Stahlfeinblech ist ein Flachprodukt aus warm- oder kaltgewalztem Band und Blech in Dicken zwischen 0,3 und 3,0 mm. Weitere Flachprodukte aus Stahl sind Feinstblech (Dicken kleiner als 0,3 mm) und Grobblech (Dicken größer als 3,0 mm). Die Flachprodukte sind Halbprodukte, d. h. Vormaterial für die Weiterverarbeitung zu gebrauchsfertigen Produkten. Weitere Halbprodukte sind Langprodukte (zum Beispiel Knüppel und Stabstahl) sowie Draht.
Stahlsorten miniatur|Übersicht der mechanischen Eigenschaften: Leistungsspektrum warmgewalzter Stahlsorten
Die Stahlsorten umfassen unlegierte C-Stähle mit Kohlenstoff-Masseanteilen von wenigen Hundertstel bis 1 % mit und ohne Legierung, z. T. Mikrolegierung und legierte Einsatz- und Vergütungsstähle. Damit ergeben sich Festigkeiten von 400 bis 1500 MPa.
Für die Gebrauchseigenschaften ist die Festigkeitszunahme durch die Umformung („“) und je nach Stahlsorte durch das Einbrennen der Lackierung („“) zu beachten.
Die Forderung der Verbraucher insbesondere aus der Fahrzeugindustrie nach Stählen einerseits für den Leichtbau, d. h. der Möglichkeit, bei Stählen mit höherer Festigkeit die Bauteildicke ohne Steifigkeitsverlust zu reduzieren, und andererseits immer sicherere Fahrzeuge zu bauen, hat in den letzten 10 Jahren zur Entwicklung höher- und hochfester Stähle geführt, die gleichzeitig noch ein gutes Kaltumformvermögen haben. Das Potenzial in der Entwicklung zu gut umformbaren Stählen mit hoher Festigkeit ist noch nicht vollkommen ausgeschöpft.
Die Entwicklungstendenzen konzentrieren sich außerdem auf die Verbesserung des Verarbeitungsverhaltens: Verbesserung der Umformbarkeit (Dehnung) insbesondere im Festigkeitsbereich oberhalb von 800 MPa Verringerung der Streuung der mechanischen Eigenschaften Erhöhtes Lochaufweitungsverhalten und verbessertes Abkantverhalten Verbesserung des Schweißverhaltens der hochfesten Mehrphasenstähle.
+Übersicht der Stahlsorten Bezeichnung Name Norm EN…unbeschichtet[elktrol. besch.]{feuerbesch.} Weiche Stähle DD… 10111 Mikrolegierte Stähle S… MC 10149 HX …LAD+Z {10292} Dualphasen-Stähle HDT…X pr 10338[10152]{10346} Ferrit-Bainit-Phasen-Stähle HDT…F pr 10338[10152]{10346} Complexphasen-Stähle HDT…C pr 10338[10152]{10346} Martensitphasen-Stähle HDT…C pr 10338[10152]{10346} Mangan-Bor-Stahl zum Warmumformen 22MnB5-Typ(s. Hersteller) s. Hersteller Legierte und unlegierte Edelbaustähle diverse diverse
Kaltgewalztes Band und Blech miniatur|Leistungsspektrum Kaltgewalzter Stahlsorten
Die Kohlenstoffgehalte reichen von 30 ppm bis etwa 0,35 % bei Breitband und bis 1 % (bei Schmalband). Die Legierungsanteile bewegen sich zwischen 0 über Mikroanteile bis zu üblichen Anteilen von legierten Edelbaustählen (überwiegend bei Schmalband). Die Forderung der Verbraucher insbesondere aus der Fahrzeugindustrie nach Stählen einerseits für den Leichtbau, d. h. der Möglichkeit, bei Stählen mit höherer Festigkeit die Bauteildicke ohne Steifigkeitsverlust zu reduzieren, und andererseits immer sicherere Fahrzeuge zu bauen, hat in den letzten 10 Jahren zur Entwicklung höher- und hochfester Stähle geführt, die gleichzeitig noch ein gutes Kaltumformvermögen haben.
