar. Standardlänge typischerweise 2438mm oder 2500mm (8 Fuß).

Materialeigenschaften:

Kaltgewalzter Stahl weist einen charakteristischen grauen Glanz auf. Er ist anfällig für Kratzer und Korrosion und erfordert eine sorgfältige Handhabung und schnelle Bearbeitung, um die Unversehrtheit der Oberfläche zu erhalten.

Hervorragend geeignet für Oberflächenbehandlungen einschließlich:

  • Galvanische Beschichtung: Mehrfarbiges Zink, weißes Zink, Nickel, Zinn
  • Lackierung: Flüssig- und Pulverbeschichtung
  • Wärmebehandlung: Glühen für verbesserte Umformbarkeit

Dichte: 7,85 g/cm³

Gewichtsberechnung: Länge (m) x Breite (m) x Dicke (mm) x Dichte = Gewicht (kg)

Beispiele:

  1. SPCC 2,0 x 1220 x 2440 mm: 2,0 x 1,22 x 2,44 x 7,85 = 46,74 kg
  2. SPCC 1,0 x 1000 x 2000 mm: 1,0 x 1,0 x 2,0 x 7,85 = 15,7 kg

Wichtige Überlegungen:

1. Toleranz der Dicke: Die Standardtoleranz beträgt ±0,08 mm. Ein 2,0-mm-Nominalblech kann zum Beispiel zwischen 1,92 mm und 2,08 mm messen.

2. Messgenauigkeit: Verwenden Sie für genaue Dickenmessungen immer ein Mikrometer, keinen Messschieber.

3. Korrosionsschutz:

  • Nach der Bearbeitung eine leichte Schicht korrosionshemmendes Öl auftragen
  • Verwenden Sie für die Lagerung oder den Transport ölimprägniertes Papier oder eine VCI-Verpackung (Volatile Corrosion Inhibitor).
  • In Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit ist die Verwendung von Trockenmitteln zu erwägen.

4. Auswirkungen auf die Verarbeitung:

  • Die Kaltverfestigungstendenz des Werkstoffs kann bei komplexen Umformvorgängen ein Zwischenglühen erforderlich machen.
  • Beibehaltung einer konstanten Schnittrichtung relativ zur Walzrichtung für ein vorhersehbares Biegeverhalten

5. Qualitätskontrolle:

  • Führen Sie regelmäßige Oberflächeninspektionen durch, um frühe Anzeichen von Rost oder Bearbeitungsschäden zu erkennen.
  • Überwachung der Spulenverformung und der Kantenwellen, insbesondere bei dünneren Dicken, um die Ebenheit der Endprodukte sicherzustellen

3. Aluminium

3. Aluminium

Code: AL, A1100P, A5052H32P, AL6061T6

Gängige Legierungen: A1100P-O (O bezeichnet den geglühten Zustand für maximale Verformbarkeit), A1050P, A5052H32P, AL6061T6, AL6063T5.

Material Abmessungen:

  • Breite: Maximal 1524 mm (5 Fuß), Standard 1219 mm oder 1250 mm (4 Fuß). Kundenspezifische Breiten sind bis zu einem Maximum verfügbar.
  • Länge: Anpassbar, in der Regel 2438 mm oder 2500 mm (8 Fuß).

Materialeigenschaften:

Erscheinungsbild: Silbrig-weißer Glanz mit hohem Reflexionsvermögen. Neigt zur Oxidation und bildet eine dünne, schützende Oxidschicht.

Oberflächenschutz: PVC-Folie, die häufig angebracht wird, um Kratzer und Korrosion während der Handhabung und Verarbeitung zu verhindern.

Oberflächenbehandlungen:

  • Mechanisch: Sandstrahlen, Drahtbürsten für eine strukturierte Oberfläche.
  • Chemisch: Eloxieren (nicht leitend, einfärbbar, erhöhte Korrosionsbeständigkeit).
  • Elektrochemisch: Chromat-Umwandlungsbeschichtung (leitfähig, verbesserte Lackhaftung, Korrosionsbeständigkeit).

