DD147953A5 - Verfahren zur behandlung von ausscheidungshaertbaren nichteisenlegierungen - Google Patents
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Abstract
Es wird ein schneller Abkuehlvorgang von einer Temperatur innerhalb des Bereichs von halbwarmen Temperaturen bis zu einer Abschrecktemperatur durchgefuehrt. Dabei wird die Legierung mindestens innerhalb des Abkuehlvorgangs in dem gesamten Bereich bearbeitet. Als Ergebnis erhaelt man ein Zwischenprodukt mit einer spezifischen, guten Kornstruktur, mit der man nach der Kaltbearbeitung und erforderlichenfalls nach dem Altern gute Eigenschaften erzielen kann. Als Legierungen sind insbesondere Kupfer- oder Aluminiumlegierungen geeignet.
Description
Berlin, den 25.3.1980
21 7649-4- .. se 731/17
* .
Verfahren zur Behandlung von ausscheidungshärtbaren Nichteisenlegierungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von ausscheidungshärtbaren Nichteisenlegierungen.
Der Ausdruck "Nichteisenlegierung" steht für eine Legierung, deren Kristallgitter überwiegend, d. h. zu mindestens 85 %, aus Atomen des gleichen Nichteisenmetalls, wie Kupfer oder Aluminium, besteht. Die Legierung ist dann "ausscheidungshärtbar", wenn sie Legierungselemcnte enthält, die das Kristallgitter übersättigen, wenn die Legierung von einer Temperatur, bei der diese Elemente in der Legierung gelöst sind, abgeschreckt wird, und die anschließend durch eine Alterungsbehandlung bei einer mittleren Temperatur aus dem Kristallgitter ausgefällt odor ausgeschieden werden, wodurch eine Härtung durch Ausscheidung erreicht wird, wie es dem Fachmann gut bekannt ist. Ein typisches Beispiel ist die Al-Mg-Si-Legierung für elektrische Leitungsdrähte, die aus 0,3 bis 0,9 % Magnesium, 0,25 bis 0,75 % Silicium, O bis 0,60 % Eisen und Aluminium und Verunreinigungen (d. h. Elemente in einer Menge von weniger als 0,05 %) als Rest besteht. Wenngleich die Erfindung im Hinblick auf diese Legierung für elektrische Leitungsdrähte erläutert wird, versteht ,es sich, daß die Erfindung nicht auf diese Legierung beschränkt ist, sondern auch auf andere ausscheidungshärtbare Legierungen angewandt werden kann.
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Um der Legierung die Form des gewünschten Produkts zu geben, wird diese Legierung im allgemeinen warm und/oder kalt bearbeitet. Die Warmbearbeitung erfolgt bei einer Temperatur, bei der die Struktur während des Bearbeitens rekristallisieren kann, während die Kaltbearbeitung die Bearbeitung unterhalb dieser Temperatur umfaßt. Weiterhin ist' es erwünscht, daß das Endprodukt bestimmte optimale Eigenschaften besitzt, d. h. eine hohe Zugfestigkeit in Kombination mit einer annehmbaren Duktilität, wobei die bestehenden mechanischen Behandlungen und Warmbehandlungen für solche Eigenschaftskombinationen nicht immer verträglich und die Behandlungen zur Erzielung bestimmter Eigenschaftskombinationen nicht immer einfach sind. Die hiermit verbundenen Probleme seien im folgenden im Hinblick auf die Herstellung von elektrischen Leitungsdrähten aus der oben genannten Legierung erläutert, für welche Leitungsdrähte die Anforderungen im Hinblick auf eine minimale Zugfestigkeit, Duktilität und elektrische Leitfähigkeit in Kombination sehr streng sind und wobei keine große Auswahl bezüglich der Verfahren besteht, mit denen diese Eigenschaftskombination erreicht werden kann. Es sei jedoch betont, daß die Erfindung auch auf andere Formen und Legierungen zur Erzielung spezifischer Eigenschaftskombinationen angewandt, werden kann.
