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1. Tabelle der wichtigsten Eigenschaften von Aluminium
| Eigenschaft | Typischer Wert | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Massendichte | ~2,7 g/cm³ | Gering |
| Elastizitätsmodul (E) | ~70 GPa | Gering |
| Zugfestigkeit | ~70–500 MPa | Abhängig von der Legierung |
| Härte (HV) | ~20–150 HV | Gering |
| Wärmeleitfähigkeit | ~200–235 W/m·K | Sehr hoch |
| Elektrische Leitfähigkeit | ~30–38 MS/m | Hoch |
| Wärmeausdehnung | ~22–24 ×10⁻⁶ /K | Hoch |
| Schmelzpunkt | ~660 °C | Reines Aluminium |
| Magnetismus | Nein | Unmagnetisch |
| Korrosionsbeständigkeit | Gut | Oxidschicht |
| Bearbeitbarkeit | Gut |
2. Allgemeine Beschreibung
Aluminium ist ein leichtes Nichteisenmetall, das in der Uhrmacherei wegen seiner geringen Dichte, guten Bearbeitbarkeit und natürlichen Korrosionsbeständigkeit verwendet wird. Obwohl seine Verwendung historisch begrenzter war als die von Messing oder des Stahl, erfährt es in der zeitgenössischen Uhrmacherei ein wachsendes Interesse, insbesondere für Bauteile, die eine Reduzierung der Masse erfordern.
In reiner oder legierter Form (Aluminium, Magnesium, Silizium, Kupfer), es ermöglicht, spezifischen Anforderungen gerecht zu werden, insbesondere bei Bauteilen mit schnellem Uhrwerk oder Strukturelementen, bei denen das Gewicht ein entscheidender Faktor ist.
3. Arten von Aluminium in der Uhrmacherei
Reines Aluminium
Wird aufgrund seiner geringen mechanischen Festigkeit nur vereinzelt verwendet.
Eigenschaften:
- Sehr leicht
- Leicht zu bearbeiten
- Geringe Verschleißfestigkeit
Aluminiumlegierungen
Legierungen werden in der Uhrmacherei bevorzugt, um die mechanischen Leistungen zu verbessern.
Beispiele:
- Al-Si (Aluminium-Silizium) → gute Formstabilität
- Al-Mg (Aluminium-Magnesium) → bessere mechanische Festigkeit
- Al-Cu (Duralumin-Typ) → hohe Festigkeit
Verwendung:
- Leichte Bauteile
- Spezifische Strukturen
- Experimentelle oder technische Teile
Die Aluminiumlegierungen werden je nach dem wichtigsten Zusatzelement in verschiedene Familien eingeteilt. Für Knet-Aluminiumlegierungen sind dies folgende Kategorien:
(Serie 1000: Aluminium mit über 99%, unlegiert)
Serie 2000: Hauptlegierungselement: Kupfer (Cu)
Serie 3 000: Hauptlegierungselement: Mangan (Mn)
Serie 4 000: Hauptlegierungselement: Silizium (Si)
Serie 5 000: Hauptlegierungselement: Magnesium (Mg)
Serie 6 000: Hauptlegierungselement: Magnesium (Mg) und Silizium (Si)
Serie 7 000: Hauptlegierungselement: Zink (Zn)
Anodisiertes Aluminium
Die Anodisation ist eine elektrochemische Behandlung, die:
- Die Oberfläche verstärkt
- Die Korrosionsbeständigkeit verbessert
- Ermöglicht eine breite Farbpalette
Verwendung:
4. Oberflächenbehandlungen
Aluminium wird häufig behandelt, um seine Leistung zu verbessern:
- Anodisation → Schutz + Färbung
- Gasphasenabscheidung (PVD, CVD) → Färbung, Verschleißfestigkeit
- Politur / Kugelstrahlen → ästhetische Veredelung
5. Anwendungen in der Uhrmacherei
Aluminium wird gezielt eingesetzt:
Sein geringes Gewicht macht es zu einem interessanten Werkstoff, um:
- die Trägheit zu verringern
- die Stoßfestigkeit zu verbessern
- die Energieeffizienz zu optimieren
6. Vorteile und Grenzen
Vorteile
- Sehr geringe Masse
- Gute Korrosionsbeständigkeit
- Unmagnetisch
- Leicht zu bearbeiten
- Ästhetische Möglichkeiten (Anodisation)
Grenzen
- Geringe Steifigkeit (im Vergleich zu Stahl)
- Begrenzte Verschleißfestigkeit
- Anfälligkeit für Kratzer
- Mögliche Verformungen unter Belastung
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