Spezifisches Gewicht: 2,75 g/cm³

Gewichtsberechnung: Länge (m) x Breite (m) x Dicke (mm) x 2,75 = Gewicht (kg)

Beispiele:

  1. AL 2,0 x 1220 x 2440 mm: 2,0 x 1,22 x 2,44 x 2,75 = 16,37 kg
  2. AL 1,0 x 1000 x 2000 mm: 1 x 1 x 2 x 2,75 = 5,5 kg

Überlegungen zur Verarbeitung:

  1. Toleranz für die Dicke: Standard ±0,08 mm. Für Präzision mit Mikrometer überprüfen.
  2. Schutz der Oberfläche: Führen Sie Handhabungsverfahren ein, um Kratzer zu vermeiden. Erwägen Sie die Verwendung von filzgefütterten Klammern oder Schutzpads während der Verarbeitung.
  3. Formgebung:
  • Biegeradius: Normalerweise das 1-3-fache der Materialstärke, um Risse zu vermeiden.
  • Für härtere Legierungen: Glühen oder Vergrößerung des unteren Matrizenradius in Betracht ziehen.
  • Rückfederungskompensation: Überbiegung 2-3% für genaue Endwinkel.
  1. Schneiden:
  • Laser oder Wasserstrahl: Bevorzugt für komplexe Formen und Präzision.
  • Scheren: Geeignet für gerade Schnitte, minimaler Biegeabstand von der Kante beachten.
  1. Beitritt:
  • Schweißen: WIG oder MIG mit geeignetem Zusatzwerkstoff. Oberflächen gründlich reinigen.
  • Mechanische Befestigungen: Berücksichtigen Sie die Wärmeausdehnung bei Außenanwendungen.
  1. Fertigstellung:
  • Eloxieren: Dicke und Farbe angeben. Typ II für allgemeine Verwendung, Typ III für hohen Verschleiß.
  • Pulverbeschichtung: Richtige Vorbehandlung entscheidend für Haftung und Korrosionsbeständigkeit.

Konsultieren Sie immer die Materialspezifikationen und führen Sie bei kritischen Anwendungen Tests durch, um die Eignung und Leistung sicherzustellen.

4. Feuerverzinktes Stahlblech

Code: SPGC

Härte: HRB, 1/2H = 74 bis 89, 1/4H = 65 bis 80, 1/8H = 50 bis 71, H = über 89.

Zugfestigkeit: Über 40-55 kgf/mm².

Materialdicke: 0,4 bis 3,2 mm. Materialien, die dicker als 3,2 mm sind, sind schwer zu finden und werden normalerweise durch verzinktes Weißzink ersetzt.

Materialbreite: Die maximale Breite beträgt 5′ (1524 mm), typischerweise 4′ (1219 mm oder 1250 mm), und jede kleinere Größe als 1524 mm kann zugeschnitten werden.

Länge des Materials: Jede Größe kann zugeschnitten werden. Normalerweise 8′ (2438 mm oder 2500 mm).

Materialeigenschaften:

  • Das Metall ist weiß und glänzend, mit Mustern. Es ist nicht leicht rostanfällig, kann aber aufgrund von Korrosion weiße Rostflecken entwickeln.
  • Eine Oberflächenbehandlung ist in der Regel nicht erforderlich.
  • Galvanische Überzüge (einschließlich mehrfarbige Verzinkung, Weißverzinkung, Vernickelung, Verzinnung) sind nicht zulässig.
  • Geeignet für den Einsatz in der Kälte- und Klimatechnik, für schwere Motoren und Dachkonstruktionen.

Spezifisches Gewicht: 8,25

Gewichtsberechnung: Länge (m) x Breite (m) x Dicke (mm) x Spezifisches Gewicht = kg.

Beispiel:

SPGC 2,0 x 1220 x 2440 Gewicht: 2,0 x 1,22 x 2,44 x 8,25 = 49,1 kg.

Ein weiteres Beispiel:

SPGC 1,0 x 1000 x 2000 Gewicht: 1 x 1 x 2 x 8,25 = 16,5 kg.

Anmerkung:

  • Die allgemeine Toleranz für die Materialstärke beträgt +0, -0,08 mm, was bedeutet, dass eine 2,0 mm dicke Platte in Wirklichkeit 1,92 mm messen kann.
  • Die Materialstärke muss mit einem Mikrometer gemessen werden, nicht mit einem Messschieber.
  • Wenn eine Biegebearbeitung erforderlich ist, muss darauf geachtet werden, dass die Zinkschicht auf der Oberfläche nicht abfällt, und das Zinkpulver muss unverzüglich von der unteren Form entfernt werden.

