Verfahren zur Herstellung einer hochwertigen Aluminiumlegierung. Es sind verschiedene Aluminiumlegie rungen mit hervorragenden Eigenschaften be kannt, die als veredelnde Bestandteile neben Magnesium Schwermetalle enthalten. Weiter sind Aluminiumlegierungen bekannt gewor den, die als Komponente an Stelle des Mag nesiums die in hohem Masse veredelnd wir kende Verbindung Xtg2Si enthalten.
Die Aluminiumlegierungen, die diese Verbindung enthalten, wobei also der Magnesiumgehalt der Legierung auf ihren Siliziumgehalt so abgestimmt ist, dass sich diese Bestandteile restlos zu einer chemischen Verbindung von der Formel Mg2Si umsetzen und weder freies Magnesium, noch freies Silizium enthalten, zeichnen sich durch ein besonders hohes Mass an Selbstvergütung aus. Solche Legierungen sind,durch Zusätze von Schwermetallen, ins besondere Kupfer, weiter verbessert worden.
Diesen Legierungen haften jedoch gewisse Unvollkommenheiten an: Wird die Festig keit durch Erhöhung des Kupfergehaltes ge- steigert, so ist ein erheblicher Rückgang der Dehnung und Verarbeitbarkeit in kaltem und warmem Zustande festzustellen; auch nimmt die Korrosionsfestigkeit derart verfestigter Legierungen wesentlich ab, während bei kleineren Kupfergehalten. die Festigkeit nicht mehr den Anforderungen der Praxis genügt.
Der Anmelderin ist es durch langwierige und eingehende Untersuchungen gelungen, gesetzmässige Beziehungen im Mengenverhält nis der einzelnen Komponenten zueinander und zum Aluminium aufzufinden, wie auch ein Vergütungsverfahren; auf Grund dieser Feststellungen gelingt es, sowohl die mecha- nisch-technischen Eigenschaften, wie Festig keit, Dehnung, Warm- und Kaltbildsamkeit, als auch die chemische Widerstandsfähigkeit auf Höchstwerte zu bringen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Optimum an Festigkeit, Dehnung, Warm und galtbildsamkeit, sowie Korrosionsfestig keit erreicht, wenn man<B>1,5</B> ( 0,2) % Mag- nesiumsilizid, 1,2 ( 0,2) % Kupfer und 0,5 ( 0,2) %a Titan enthaltende Aluminium- legierung herstellt und diese Legierung einem Vergütungsverfahren unterworfen wird. Man kann dery Legierung auch eine geringe Menge Mangan zusetzen.
Dieser Zusatz erweist sieh als ausserordentlich günstig, da er einerseits eine weitere Erhöhung der Festigkeitswerte bewirkt, anderseits die Legierung in bemer kenswertem Masse unempfindlich gegen Über- hitzungen macht, so dass während der Ver arbeitung nicht die Einhaltung ganz genauer Zwischenglühtemperaturen erforderlich ist,
indem die für die Z wischenglühung unbedingt einzuhaltende Temperaturgrenze erheblich er weitert wird. In der Regel genügen Mengen von 0,8 ( 0,3) /a Mangan.
Das Vergütungsverfahren, das trotz des sehr geringen (1 bis 1,4 %) Kupfergehaltes vorzügliche Festigkeitseigenschaften erzielen lässt, kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden: Das mechanisch, beispielsweise durch Walzen, Ziehen, Pressen, Schmieden usw., durchknetete, auf 520 bis<B>550'</B> in etwa einer halben Stunde erhitzte und hierauf schnell gekühlte Material wird wie folgt behandelt:
Nach der Abkühlung wird das Material Einer Alterung bei höheren Temperaturen unterworfen, deren Grenzen zwischen etwa 110 und etwa<B>150'</B> liegen, bei einer Dauer von etwa 6 bis etwa 24 Stunden. Bei niedri geren Anlasstemperaturen und kurzer Anlass dauer wird ein Material von besonders hoher Dehnung,
dagegen bei langer Anlassdauer und höheren Anlasstemperaturen ein Material von besonders hoher Festigkeit bei guter Dehnung erhalten.
