Wärmebehandlung von Aluminiumrahmen nach dem Schweißen
Jeder Aluminiumrahmen muß nach einem Schweißvorgang wärmebehandelt werden. Diese Wärmebehandlung ist entweder schwierig oder recht einfach durchzuführen, je nach Aluminiumlegierung und Anspruch des Rahmenbauers.
Hinweis: Auf metallurgische Effekte wird hier nicht eingegangen, die verwendeten Formulierungen sind für Werkstoffwissenschaftler und -techniker sicherlich zu ungenau. Es ist nicht die Absicht dieses Artikels ein Standardwerk der Werkstoffwissenschaften zu ersetzen, sondern schlicht die erforderliche Wärmebehandlung nach dem Schweißen von den im Fahrradrahmenbau am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen möglichst kurz und praktikabel darzustellen.
Schweißen von gerissenen Alurahmen siehe HILFE! Mein Alurahmen ist gerissen!
Aluminium 6061 - AlMg1SiCu
- Nach dem Schweißvorgang muß der komplette Rahmen bzw. eine komplette Schweißbaugruppe geglüht werden. Glühen - 30min bei 520-530°C
- Danach wird sofort abgeschreckt - in Wasser oder Wasser/Glykol. Die Wassertemperatur darf 35°C nicht überschreiten -> Ausreichend großer Behälter verwenden und Rahmen schwenken.
- Innerhalb von 8 Stunden nach dem Abschrecken kann/muß der Rahmen gerichtet werden.
- Dann muß der Rahmen ein Minimum von 72 Stunden nach Abschrecken bei Raumtemperatur gehalten werden.
- Danach 8 Stunden bei 170-180°C halten.
- Abkühlen an stehender Luft
Aluminium 7005 - AlZn4,5Mg1,5Mn und 7020 - AlZn4,5Mg1
Die Legierung 7005 und 7020 sind kaltaushärtbare Legierungen. Die Besonderheit bei diesen Legierungstyp: Ich habe 3 Möglichkeiten der Wärmebehandlung.
1) Ich ziehe die komplette Wärmebehandlung durch mit Glühen, Abschrecken, Alterung
2) Bei 7005 und 7020 ist der Schweißvorgang an sich ein Glühen und Abschrecken, daher kann darauf auch verzichtet werden. Dann sieht die Alterung bei 7005 so aus:
- Ofen auf 85-100°C vorheizen, Rahmen einlegen und 6 Stunden halten.
- Ofen auf 155-165°C aufheizen (innerhalb von 10min) und 4 Stunden halten
- Rahmen entnehmen und an stehender Luft abkühlen lassen
3) Kaltaushärtung bei Raumtemperatur: Sowohl 7005 als auch 7020 besitzen die angenehme Eigenschaft bei Raumtemperatur auszuhärten. Die metallurgischen Vorgänge dabei sind zu einer kompletten Wärmebehandlung zwar verschieden, der erzielte Effekt (Festigkeitssteigerung) ist aber sehr ähnlich. Das Aushärten dauert recht lange: 3 Monate
Scandium
Scandium ist eine Entwicklung von Easton www.eastonbikes.com
und basiert auf der Legierung 7005. Trotzdem ist die Wärmebehandlung unterschiedlich.
Komplette Wärmebehandlung: Scandium DARF NICHT in Wasser abgeschreckt werden. Es gibt die Möglichkeit an Luft abzuschrecken, aber da weiß ich keine Werte. Daher ist eine komplette Wärmebehandlung nicht praktikabel und auch nicht empfohlen.
Die empfohlene Wärmebehandlung ist eine künstliche Alterung:
- Ofen vorheizen auf 132-140°C
- Rahmen einlegen für 5 Stunden +- 5 Minuten
- Ofen heizen auf 146-152°C. Die Temperatur muß innerhalb von längstens 10 Minuten erreicht werden.
- Halten für 2 Stunden +- 5 Minuten
- Rahmen aus dem Ofen nehmen und an der STEHENDEN Luft abkühlen lassen. Kein Ventilator, kein Luftzug.