Schwerpunktziele bei den Entwicklungstendenzen sind: Erhöhung des Festigkeitsbereiches auf über 1200 MPa Ausweitung der Produktpalette Feuerverzinkt bei verbessertem Umformverhalten TWIP-Stähle () mit Dehnungswerten von über 40 % Stähle mit verringertem spezifischen Gewicht
+Übersicht der Stahlsorten Bezeichnung Name Norm EN…unbeschichtet[elktrol. besch.]{feuerbesch.} Weiche Stähle DC…DX… 10130[10152]{10346} Höherfeste IF-Stähle H…Y 10268[10152]{10346} Bake-Hardening-Stähle H…B 10268[10152]{10346} Höherfeste Streckziehstähle H…I 10268[10152]{10346} Mikrolegierte Stähle H…LA… 10268[10152]{10346} Work-Hardening-Stähle s. Hersteller s. Hersteller Dualphasen-Stähle HCT…X pr 10338[10152]{10346} TRIP-Stähle HCT…T pr 10338[10152]{10346} Complexphasen-Stähle HCT…C pr 10338[10152]{10346} Mangan-Bor-Stahl zum Warmumformen 22MnB5-Typ(s. Hersteller) s. Hersteller
„Sandwichblech“ Als Sandwichblech wird der Verbund von zwei kaltgewalzten Blechen (je 0,4 bis 1,2 mm) mit einer organischen Zwischenschicht (25 bis 50 µm) verstanden. Schallwellen verursachen in der viskoelastischen Zwischenschicht innere Reibung, so dass die Schwingungsenergie in mechanische Energie und damit letztendlich als Wärme umgewandelt wird. Dadurch ergibt sich eine Körperschalldämpfung von bis zu 20 Dezibel. Dementsprechend wird dieses Produkt im Fahrzeugbau eingesetzt (zum Beispiel Ölwannen, Stirnwände) oder in anderen Bereichen des Lärmschutzes (zum Beispiel Altglas-Containern). Für die Deckbleche können (auch in Kombination) die o. a. Stahlsorten eingesetzt werden. Zusätzlich sind Oberflächenbeschichtungen möglich.
Oberflächenbeschichtungen und Bandbehandlungsverfahren Aufgrund seiner Affinität zum Sauerstoff muss Stahl gegen Oxidation (Rost) aus funktionalen und ästhetischen Gründen geschützt werden. Dieser Schutz erfolgt durch Aufbringen von metallischen und/oder organischen Beschichtungen, die als Barriere den Zutritt von Sauerstoff und korrosiven Medien unterbinden. Zusätzlich wird durch die metallischen Überzüge mit unedleren Metallen als Eisen aber auch ein kathodischer Korrosionsschutz an Verletzungen oder Fehlstellen des Überzuges erzielt.
Die Beschichtungen werden großtechnisch in kontinuierlichen Beschichtungsanlagen beim Stahlhersteller je nach Anforderungen gezielt in unterschiedlichen Dicken von einigen bis 50 µm aufgebracht. Sie bestehen entweder aus: einem Metall, das unedler als der Stahl ist, zum Beispiel Zink, Zinn (kathodischer Schutz und Barrierewirkung) oder edler als Stahl, zum Beispiel Chrom, Nickel (Barrierewirkung und Ästhetik). Der Auftrag erfolgt durch elektrolytische Metallabscheidung (elektrolytische Beschichtung) oder durch Tauchen des Stahls in das geschmolzene Auftragsmetall oder die Auftragslegierung (Schmelztauchbeschichtung). Lack, der mit Auftragsrollen (Rollcoater) aufgebracht wird. der Kombination von Metall und Lack.
Die Überzüge aus Metall sind schweißgeeignet, z. T. auch die dünnen Lackschichten und umformbar, beides bei Anpassung der Parameter an die Oberfläche.
Der aktive (kathodische) und der passive (Barriere) Korrosionsschutz von Stahl ist aus Sicht der Bauteilfunktion und Ökonomie das primäre Ziel der Oberflächenveredelung. Darüber hinaus ermöglichen weiterentwickelte, moderne Beschichtungstechnologien auch Oberflächen mit dekorativer, funktioneller und ästhetischer Wirkung herzustellen. Darunter versteht man das optische Erscheinungsbild der Oberfläche durch Oberflächenstrukturen, Rauheit oder Glanz und vor allem Farbe zu gestalten. Letzteres wird durch so genanntes Bandlackieren von unverzinkten oder meist mit Zink oder Zinklegierungen beschichteten Stahlbändern in Bandbeschichtungsanlagen erzielt. Durch die Oberflächenveredelung werden aber auch weitere funktionelle Eigenschaften erreicht. Etwa solche wie selbstreinigende Oberflächen, antibakterielle Eigenschaften oder ein niedriger Reibwert zur Unterstützung des Umformvorganges beim Verarbeiter, durch dünnste anorganische (zum Beispiel Zinkphosphatschichten) oder organische Filme. Beide Beschichtungen sind als Haftschichten für einen weiteren Lacküberzug geeignet.
Die wichtigsten Absatzmärkte für oberflächenveredelte Feinbleche sind die Bau-, Hausgeräte- und Automobilindustrie, wobei letztere die Haupttriebfeder für den technologischen Fortschritt in den letzten 25 Jahren war. Die starken Korrosionsbelastungen am Fahrzeug durch verstärkten Einsatz von Streusalz haben dazu geführt, dass der Korrosionsschutz der Stahlbleche durch Beschichtung mit Zink- oder Zinklegierungsüberzügen und organischen Korrosionsschutzprimern laufend verbessert werden musste.
