CH688379A5 - Tiefziehbare und schweissbare Aluminiumlegierung vom Typ AlMgSi - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine tiefziehbare und schweissbare Aluminiumlegierung vom Typ AlMgSi in der Form von Bändern oder Blechen sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. In der Praxis bekannte Legierungen, die zur Herstellung von Karosserieblechen für die Automobilindustrie eingesetzt werden, sind in DE-A 2 714 395, US-A 4 082 578 und EP-B 0 259 232 beschrieben. Jede dieser Legierungen hat ihre Vorzüge, indem gewisse mechanische Eigenschaften wie beispielsweise die Festigkeit optimiert sind, allerdings zumeist unter Inkaufnahme einer Verschlechterung anderer Eigenschaften wie beispielsweise des Umformvermögens. Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, eine Legierung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei guter Festigkeit ein gegenüber Legierungen nach dem Stand der Technik verbessertes Umformverhalten mit möglichst geringer Rückfederung nach dem Tiefziehen zeigt. Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass die Gehalte (Gew.-%) der Legierungselemente Mg und Si durch das Trapez A, B, C, D, E mit den Koordinaten <tb><TABLE> Columns=3 <tb>Head Col 2 AL=L: Si <tb>Head Col 1: Mg <tb><SEP>A<SEP>0,50<SEP>0,35 <tb><SEP>B<SEP>0,50<SEP>0,60 <tb><SEP>C<CEL AL=L>0,95<SEP>0,60 <tb><SEP>D<SEP>0,95<SEP>0,40 <tb><SEP>E<SEP>0,80<SEP>0,35 <tb></TABLE> begrenzt sind und die Legierung zusätzlich <tb><TABLE> Columns=2 <tb><SEP>Cu<SEP>0,05-0,4 <tb><SEP>Mn<SEP>max. 0,15 <tb><SEP>Fe<SEP>max. 0,25 <tb></TABLE> sowie weitere Legierungselemente einzeln max. 0,05, insgesamt max. 0,15 und Aluminium als Rest enthält. Alle für die Legierungselemente verwendeten Gehaltsangaben beziehen sich auf Gewichtsprozente. Spezielle und weiterbildende Ausführungsarten der erfindungsgemässen Legierung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen. Die erfindungsgemässe Legierungszusammensetzung ermöglicht die Herstellung von tiefgezogenen Karosserieteilen mit optimalen Eigenschaften bezüglich mechanischer Festigkeit und Umformverhalten. Bei einer bevorzugten Legierungszusammensetzung sind die Gehalte (Gew.-%) der Legierungselemente Mg und Si durch die Eckpunkte A min B min C min D min mit den Koordinaten <tb><TABLE> Columns=3 <tb>Head Col 2 AL=L: Si <tb>Head Col 1: Mg <tb><SEP>A min <SEP>0,55<SEP>0,35 <tb><SEP>B min <SEP>0,55<SEP>0,45 <tb><CEL AL=L>C min <SEP>0,7<SEP>0,45 <tb><SEP>D min <SEP>0,7<SEP>0,35 <tb></TABLE> begrenzt. Der Kupfergehalt der erfindungsgemässen Legierung liegt bevorzugt zwischen 0,2 und 0,4 Gew.-%. Durch einen Zusatz von 0,05 bis 0,4 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,3 Gew.-% Zink kann eine weitere Festigkeitssteigerung verbunden mit einer leichten Verbesserung des Umformvermögens erreicht werden. Ein zusätzlicher Gehalt an Vanadium von 0,05 bis 0,2 Gew.-% führt zu einer weiteren Verbesserung des Umformverhaltens. Die mittlere Korngrösse im Blech sollte 80 mu m nicht übersteigen und liegt bevorzugt unter 60 mu m. Die erfindungsgemässe Legierung wird auf übliche Weise durch Strang- oder Bandgiessen, Warm- und Kaltwalzen zu einem Blech oder Band verarbeitet. Zur Erzielung der vorstehend beschriebenen optimalen Eigenschaften der Legierung bezüglich Festigkeit und Umformverhalten hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Lösungsglühung in einem Banddurchlaufofen in einem Temperaturbereich von 520 DEG C bis 580 DEG C, jedoch höchstens bis zur Solidustemperatur der Legierung durchgeführt wird. Die Legierung kann bei Bedarf auf Enddicke abgewalzt, lösungsgeglüht und anschliessend einem Temperaturbereich von 160 DEG C bis 220 DEG C warmausgehärtet werden. Vorteilhaft ist auch eine Umformung um maximal 25% nach der Lösungsglühung und vor der Endglühung im erwähnten Temperaturbereich. Wenn mit der Legierung lackierte Karosserieteile hergestellt werden, kann es vorteilhaft sein, die Endglühung mit der Lackeinbrennung zu kombinieren. Die erfindungsgemässe Legierung ist insbesondere geeignet zur Herstellung tiefgezogener Karosserieteile. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemässen Legierung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in Fig. 1 ein Diagramm mit den Gehaltsgrenzen für die Legierungselemente Mg und Si. Beispiel Eine Legierung der Zusammensetzung <tb><TABLE> Columns=2 <tb><SEP>Si<SEP>0,69 <tb><SEP>Mg<SEP>0,37 <tb><SEP>Cu<SEP>0,38 <tb><SEP>Mn<CEL AL=L>0,06 <tb><SEP>Fe<SEP>0,23 <tb></TABLE> mit Aluminium als Rest und eine Standardkarosserielegierung AA6016 als Vergleichslegierung wurden auf übliche Weise durch Stranggiessen, Warm- und Kaltwalzen zu einem Blech mit einer Dicke von 1,3 mm verarbeitet. Die an Blechproben ermittelten mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemässen Legierung und der Vergleichslegierung sind nachfolgend einander gegenübergestellt. <tb><TABLE> Columns=7 <tb>Head Col 2 AL=L: Rm (MPa) <tb>Head Col 1: Rp0,2 (MPa) <tb>Head Col 2: Rp0,2/Rm <tb>Head Col 3: A10(%) <tb>Head Col 4: n5% <tb>Head Col 5: r <tb><SEP>Erfindung<SEP>212<SEP>106<SEP>0,5<SEP>26,5<SEP>0,30<CEL AL=L>0,65 <tb><CEL AL=L>AA6016<SEP>222<SEP>114<SEP>0,5<SEP>28,0<SEP>0,27<SEP>0,55 <tb></TABLE> Die Bleche wurden in praxisnahen Versuchen tiefgezogen und weiteren, bei der Herstellung von Karosserieteilen üblichen Umformoperationen unterzogen. Die durchgeführten Praxistests haben die erwarteten Verbesserungen des Umformverhaltens bei gleichzeitig ausgezeichneten Festigkeitswerten bestätigt. Im Vergleich zur Standardkarosserielegierung AA6016 (Anticorodal-120) besitzt die erfindungsgemässe Le gierung insbesondere eine tiefere Streckgrenze sowie höhere n- bzw. r-Werte, d.h. eine geringere Rückfederung und verbesserte Streckzieh- und Tiefzieheigenschaften.
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