5. Warmgewalzter Stahl (HRS)

Code: SPHC (Warmgewalztes Stahlblech, kommerziell)

Mechanische Eigenschaften:

  • Härte (HRB):
    - Voll Hart (H): > 89
    - Halbhart (1/2H): 74 - 89
    - Viertel Hart (1/4H): 65 - 80
    - Achtel Hart (1/8H): 50 - 71
  • Zugfestigkeit: 410 - 520 MPa (41 - 52 kgf/mm²) oder höher

Abmessungsspezifikationen:

  • Dickenbereich: 1,4 - 6,0 mm
    (Hinweis: Dicken > 6 mm werden als SS41 eingestuft)
  • Standardbreite: 1219 mm (4′) oder 1250 mm
  • Maximale Breite: 1524 mm (5′)
  • Standardlänge: 2438 mm (8′) oder 2500 mm
  • Kundenspezifische Größen: Sowohl für Breite als auch für Länge erhältlich

Materialeigenschaften:

  • Äußeres Erscheinungsbild: Dunkelgrau mit glänzender Oberfläche
  • Korrosionsbeständigkeit: Hochgradig rostempfindlich
  • Oberflächenqualität: Kratzer sind nicht leicht sichtbar; Rostentfernung bei der Verarbeitung unerlässlich
  • Spezifisches Gewicht: 7,85

Empfehlungen für die Endbearbeitung:

  • Empfohlen: Einbrennlackierungen, Pulverbeschichtung
  • Nicht empfohlen: Galvanische Überzüge (einschließlich Zink-, Nickel- oder Zinnüberzüge)

Formel zur Gewichtsberechnung:
Gewicht (kg) = Länge (m) × Breite (m) × Dicke (mm) × 7,85

Berechnungsbeispiele:

  1. SPHC 2,0 × 1220 × 2440 mm: 2,0 × 1,22 × 2,44 × 7,85 = 46,74 kg
  2. SPHC 1,0 × 1000 × 2000 mm: 1,0 × 1,0 × 2,0 × 7,85 = 15,7 kg

Wichtige Überlegungen zur Verarbeitung:

  1. Toleranz für die Dicke: +0, -0,08 mm (z. B. kann eine nominale 2,0-mm-Platte 1,92 mm messen)
  2. Messgenauigkeit: Verwenden Sie für die genaue Dickenmessung ein Mikrometer, keinen Messschieber.
  3. Korrosionsschutz: Leichter Rostschutzölanstrich oder Schutz mit Wachstuch auf bearbeitete Oberflächen auftragen
  4. Vorbereitung der Oberfläche für die Galvanisierung: Falls erforderlich, ist die Kohlenstoffschicht vor der Beschichtung durch Sandstrahlen oder Drahtziehen zu entfernen.

6. Kupfer

Code: C1020, C1100, C2100, C2200, C2300, C2400 (Rotkupfer) und Messinglegierungen C2600 und höher.

Gemeinsame Modelle:

  • C1020P-O (O steht für vollständig geglühtes, weiches Material)
  • C1020P-1/4H (Vickershärte HV60-100)
  • C1020P-1/2H (Vickershärte HV75-120)
  • C1020P-H (Vickershärte HV80+)

Zugfestigkeit:

  • O-Temperatur: ≥ 200 MPa (20 kgf/mm²)
  • 1/4H-Härte: 220-280 MPa (22-28 kgf/mm²)
  • 1/2H-Härte: 250-320 MPa (25-32 kgf/mm²)
  • H-Temperatur: ≥ 280 MPa (28 kgf/mm²)

Material Abmessungen:

  • Dicke: ≥ 0,3 mm
  • Standardbreite: 610 mm (2′)
  • Standardlänge: 1524 mm (5′)
  • Sonderbreiten auf Anfrage erhältlich

Materialeigenschaften:

Serie 1xxx (99.9% Cu):

  • Auch bekannt als elektrolytisches oder sauerstofffreies Kupfer
  • Ausgezeichnete elektrische und thermische Leitfähigkeit
  • Gute Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit
  • Hohe Korrosions- und Witterungsbeständigkeit
  • Unverwechselbarer roter Metallic-Glanz
  • Primäre Anwendungen: Elektro- und Chemieindustrie

Serie 2xxx (60-96% Cu):