Im allgemeinen erfolgt die Herstellung eines Drahtes aus einer solchen Elektroleiter-Legierung in üblicher Weise in einer Mehrzahl von Schritten: Zunächst wird die Legierung entweder in Form eines endlosen Gußstrangs auf einem Gießrad oder in Form von diskontinuierlich vergossenen Stäben mit einer Warmbehandlungstemperatur von etwa 490 bis 520 C
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in ein Walzwerk eingeführt, um am Ausgängsende des Walzwerks Drahtstäbe mit einem Durchmesser von 5 bis 20 mm und in den meisten Fällen zwischen 7 und 12 mm zu ergeben. Während des Walzens kühlt die Legierung jedoch auf etwa 350 0C ab. Dies bedeutet, daß der größte Teil der Legierungselemente Magnesium und Silicium, die für die Durchführung einer Ausscheidungshärtungsbehandlung am Ende des Herstellungsvorgangs eingeführt worden sind, bereits vorzeitig ausgeschieden werden und für den Härtungsvorgang verloren gehen. Aus diesem Grund umfaßt der zweite Herstellungsschritt eine Lösungsbehandlung nach dem Walzvorgang. Dazu werden die aufgewickelten Drahtstäbe während mehrerer Stunden bei einer Temperatur von 500 bis 520 C in öfen aufbewahrt, um die ausgeschiedenen Legierungselemente Wieder in dem Kristallgitter zu lösen. Unmittelbar darauf werden die aufgewickelten Drahtstäbe von der Lösungsbehandlungstemperatur auf eine Temperatur unterhalb 260 C abgeschreckt, wodurch die Struktur in den Zustand überführt wird, in dem die Legierungselemente in Form einer übersättigten Lösung in dem Kristallgitter gelöst bleiben. Diese Abschrecktemperatur ist in den meisten Fällen die Raumtemperatur. Im Anschluß daran werden diese Drahtstäbe kalt gezogen, was zu einer hohen Zugfestigkeit, jedoch auch zu einer starken Verminderung der Duktilität auf ein nicht mehr geeignetes Maß führt. Aus diesem Grund wird der Draht nach dem Ziehen einer Alterungsbehandlung, bei der eine Ausscheidungshärtung erfolgt, unterworfen, indem man den Draht während einiger Stunden bei einer Temperatur von etwa 145 C hält. In dieser Weise werden die Duktilität auf ein annehmbares Maß gebracht und eine beträchtliche Steigerung der Zugfestigkeit erreicht, da die Verluste als Folge des Erweichens der dislozierten Struktur überwiegend durch
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die Ausscheidungshärtung kompensiert werden. Dies ist der Grund dafür, warum die Legierungselemente bis zum Ende der Behandlung weitgehend in Lösung bleiben müssen, damit sie dann in größtmöglichem Umfang bei der Ausscheidungshärtung ausgeschieden oder ausgefällt werden können. Weiterhin ist diese Alterungsstufe, da sie innere Spannungen durch Umlagerung von Dislokationen und durch Austreiben der Legierungselemente aus dem übersättigten Zustand bewirkt, sehr günstig bezüglich der Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit, die während des Abschreckens und Ziehens als Folge von inneren Spannungen abgefallen ist.
Es wurde bereits versucht,- einfachere Methoden zu schaffen, mit denen andere, jedoch annehmbarere Eigenschaftskombinationen erreicht werden können. Insbesondere umfaßt dieses herkömmliche Verfahren eine Lösungsbehandlung bei einer sehr hohen Temperatur während vieler Stunden, was einen wesentlichen Kostenfaktor darstellt, so daß versucht warde, diesen Vorgang überflüssig zu machen. Alle diese Versuche besitzen das gemeinsame Ziel, dem aus dem Walzwerk austretenden Draht eine derart hohe Temperatur zu verleihen, daß die Legierungselemente nicht oder nur in geringem Ausmaß ausgeschieden werden, so daß die Drahtstäbe direkt am Ausgang des Walzwerks abgeschreckt werden können, so daß die Hauptmenge der noch in Lösung vorhandenen Legierungselemente bei der sich anschließenden Ausscheidungshärtung ausgeschieden werden können. Hierzu wurde vorgeschlagen, eine sehr hohe Eingangstemperatur in das Walzwerk oder eine sehr hohe Durchgangsgeschwindigkeit durch das Walzwerk oder eine Zwischenerwärmung zwischen den.Walzschritten anzuwenden. Im ersten Fall ist das Material wegen noch flüssiger eutektischer Verbindungen zwischen den Kristallkörnern
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für das Walzen zu weich; im zweiten Fall ist die Geschwindigkeit für die Anwendung des Verfahrens in Kombination mit einem kontinuierlich betriebenen Gießrad oder einem anderen System der Beschickung des Walzwerks zu hoch; und im dritten Fall kompliziert die Zwischenerwärmung die Walzbehandlung.