Als sehr günstig bei besonderen Anfor derungen in bezug auf Dehnung und Korro sionsfestigkeit wurde festgestellt, die Al terung bei höheren Temperaturen nicht so fort nach dem Abkühlen des Materials, son dern nach einer voraufgehenden Lagerung bei Zimmertemperatur beginnen zu lassen. Im allgemeinen genüg; hierzu eine Dauer von 24 bis 48 ,Stunden Lagerung bei Zimmertempera tur, worauf erst dann die Alterung bei hö heren Temperaturen, wie oben angegeben, zu erfolgen hat.
Weiter lassen sich bei beson deren Anforderungen an die Festigkeitswerte des Materials besonders hohe Festigkeiten da durch erzielen, dass man nach erfolgtem Aus- glühen und Abkühlen und vor dem Lagern bei erhöhten Temperaturen einen mechani schen Nachbearbeitungsprozess einschaltet mit anschliessender, oben beschriebener Vergü tung.
Auch hier lassen sich in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben, besondere Wir kungen hinsichtlich Festigkeit, Dehnung, Korrosionsfestigkeit usw. erzielen, wenn man das Material entweder sofort nach dem Aus glühen und Abkühlen oder aber nach gewis sen verschieden bemessenen Zeiten vor der Lagerung, bei Zimmertemperatur, einem me chanischen Nachbearbeitungsprozess unter- wirft.
Das Material mit der oben. angegebenen Zusammensetzung ergibt unter Anwendung der beschriebenen Vergütungsverfahren Fe stigkeiten von 37 bis 54 kg/mm2 bei Dehnun gen von 28 bis 12 %.
Korrosionsprüfungen nach der ogydischen Kochsalzprobe von Mylius ergaben im Durch schnitt einen Wert von 18 bis 20 gr/m2, also etwa nur die Hälfte von den Korrosions werten der bisher bekannten Aluminium- legierungen..
Die vorzügliche Kaltbildsamkeit des in obiger Weise vergüteten Materials äussert sich in der Möglichkeit, beispielsweise Bleche und Drähte um einen sehr kleinen Radius zu bie gen. So lässt sich zum Beispiel ein Blech von 4 mm Dicke und einer Festigkeit von 41 kg/mm' um einen Radius von 7 bis 8 mm um 180 umhämmern. Die Bildsamkeit be trägt demnach das Doppelte derjenigen der bisher bekannten. Aluminiumlegierungen glei cher Festigkeit.
Entsprechend der Kaltbild samkeit ist auch die Warmbildsamkeit des Materials hervorragend, die sich beispiels weise darin äussert, dass aus dem beschrie benen Material ohne Schwierigkeit sich Rohre und komplizierte Profile von sehr geringer Wandstärke leicht pressen und ziehen lassen, ohne dass häufige Zwischenglühungen und Anwendung geringer Stiche während dieses Prozesses erforderlich wären, woraus sich die ausserordentliche Wirtschaftlichkeit der neuen Legierung ergibt.
Zur Erzielung ganz besonders hoher Fe stigkeiten, allerdings auf Kosten der Deh nung, kann das Material in bekannter Weise nach erfolgter Veredelung einer mechani schen Nachbearbeitung unterzogen werden.
Process for the production of a high quality aluminum alloy. Various aluminum alloys with excellent properties are known which, in addition to magnesium, contain heavy metals as refining components. Aluminum alloys are also known which contain the compound Xtg2Si, which has a high degree of ennobling effect, instead of magnesium.
The aluminum alloys that contain this compound, i.e. the magnesium content of the alloy is matched to its silicon content in such a way that these components completely convert to a chemical compound of the formula Mg2Si and contain neither free magnesium nor free silicon, are characterized by a special high level of self-compensation. Such alloys have been further improved by adding heavy metals, especially copper.