  • Auch bekannt als Messing oder Phosphorbronze
  • Hohe Duktilität und ausgezeichnete Bearbeitbarkeit
  • Geeignet für die Galvanotechnik
  • Häufige Anwendungen: Elektrische Komponenten, Armaturenbretter, Munitionshülsen

Oberflächenbehandlungen: Drahtziehen, Beizen, Polieren, Verkupferung, Verzinnung, Vernickelung

Spezifisches Gewicht: 8,9 g/cm³

Formel zur Gewichtsberechnung:
Gewicht (kg) = Länge (m) × Breite (m) × Dicke (mm) × Spezifische Schwerkraft

Beispiele:

  1. C1020P 1/4H, 2,0 mm × 600 mm × 1500 mm
    Gewicht = 2,0 × 0,6 × 1,5 × 8,9 = 16,02 kg
  2. C1020P 1/2H, 1,0 mm × 1000 mm × 1000 mm
    Gewicht = 1,0 × 1,0 × 1,0 × 8,9 = 8,9 kg

Wichtige Hinweise:

  1. Toleranz in der Dicke: +0, -0,08 mm (z. B. kann eine nominale 2,0-mm-Platte 1,92 mm messen)
  2. Verwenden Sie zur genauen Dickenmessung immer ein Mikrometer, keinen Messschieber.
  3. Die Materialeigenschaften können je nach genauer Zusammensetzung und Verarbeitung leicht variieren.

7. Einführung in gängige Schilder

7.1 Kaltgewalztes Normalstahlblech

Kaltgewalztes gewöhnliches Stahlblech, auch bekannt als kaltgewalztes gewöhnliches Kohlenstoff-Baustahlblech oder einfach "Kaltblech", ist ein hochpräzises Stahlprodukt mit einer Dicke von typischerweise 0,15 mm bis 3 mm. Es wird hergestellt, indem warmgewalzter gewöhnlicher Kohlenstoffbaustahl bei Umgebungstemperatur einem anspruchsvollen Kaltwalzverfahren unterzogen wird.

Bei dieser fortschrittlichen Fertigungstechnik wird der warmgewalzte Stahl durch eine Reihe von Druckwalzen geführt, die seine Dicke drastisch reduzieren und gleichzeitig seine metallurgischen und Oberflächeneigenschaften verbessern. Durch die Kaltumformung wird die Bildung von Oberflächenoxidzunder verhindert und eine Kaltverfestigung herbeigeführt. Das Ergebnis ist ein Produkt mit besserer Oberflächengüte, engeren Maßtoleranzen und höherer Festigkeit im Vergleich zu seinem warmgewalzten Gegenstück.

Nach dem Walzen können thermische Behandlungen, insbesondere das diskontinuierliche oder kontinuierliche Glühen, angewendet werden, um die mechanischen Eigenschaften des Blechs zu optimieren. Durch das Glühen werden innere Spannungen abgebaut, die Duktilität verbessert und die Umformbarkeit erhöht, wodurch sich das Material ideal für komplexe Umformvorgänge in der Blechfertigung eignet.

Kaltgewalztes gewöhnliches Stahlblech wird aufgrund seiner ausgezeichneten Kombination von Eigenschaften in vielen Branchen eingesetzt:

  1. Oberflächenqualität: Glatte, saubere Oberfläche, geeignet für Lackierung, Beschichtung oder andere Veredelungen
  2. Maßgenauigkeit: Enge Dickentoleranzen, typischerweise ±0,01 mm bis ±0,03 mm
  3. Umformbarkeit: Hervorragend geeignet für Biege-, Stanz- und Tiefziehvorgänge
  4. Festigkeit: Höhere Streck- und Zugfestigkeit im Vergleich zu warmgewalzten Blechen
  5. Konsistenz: Gleichmäßige mechanische Eigenschaften in der gesamten Platte

Dieses vielseitige Material ist in verschiedenen Qualitäten und Spezifikationen erhältlich, um die unterschiedlichsten Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Zu den gängigen Standards gehören:

  • GB (Chinesisch): Q195, Q215, Q235, Q275 - sortiert nach Streckgrenze
  • JIS (Japanisch): SPCC (Handelsqualität), SPCD (Ziehqualität), SPCE (Tiefziehqualität)
  • ASTM (Amerikanisch): A1008/A1008M - verschiedene Güteklassen auf der Grundlage der chemischen Zusammensetzung und der mechanischen Eigenschaften

Die Auswahl der geeigneten Sorte hängt von der spezifischen Anwendung, der erforderlichen Verformbarkeit und den für das Endprodukt benötigten Festigkeitseigenschaften ab.