Ziel der Erfindung -
Ziel der Erfindung ist es, die hohen Verfahrenskosten zu senken.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, unabhängig von der spezifischen Form des herzustellenden Produkts oder der spezifischen verwendeten Legierung ein Verfahren zur Behandlung von ausscheidungshärtbaren Nichteisenlegierungen anzugeben, das neue Möglichkeiten zur Erzielung von bestimmten Eigenschaftskombinationen ermöglicht, die mit Hilfe der bestehenden Behandlungsverfahren nicht in einfacher Weise erreicht werden können. Insbesondere dann, wenn die Eigenschaften nach -einer Warmbearbeitung, gefolgt von einer Lösungsbehandlung und einem Abschreckvorgang, und einer abschließenden Kaltbearbeitung und dem Altern erreicht werden, besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein alternatives Verfahren anzugeben, bei dem keine Lösungsbehandlung erforderlich ist, insbesondere bei der Herstellung von elektrischen Leitungsdrähten aus der oben angegebenen Al-Mg-Si-Legierung, wobei in gewissen Fällen auch auf die Alterungsbehandlung verzichtet werden kann, da der Effekt des Alterns in anderer Weise erreicht wird.
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Bei dem oben angesprochenen Stand der Technik wurde nicht berücksichtigt, was mit der Legierung während des Abkühlens nach der Warmbearbeitung durchgeführt werden kann, insbesondere welchem Vorgang man sie in dem Bereich der "halbwarraen" Temperaturen unterwerfen kann. Dies ist der Bereich zwischen der IVarmbearbeitungstemperätur, d. h. der Temperatur, bei der die Struktur während der Bearbeitung rekristallisiert, und der Abschrecktemperatur, d. h. der Temperatur, bei der die Atome in der Struktur ausreichend immobilisiert werden, um, abgesehen von Alterungsphänomenen, eine nicht mehr veränderbare rnetallographische Struktur zu ergeben. Dieser Bereich wird nachstehend allgemeiner und genauer erläutert; für die oben erwähnte Al-Mg~Si-Legierung für elektrische Leitungsdrähte liegt dieser Bereich zwischen etwa 260 und etwa 340 0C.
Bei den herkömmlichen Verfahren wird dieser Bereich in Form einer reinen Abschreckung durchlaufen, so daß man ein warmgewalztes Zwischenprodukt mit einer Struktur mit rekristallisiertem Korn erhält, bei der ein Maximum der Legierungselemente in übersättigtem Zustand vorliegt. Erfindungsgemäß wird jedoch das Augenmerk auf diesen Bereich gerichtet, in dem insbesondere eine Bearbeitung während des Abschreckens erfolgt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird unabhängig davon, wie die Legierung zuvor behandelt worden ist, ein schneller Abkühlvorgang von einer Temperatur innerhalb des Bereichs von halbwarmen Temperaturen bis zu einer Abschrecktemperatur durchgeführt, wobei mindestens innerhalb des Abkühlvorgangs in dem genannten Bereich die Legierung bearbeitet wird. Als Ergebnis davon erhält man ein Zwischenprodukt mit einer spezifischen Kornstruktur, die eine gute Struktur ist, mit der man nach der Kaltbearbeitung und er-
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forderlichenfalls nach dem Altern gute Eigenschaften erzielen kann.
Während der Bearbeitung innerhalb des angegebenen Bereichs wird das Korn deformiert und erhält eine längliche Form, während die Dislokationen oder Versetzungen durch das Korn verlaufen, das in dieser Weise in eine Vielzahl von Unterkörnern aufgeteilt- wird, die sich voneinander, durch einen geringfügigen Unterschied der Orientierung in dem Kristallgitter unterscheiden. Diese Struktur wird während der Bearbeitung der Legierung nicht zerstört, da das Material während dieses Vorgangs in einem Temperaturbereich unterhalb der Warmbearbeitungstemperatur gehalten wird. Wenn, wie es bevorzugt ist, eine Legierung verwendet wird, deren' Legierungselemente bei der Ausscheidungshärtung überwiegend, d. h. zu mindestens 5 %, innerhalb dieses Bereichs ausgeschieden werden, werden auch sehr kleine Ausscheidungen gebildet, die mit dem optischen Mikroskop nicht sichtbar sind und die vorzugsweise die oben angesprochenen Dislokationen verankern. Demzufolge ist es bevorzugt, Legierungselemente zu verwenden, die bei der Obergrenze des angegebenen Bereichs zu einem wesentlichen Anteil, d. h. zu wenigstens 5 %, in der Legierung löslich sind. Dies trifft auf die oben erwähnte Al-Mg-Si-Legierung für elektrische Leitungsdrähte zu.