Siehe auch http://www.eastoncycling.com/road/techno...bulletins/
Jeder Aluminiumrahmen muß nach einem Schweißvorgang wärmebehandelt werden. Diese Wärmebehandlung ist entweder schwierig oder recht einfach durchzuführen, je nach Aluminiumlegierung und Anspruch des Rahmenbauers.
Hinweis: Auf metallurgische Effekte wird hier nicht eingegangen, die verwendeten Formulierungen sind für Werkstoffwissenschaftler und -techniker sicherlich zu ungenau. Es ist nicht die Absicht dieses Artikels ein Standardwerk der Werkstoffwissenschaften zu ersetzen, sondern schlicht die erforderliche Wärmebehandlung nach dem Schweißen von den im Fahrradrahmenbau am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen möglichst kurz und praktikabel darzustellen.
Schweißen von gerissenen Alurahmen siehe HILFE! Mein Alurahmen ist gerissen!
Aluminium 6061 - AlMg1SiCu
- Nach dem Schweißvorgang muß der komplette Rahmen bzw. eine komplette Schweißbaugruppe geglüht werden. Glühen - 30min bei 520-530°C
- Danach wird sofort abgeschreckt - in Wasser oder Wasser/Glykol. Die Wassertemperatur darf 35°C nicht überschreiten -> Ausreichend großer Behälter verwenden und Rahmen schwenken.
- Innerhalb von 8 Stunden nach dem Abschrecken kann/muß der Rahmen gerichtet werden.
- Dann muß der Rahmen ein Minimum von 72 Stunden nach Abschrecken bei Raumtemperatur gehalten werden.
- Danach 8 Stunden bei 170-180°C halten.
- Abkühlen an stehender Luft
Aluminium 7005 - AlZn4,5Mg1,5Mn und 7020 - AlZn4,5Mg1
Die Legierung 7005 und 7020 sind kaltaushärtbare Legierungen. Die Besonderheit bei diesen Legierungstyp: Ich habe 3 Möglichkeiten der Wärmebehandlung.
1) Ich ziehe die komplette Wärmebehandlung durch mit Glühen, Abschrecken, Alterung
2) Bei 7005 und 7020 ist der Schweißvorgang an sich ein Glühen und Abschrecken, daher kann darauf auch verzichtet werden. Dann sieht die Alterung bei 7005 so aus:
- Ofen auf 85-100°C vorheizen, Rahmen einlegen und 6 Stunden halten.
- Ofen auf 155-165°C aufheizen (innerhalb von 10min) und 4 Stunden halten
- Rahmen entnehmen und an stehender Luft abkühlen lassen
3) Kaltaushärtung bei Raumtemperatur: Sowohl 7005 als auch 7020 besitzen die angenehme Eigenschaft bei Raumtemperatur auszuhärten. Die metallurgischen Vorgänge dabei sind zu einer kompletten Wärmebehandlung zwar verschieden, der erzielte Effekt (Festigkeitssteigerung) ist aber sehr ähnlich. Das Aushärten dauert recht lange: 3 Monate
Scandium
Scandium ist eine Entwicklung von Easton www.eastonbikes.com
und basiert auf der Legierung 7005. Trotzdem ist die Wärmebehandlung unterschiedlich.
Komplette Wärmebehandlung: Scandium DARF NICHT in Wasser abgeschreckt werden. Es gibt die Möglichkeit an Luft abzuschrecken, aber da weiß ich keine Werte. Daher ist eine komplette Wärmebehandlung nicht praktikabel und auch nicht empfohlen.
Die empfohlene Wärmebehandlung ist eine künstliche Alterung:
- Ofen vorheizen auf 132-140°C
- Rahmen einlegen für 5 Stunden +- 5 Minuten
- Ofen heizen auf 146-152°C. Die Temperatur muß innerhalb von längstens 10 Minuten erreicht werden.
- Halten für 2 Stunden +- 5 Minuten
- Rahmen aus dem Ofen nehmen und an der STEHENDEN Luft abkühlen lassen. Kein Ventilator, kein Luftzug.
Siehe auch http://www.eastoncycling.com/road/techno...bulletins/