7.2 Kontinuierlich elektrolytisch verzinktes Stahlblech

Kontinuierlich elektrolytisch verzinktes Stahlblech, auch bekannt als elektrolytisch verzinkter Stahl, ist ein Hochleistungsstahlprodukt, das in einem fortschrittlichen Galvanisierungsverfahren hergestellt wird. Bei dieser Technik wird in einer elektrolytischen Zelle eine präzise kontrollierte Zinkschicht auf die Oberfläche eines sorgfältig vorbereiteten kaltgewalzten Stahlsubstrats aufgebracht. Bei diesem Verfahren wird Gleichstrom verwendet, um die elektrochemische Abscheidung von Zinkionen aus einer zinkreichen Elektrolytlösung auf der Stahloberfläche zu erleichtern.

Die resultierende Zinkschicht, die in der Regel zwischen 2,5 und 25 μm dick ist, bietet einen hervorragenden Korrosionsschutz sowohl durch Barriere- als auch durch Opfermechanismen. Das galvanische Verzinkungsverfahren ermöglicht eine außergewöhnlich gleichmäßige Beschichtung, eine hervorragende Oberflächengüte und eine präzise Kontrolle der Schichtdicke und ist damit ideal für Anwendungen, die ein hochwertiges Aussehen und eine gleichmäßige Schweißbarkeit erfordern.

Dieses fortschrittliche Stahlprodukt ist nach verschiedenen internationalen Normen klassifiziert, darunter:

  1. GB (Chinesischer Nationaler Standard):
  • DX51D+Z, DX52D+Z, DX53D+Z, DX54D+Z (steigende Umformbarkeitsgrade)
  1. JIS (Japanischer Industriestandard):
  • SECC (Kommerzielle Qualität)
  • SECD (Zeichnungsqualität)
  • SECE (Tiefziehqualität)
  1. EN (Europäische Norm):
  • DC01+ZE, DC03+ZE, DC04+ZE, DC05+ZE (ansteigende Umformbarkeitsgrade)

Die Wahl der Sorte hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, wie z. B. Verformbarkeit, Festigkeit und Oberflächenqualität. Kontinuierlich elektrolytisch verzinkte Stahlbleche werden in großem Umfang für Automobilkomponenten, Haushaltsgeräte, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen sowie Baumaterialien verwendet, bei denen Korrosionsbeständigkeit und eine hervorragende Oberflächenqualität von größter Bedeutung sind.

7.3 Kontinuierlich feuerverzinktes Stahlblech

Kontinuierlich feuerverzinktes Stahlblech, das oft auch als verzinktes Blech oder weißes Eisenblech bezeichnet wird, zeichnet sich durch seine unverwechselbare Oberfläche aus, die ein kreisförmiges Muster aus block- oder blattförmigen Zinkkristallen aufweist. Diese Oberfläche ist nicht nur ästhetisch ansprechend, sondern trägt auch zur außergewöhnlichen Beständigkeit des Blechs gegen atmosphärische Korrosion bei.

Bei der Verzinkung wird Stahlblech kontinuierlich durch ein Bad aus geschmolzenem Zink bei Temperaturen um 450 °C (842 °F) geführt. Dies führt zur Bildung eines metallurgisch gebundenen Zinküberzugs, der in der Regel aus einer Eisen-Zink-Legierungsschicht und einer Außenschicht aus reinem Zink besteht. Die Dicke dieser Beschichtung, die in g/m² oder μm gemessen wird, übertrifft die Dicke normaler verzinkter Bleche, wodurch der Korrosionsschutz verbessert wird.

Zu den wichtigsten Vorteilen dieses Materials gehören:

  1. Korrosionsbeständigkeit: Der Zinküberzug wirkt als Opferanode und schützt den darunter liegenden Stahl vor Korrosion, selbst wenn die Oberfläche zerkratzt oder beschädigt ist.
  2. Umformbarkeit: Trotz der Beschichtung verfügt das Blech über gute Kaltumformungseigenschaften, die Biegen, Walzprofilieren und mäßiges Ziehen ohne Beschädigung der Beschichtung ermöglichen.
  3. Schweißbarkeit: Obwohl die Zinkbeschichtung einige Herausforderungen mit sich bringt, können diese Bleche mit verschiedenen Techniken, einschließlich Widerstandspunktschweißen und Lichtbogenschweißen mit entsprechenden Modifikationen, effektiv geschweißt werden.
  4. Lackierbarkeit: Die Oberfläche bietet einen ausgezeichneten Untergrund für die Haftung von Farben, was den Korrosionsschutz und die ästhetischen Möglichkeiten weiter verbessert.