Es ist weiterhin wichtig, daß die. erhaltene Struktur später unter dem Einfluß zusätzlicher Temperatur-Zeit-Energie-Einflüsse, d. hfr einer zu hohen Mobilität der Atome, während einer zu langen Dauer der restlichen Abkühlstufe, nicht zerstört wird. Demzufolge muß der Abkühlvorgang ausreichend schnell erfolgen, um dies zu vermeiden, womit der "schnelle" · Abkühlvorgang erläutert ist. Wenn während des Abkühlvörgangs
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Ausscheidungen gebildet werden, ist dieser Vorgang ausreichend schnell, wenn er ausreichend kurz ist, um zu vermeiden, daß Ausscheidungen mit einer Dimension von mehr als 1 Lim gebildet werden, abgesehen von Ausscheidungen, deren Keime zuvor, d. h. während einer Vorkühlung oder einer Anfangsbearbeitung, gebildet worden sind und durch Zusammenwachsen eine Dimension von mehr als 1 μ erreicht haben. Diese Legierungselemente und großen Ausscheidungen sind für die Bildung der Endstruktür mit sehr feinen Ausscheidungen, die während aer Bearbeitung innerhalb des Bereichs von halbwarmen Temperaturen oder in einer später durchgeführten Endalterung gebildet wird, verloren.
Es ist ersichtlich, daß das Vermeiden eines übermäßigen Zusammenwachsens der Ausscheidungen nicht eine Frage allein der Zeit oder allein der Temperatur ist, sondern einer Kombination von Zeit und Temperatur, wodurch ausreichend Energie zugeführt wird, um die kleinen Ausscheidungen zu mobilisieren und zum Zusammenfließen zu bringen. Demzufolge ist es ersichtlich, daß die Dimension von 1 um keine absolute Grenze darstellt, sondern lediglich dazu dient, eine Größenordnung festzulegen.
Der Bereich der "halbwarmen" Temperaturen ist der Bereich, der zwischen der unteren Temperaturgrenze der Warmbearbeitung und der oberen Temperaturgrenze für das Abschrecken der Struktur legt. Die Warmbearbeitung ist eine Bearbeitung, bei der man die Struktur während des Verformens und Bearbeitungs-Härtens sich durch Rekristallisation wieder setzen läßt, um sie zu erweichen bezüglich der sich anschließenden Deformationen, die bei dem Bearbeiten erreicht werden. Für eine gegebene Legierung ist der Bereich der für die IVarmbearbeitung anwendbaren Temperaturen nicht streng begrenzt.
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Die untere Grenze ist gegeben durch die Möglichkeit" einer ausreichenden Zwischenrekristallisation zwischen den De- . formationen bei der VVarmbearbeitung, um eine wesentliche Bearbeitungs-Härtung zu vermeiden, wobei diese Grenze für jede Legierung dem Fachmann bekannt ist. Beispielsweise liegt fur die oben erwähnte Al-Mg-Si-Legierung für elektrische Leitungsdrähte diese untere Temperaturgrenze für die Warmbearbeitung bei etwa 340 C. Andererseits ist eine Temperatur für das Abschrecken der Struktur eine Temperatur, bei der die Mobilität der Atome derart gering ist, daß die Struktur praktisch in dem vorliegenden Zustand festgelegt wird, d. h., daß die Atome, die noch nicht aus der Lösung in dem Kristallgitter ausgetrieben sind, in übersättigtem Zustand in dem Gitter verbleiben, während die Ausscheidungen in dem Zustand verbleiben, in dem sie sind, was auch auf den Zustand und die Form der Dislokationen zutrifft, wobei keine Rekristallisation erfolgt. Bei einer gegebenen Legierung ist der Bereich von für das Abschrecken geeigneten Temperaturen nicht streng begrenzt:. Die Obergrenze wird durch eine ausreichende Immobilität der Atome festgesetzt, um eine ausreichend schnelle und merkliche Modifizierung der Struktur zu vermeiden, abgesehen von Alterungsphänomenen, wobei diese Grenze dem Fachmann für jede Legierung ausreichend genau bekannt ist. Beispielsweise liegt diese obere Grenze für den Abschreckvorgang bei der oben erwähnten Al-Mg-Si-Legierung für elektrische Leitungsdrähte.bei etwa 260 0C.