Damit konnten die Korrosionsschutzgarantien der Automobilhersteller trotz forciertem Stahlleichtbau (reduzierte Blechdicken) laufend auf die heute bei den meisten Herstellern gewährten Korrosionsschutzgarantien von weit über 10 Jahren gesteigert werden.
Dementsprechend ist der Anteil oberflächenveredelter Stahlbänder für den Einsatz im Karosseriebau auf durchschnittlich über 80 % – bei manchem Hersteller auch auf 100 % – angestiegen.
Elektrolytische Beschichtungen Diese Beschichtung wird in einem vollkontinuierlichen Prozess mit Schichtdicken von typischerweise 5; 7,5 und 10 µm Zink aufgetragen, wobei sie wahlweise ein- oder beidseitig – mit gleicher oder unterschiedlicher Schichtdicke -erfolgen kann (zum Beispiel ZE 75/75: beidseitig verzinkt mit Nennauflagen von je Seite 7,5 µm). Die Beschichtung ist fest haftend, gut umformbar, schweißgeeignet und erfüllt die höchsten Oberflächenansprüche der Automobil- und Hausgeräteindustrie. Das Feinblech ist zur Vermeidung von Weißrostbildung üblicherweise geölt, auf Wunsch zur Steigerung der Umformeignung mit Spezialölen. Auch eine Vorphosphatierung ist möglich, die ebenfalls die Weißrostbildung reduziert und die Umformeignung erhöht.
Schmelztauchbeschichtungen Die Schmelztauchbeschichtungen (wie Bandverzinkung, Feuerverzinkung oder Sendzimirverzinkung) ist ebenfalls vollkontinuierlich. Im Gegensatz zum elektrolytischen Verfahren handelt es sich hier um eine Kombination mehrerer Herstellungsschritte (rekristallisierendes Glühen, Beschichten und Dressieren) in einer Anlage. Die Beschichtung erfolgt dadurch, dass das gewalzte Band in einem Durchlaufofen rekristallisierend geglüht und anschließend durch das schmelzflüssige Beschichtungsbad geführt wird. Die individuell einstellbaren Schichtdicken liegen typischerweise zwischen 7 und 20 µm (zum Beispiel Z100, Gesamtauflagegewicht 100 g/m² entsprechend ca. 7 µm je Seite), eine einseitige Beschichtung wie beim elektrolytischen Verzinken ist nicht möglich, jedoch in Grenzen unterschiedliche Dicken je Seite.
Neben den gebräuchlichsten Reinzinküberzügen (Z), mit etwa 0,5 % Al in der Schicht, gibt es noch folgende für Spezialanwendungen gebräuchliche Zinklegierungsüberzüge: Zink – 5 % Aluminium (ZA), Galfan® (engl. ) Zink 92 % – Magnesium, Aluminium (ZM) Zink – 55 % Aluminium (AZ), Galvalume® (engl. ) Zink – 10 % Eisen (ZF), Galvannealed (engl. )
Weiters sind großtechnisch auch Aluminiumüberzüge (AS) mit typischerweise 10 % Silicium und Zink – Eisenüberzüge (FZ) mit über 50 % Eisen bei pressgehärtetem Stahl im Einsatz.
Diese Überzüge haben jeweils unterschiedliche Eigenschaftskombinationen in Umform- und Schweißverhalten. Durch eine breite Palette beschichtbarer Werkstoffe ist für den Verarbeiter eine optimale Werkstoffauswahl für den konkreten Anwendungsfall möglich.
Im Hinblick auf die Korrosionseigenschaften können Korrosionsraten für Reinzinküberzüge DIN EN ISO 14713 entnommen werden. Legierungsüberzüge mit Aluminium- und/oder Magnesium-Anteil zeigen in Kurzzeittests wie dem Salzsprühtest eine bessere Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu Reinzinküberzügen. Diese erhöhte Korrosionsbeständigkeit konnte bislang unter natürlichen Freibewitterungsbedingungen nicht belegt werden. So zeigten von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) durchgeführte Freibewitterungstests (s. BASt-Bericht „Bandverzinkte Schutzplankenholme BASt - B - 0059“) keine unterschiedlichen Korrosionsraten zwischen Schutzplanken mit Reinzinküberzügen (Z) und solchen mit Zink-Aluminium-Überzügen (ZA). Ein vom Forschungsinstitut Swerea KIMAP durchgeführter Auslagerungstest in schwedischen Tunnels zeigte ebenfalls keine unterschiedlichen Korrosionsraten zwischen reinen Zinküberzügen und Zink-Aluminium-Magnesium-Überzügen (ZM).
Das beschichtete Feinblech ist zur Vermeidung der Weißrostbildung üblicherweise geölt, auf Wunsch zur Steigerung der Umformeignung mit Spezialölen. Auch eine Vorphosphatierung ist möglich, die ebenfalls die Weißrostbildung reduziert und die Umformeignung erhöht. Die Anwendungsbereiche sind mannigfaltig und reichen von der Bau – über die Automobil – bis zur Hausgeräteindustrie.
Organische Beschichtungen