Dieser vielseitige Werkstoff ist nach verschiedenen internationalen Normen klassifiziert:

  • GB (chinesischer Standard): Zn100-PT, Zn200-SC, Zn275-JY, wobei die Zahl die Mindestbeschichtungsmasse in g/m² (beide Seiten) angibt.
  • JIS (Japanischer Industriestandard): SGCC (Handelsqualität), SGCD1, SGCD2, SGCD3 (Tiefziehqualitäten mit steigender Umformbarkeit).
  • EN (Europäische Norm): DX51D+Z bis DX57D+Z, mit Beschichtungsbezeichnungen von Z100 bis Z600.
  • ASTM (Amerikanisch): A653/A653M, mit Beschichtungsbezeichnungen von G30 bis G210.

Die Auswahl der Sorte hängt von der beabsichtigten Anwendung, der erforderlichen Formbarkeit und dem gewünschten Korrosionsschutz ab. Diese Bleche werden im Baugewerbe, in der Automobilindustrie, bei der Herstellung von Haushaltsgeräten und in verschiedenen anderen Branchen eingesetzt, in denen eine Kombination aus Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Kosteneffizienz entscheidend ist.

7.4 Platte aus rostfreiem Stahl

Rostfreier Stahl ist eine korrosionsbeständige Legierung, die ihre Unversehrtheit bewahrt, wenn sie verschiedenen Umwelteinflüssen und Chemikalien ausgesetzt ist. Er zeichnet sich durch einen Mindestchromgehalt von 10,5% aus, der eine schützende Chromoxidschicht auf der Oberfläche bildet. In industriellen Anwendungen bezieht sich der Begriff "rostfreier Stahl" in der Regel auf Legierungen, die gegen atmosphärische Korrosion beständig sind, während "säurebeständiger Stahl" Sorten mit erhöhter chemischer Beständigkeit kennzeichnet.

Nichtrostende Stähle können aufgrund ihrer Mikrostruktur und ihrer Eigenschaften in mehrere Kategorien eingeteilt werden:

  1. Ferritischer rostfreier Stahl:
    - Chromgehalt: 12% bis 30%
    - Eigenschaften: Magnetisch, gute Formbarkeit, mittlere Festigkeit
    - Vorteile: Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chlorid-Spannungsrisskorrosion (SCC)
    - Anwendungen: Autoabgassysteme, Küchengeräte
  2. Austenitischer rostfreier Stahl:
    - Zusammensetzung: >18% Chrom, ~8% Nickel, mit möglichen Zusätzen von Molybdän, Titan, Stickstoff
    - Eigenschaften: Nicht-magnetisch, ausgezeichnete Duktilität, gute Schweißbarkeit
    - Vorteile: Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Umgebungen, gute kryogene Eigenschaften
    - Anwendungen: Lebensmittelverarbeitungsanlagen, chemische Tanks, chirurgische Instrumente
  3. Duplex-Edelstahl (austenitisch-ferritisch):
    - Mikrogefüge: Ungefähr gleiche Teile Austenit und Ferrit
    - Eigenschaften: Höhere Festigkeit als austenitische Sorten, gute Zähigkeit
    - Vorteile: Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion, verbesserte Lochfraßbeständigkeit
    - Anwendungen: Offshore-Öl und -Gas, Entsalzungsanlagen, chemische Verarbeitung
  4. Martensitischer rostfreier Stahl:
    - Eigenschaften: Magnetisch, hohe Festigkeit, mäßige Korrosionsbeständigkeit
    - Beschränkungen: Geringere Verformbarkeit und Schweißbarkeit im Vergleich zu anderen Typen
    - Anwendungen: Schneidwaren, chirurgische Werkzeuge, Turbinenschaufeln

Es ist wichtig zu wissen, dass nichtrostender Stahl zwar eine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bietet, seine Bearbeitbarkeit jedoch eine Herausforderung darstellen kann. Bei der Blechbearbeitung kann die hohe Kaltverfestigung und Zähigkeit der austenitischen Sorten zu einem schnellen Werkzeugverschleiß bei Stanzvorgängen führen. Aus diesem Grund ist das numerisch gesteuerte Stanzen (NC) für Edelstahl im Allgemeinen weniger geeignet als andere Umformverfahren wie Laser- oder Wasserstrahlschneiden.