However, these alloys have certain imperfections: If the strength is increased by increasing the copper content, a considerable decrease in the elongation and workability in cold and warm conditions can be observed; the corrosion resistance of alloys strengthened in this way also decreases significantly, while with lower copper contents. the strength no longer meets the practical requirements.
The applicant has succeeded through lengthy and detailed investigations to find legal relationships in the quantitative ratio of the individual components to each other and to the aluminum, as well as a remuneration process; Based on these findings, it is possible to bring both the mechanical-technical properties, such as strength, elongation, hot and cold formability, as well as the chemical resistance to maximum values.
According to the present invention, an optimum of strength, elongation, warmth and formability, as well as corrosion resistance is achieved if <B> 1.5 </B> (0.2)% magnesium silicide, 1.2 (0.2)% )% Copper and 0.5 (0.2)% a titanium-containing aluminum alloy and this alloy is subjected to a tempering process. A small amount of manganese can also be added to the alloy.
This addition proves to be extremely beneficial, as on the one hand it brings about a further increase in the strength values, on the other hand it makes the alloy remarkably insensitive to overheating, so that it is not necessary to maintain very precise intermediate annealing temperatures during processing,
in that the temperature limit, which must be strictly adhered to for intermediate annealing, is considerably increased. As a rule, quantities of 0.8 (0.3) / a manganese are sufficient.
The tempering process, which, despite the very low (1 to 1.4%) copper content, allows excellent strength properties to be achieved, can be carried out as follows: The mechanical, for example by rolling, drawing, pressing, forging, etc., kneaded to 520 to < B> 550 '</B> material heated in about half an hour and then rapidly cooled is treated as follows:
After cooling, the material is subjected to aging at higher temperatures, the limits of which are between about 110 and about 150 ', for a period of about 6 to about 24 hours. At lower tempering temperatures and short tempering times, a material with particularly high elongation,
on the other hand, if the tempering time is long and the tempering temperature is higher, a material of particularly high strength and good elongation is obtained.
In the case of special requirements with regard to elongation and corrosion resistance, it has been found to be very favorable that aging at higher temperatures should not begin immediately after the material has cooled down, but rather after it has been stored at room temperature. Generally enough; for this purpose, storage for 24 to 48 hours at room temperature, after which aging at higher temperatures, as stated above, has to take place.
Furthermore, with special requirements on the strength values of the material, particularly high strengths can be achieved by switching on a mechanical finishing process after annealing and cooling and before storage at elevated temperatures with the subsequent remuneration described above.
Here, too, as described above, special effects in terms of strength, elongation, corrosion resistance, etc. can be achieved if the material is either annealed immediately after it has been annealed and cooled or after certain different times before storage Room temperature, subject to a mechanical post-processing process.
The material with the above. The specified composition results in strengths of 37 to 54 kg / mm2 with elongations of 28 to 12% using the tempering process described.
Corrosion tests based on the Ogydian salt sample by Mylius showed an average value of 18 to 20 g / m2, i.e. only about half of the corrosion values of the previously known aluminum alloys.
The excellent cold formability of the above tempered material is expressed in the possibility of bending sheets and wires around a very small radius. For example, a sheet of 4 mm thickness and a strength of 41 kg / mm 'can be Hammer a radius of 7 to 8 mm by 180. The plasticity is therefore twice that of the previously known. Aluminum alloys of the same strength.
Corresponding to the cold formability of the material, the warm formability of the material is also excellent, which is expressed, for example, in the fact that pipes and complicated profiles with very thin walls can be easily pressed and drawn from the material described, without frequent intermediate annealing and the use of small stitches would be required during this process, which makes the new alloy extremely economical.
To achieve particularly high strengths, but at the expense of elongation, the material can be subjected to mechanical post-processing in a known manner after finishing.