Klassenstufen und Standards:

Die in der Blechverarbeitung am häufigsten verwendete Sorte ist der austenitische Edelstahl, insbesondere Typ 304 (US-Bezeichnung) oder 1.4301 (europäische Bezeichnung). Diese Sorte entspricht dem japanischen Industriestandard (JIS) SUS304, der die chemische Zusammensetzung von 18% Chrom und 8% Nickel (Edelstahl 18-8) aufweist. Für Anwendungen, die eine höhere Korrosionsbeständigkeit erfordern, werden häufig Sorten wie 316/316L (SUS316/SUS316L) mit Molybdänzusatz verwendet.

Bei der Auswahl von rostfreiem Stahl für die Blechbearbeitung sind Faktoren wie folgende zu berücksichtigen:

  • Spezifische Industrienormen und -vorschriften
  • Erforderliche Korrosionsbeständigkeit
  • Für die Anwendung erforderliche mechanische Eigenschaften
  • Umformbarkeit und Schweißbarkeit
  • Kosten-Wirksamkeit

7,5 Aluminiumplatte

Aluminium ist ein vielseitiges, silberweißes Metall, das wegen seiner hervorragenden thermischen und elektrischen Leitfähigkeit, seiner hohen Verformbarkeit und seiner geringen Dichte geschätzt wird. Während reinem Aluminium die Festigkeit für strukturelle Anwendungen fehlt, werden seine Legierungen aufgrund ihrer verbesserten mechanischen Eigenschaften häufig in der Blechverarbeitung eingesetzt.

Bleche aus Aluminiumlegierungen werden auf der Grundlage ihrer primären Legierungselemente in acht Serien eingeteilt: Die Serien 1000 (reines Aluminium), 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 und 8000. Die Serien 2000, 3000 und 5000 sind in der Blechverarbeitung am weitesten verbreitet:

  1. Serie 2000 (Al-Cu-Legierungen): Diese auch als Duralumin bekannten Legierungen bieten ein hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und eine hervorragende Bearbeitbarkeit. Sie werden häufig in der Luft- und Raumfahrt und für Strukturbauteile mittlerer Festigkeit verwendet. Ihre Korrosionsbeständigkeit ist jedoch im Vergleich zu anderen Serien geringer.
  2. Serie 3000 (Al-Mn-Legierungen): Diese oft als "rostfreies Aluminium" bezeichneten Legierungen weisen aufgrund ihres Mangangehalts eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf. Sie bieten eine mäßige Festigkeit bei hervorragender Formbarkeit, was sie ideal für architektonische Anwendungen, Wärmetauscher und Lebensmittelverarbeitungsanlagen macht.
  3. Serie 5000 (Al-Mg-Legierungen): Diese Legierungen verbinden eine geringe Dichte mit hoher Zugfestigkeit und Dehnung. Aufgrund ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in Meeresumgebungen, eignen sie sich für den Schiffbau, chemische Verarbeitungsanlagen und Automobilkomponenten. Die 5000er-Serie bietet in der Regel das beste Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht unter den nicht wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen.

Übliche Bezeichnungen für Aluminiumlegierungen sind:

  • 3A21 (früher LF21): Eine Legierung der Serie 3000 mit guter Umformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.
  • 5A02 (früher LF2): Eine Legierung der Serie 5000, die ein ausgewogenes Verhältnis von Festigkeit und Umformbarkeit bietet.
  • 2A06 (früher LY6): Eine hochfeste Legierung der Serie 2000, die häufig in Flugzeugstrukturen verwendet wird.

Bei der Auswahl einer Aluminiumlegierung für die Blechverarbeitung sind Faktoren wie Festigkeitsanforderungen, Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit und Schweißbarkeit zu berücksichtigen. Die spezifische Anwendung, die Umgebungsbedingungen und die Fertigungsverfahren bestimmen die Wahl der am besten geeigneten Legierung.

7.6 Kupferplatte

Kupferbleche, insbesondere solche aus Rotkupfer (auch als reines Kupfer oder C11000 bezeichnet), werden aufgrund ihrer unverwechselbaren rötlich-orangenen Farbe und ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften in industriellen Anwendungen sehr geschätzt. Dazu gehören eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit (ca. 100% IACS), Wärmeleitfähigkeit (401 W/m-K), ausgezeichnete Duktilität (Dehnung 45-55%) und eine bemerkenswerte Korrosionsbeständigkeit aufgrund der Bildung einer schützenden Oxidschicht.

Zwar sind die Kosten für reines Kupfer im Vergleich zu anderen Legierungen höher, doch seine unvergleichliche Leistung in bestimmten Anwendungen rechtfertigt seine Verwendung. Es findet umfangreiche Anwendung in elektrischen Energiesystemen, insbesondere in Hochstromübertragungskomponenten wie Sammelschienen, Schaltanlagen und Transformatorwicklungen. Seine thermischen Eigenschaften machen es ideal für Wärmetauscher, Kühlsysteme und das Wärmemanagement in der Elektronik.

Die Sorten von Rotkupfer werden wie folgt klassifiziert:

  • T1 (weich): Geglühter Zustand, maximale Zugfestigkeit von 220 MPa
  • T2 (halbhart): Kaltverformt, Zugfestigkeit im Bereich von 250-320 MPa
  • T3 (Hart): Stark kaltverformt, Mindestzugfestigkeit von 320 MPa

Obwohl die Festigkeit von Rotkupfer (69-365 MPa, je nach Zustand) im Vergleich zu Konstruktionsmetallen wie Stahl geringer ist, kann es in nicht tragenden Bauteilen oder in Verbundstrukturen verwendet werden, bei denen seine anderen Eigenschaften entscheidend sind. Für Anwendungen, die eine höhere Festigkeit bei gleichzeitig guter Leitfähigkeit erfordern, können Kupferlegierungen wie Berylliumkupfer oder Phosphorbronze in Betracht gezogen werden.

Um die Verwendung von Kupferplatten in der Fertigung zu optimieren, können Techniken wie CNC-Präzisionsbearbeitung, Wasserstrahlschneiden für komplexe Formen und spezielle Fügeverfahren wie Elektronenstrahlschweißen oder Rührreibschweißen eingesetzt werden, um die Materialintegrität und Leistungsfähigkeit zu erhalten.

7.7 Messingplatte

Messing ist eine vielseitige Kupfer-Zink-Legierung, die für ihre hervorragende Kombination aus hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und außergewöhnlicher Verarbeitbarkeit sowohl bei Kalt- als auch bei Warmumformung bekannt ist. Diese Legierung enthält in der Regel 60-70% Kupfer und 30-40% Zink, wobei die genaue Zusammensetzung ihre spezifischen Eigenschaften bestimmt. Messing weist eine hervorragende Bearbeitbarkeit auf und eignet sich daher ideal für komplexe Fertigungsprozesse.

Während Messing in bestimmten aggressiven Umgebungen anfällig für Entzinkung sein kann, haben moderne Legierungszusammensetzungen und Oberflächenbehandlungen dieses Problem erheblich gemildert. Seine relativ niedrigen Kosten, verbunden mit seinem attraktiven goldenen Aussehen und seinen antimikrobiellen Eigenschaften, machen Messing zu einer beliebten Wahl in verschiedenen industriellen, architektonischen und dekorativen Anwendungen.

Messingqualitäten werden in der Regel nach ihrem Kupfergehalt eingeteilt, wobei folgende Bezeichnungen üblich sind:

  1. H59 (59% Kupfer): Bietet gute Festigkeit und mäßige Bearbeitbarkeit, geeignet für allgemeine Anwendungen.
  2. H62 (62% Kupfer): Bietet ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Duktilität, ideal für die Kaltumformung.
  3. H70 (70% Kupfer): Zeichnet sich durch erhöhte Korrosionsbeständigkeit und hervorragende Warmverformbarkeit aus und wird häufig in Meeresumgebungen eingesetzt.

Jede Sorte bietet einzigartige Eigenschaften, die es den Herstellern ermöglichen, den am besten geeigneten Typ für bestimmte Anwendungen auszuwählen, die von Sanitärarmaturen und Musikinstrumenten bis hin zu elektrischen Komponenten und architektonischen Beschlägen reichen.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

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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