Wie bereits erwähnt, wird diese Struktur zerstört, wenn sie innerhalb des Bereichs der halbwarmen Temperaturen bearbeitet wird, jedoch eine zu lange Zeit benötigt, anschließend eine Abschrecktemperatur zu erreichen.' Dieser Zeitraum kann
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jedoch dazu angewandt werden, entweder die Legierung weiter zu bearbeiten oder sie abzuschrecken, d. h. durch ein Abschreckbad zu führen. Im ersteren Fall kann die Legierung dann während der gesamten Dauer des schnellen Abkühlvorgangs bearbeitet werden. Wenn die Abschrecktemperatur erreicht ist, kann die Struktur weiter mit oder ohne Alterungsphänomene auf Raumtemperatur abgekühlt werden/ so daß dann das erhaltene Produkt für eine Kaltbearbeitung zu der gewünschten Form bereit ist.
Die gewünschte spezifische Struktur erhält man während des Abkühlvorgangs innerhalb des angegebenen Bereichs der halbwarmen Temperaturen, abgesehen von den Strukturänderungen, die zuvor erreicht worden sind. Es ist jedoch angebracht, die Bearbeitung innerhalb dieses Bereichs mit einer Maximalmenge der Legierungselemente in gelöstem Zustand zu beginnen, so daß diese Elemente durch vorzeitige Ausscheidung für die spätere Ausscheidung in der oben beschriebenen V/eise während des Bearbeitens oder anschließend in einer Alterungsstufe nicht verlorengehen. Im allgemeinen wird die Legierung zuvor warm bearbeitet, d. h. gewalzt oder extrudiert, worauf dem Abkühlvorgang eine Vorkühlung von der IVarmbearbeitungsternperatur vorausgeht. Um ein Maximum der Legierungsolemente nach diesem Vorgang in Lösung zu halten, sollte dieser Vorgang vorzugsweise, von einer Temperatur ausgehen, die möglichst hoch liegt, vorzugsweise von einer Temperatur, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen, d. h. einer Temperatur im Bereich, bei der mindestens die Hälfte der Legierungselemente, die für die Ausscheidungshärtung verantwortlich sind, löslich sind. Im Fall der oben erwähnten Al-Mg-Si-Legierung für elektrische Leitungsdrähte liegt die unterste Grenze dieses Bereichs bei etwa 470 C.
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Es ist weiterhin ersichtlich, daß diese Vorkühlung vorzugsweise ausreichend schnell durchgeführt werden sollte, da diese Legierungselemente sonst ausgeschieden wurden, bevor die Bearbeitung innerhalb des Bereichs der halbwarmen Temperaturen einsetzt. Vorzugsweise wird die Legierung während dieser Vorkühlung warm bearbeitet.
Im allgemeinen schließt sich diese Vorkühlung direkt einer Anfangswarmbearbeitung an, deren Anfangstemperatur eine Temperatur ist, bei der die Legierungselemente eine Wesentliche Löslichkeit besitzen, um ein Maximum der Legierungselemente in Lösung zu halten, wobei die Temperatur innerhalb des Bereichs gehalten wird, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen.
Es kann zweckmäßig sein, daß man die Legierung während der Vorkühlung bearbeitet, oder daß man die Legierung unmittelbar vor der Vorkühlung einer Anfangswarmbearbeitung unterwirft. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Anfangstemperatur der Anfangswarmbearbeitung eine Temperatur ist, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen. Zumindest ist es zweckmäßig, daß die Temperatur während der Anfangswarmbearbeitung in dem Bereich gehalten wird, in dem die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen. Dabei kann die Dauer der Anfangswarmbearbeitung geringer sein als die Dauer der Vorkühlung, wobei die durchschnittliche Kühlgeschwindigkeit weniger als die Hälfte der durchschnittlichen Kühlgeschwindigkeit der Vorkühlungsstufe beträgt.
Wenn es nun erwünscht ist, ein Produkt in Drahtform zu bilden, kann die Bearbeitung während der Anfangswarmbearbeitung,
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der Vorkühlung und dem Abkühlvorgang auf die Abschrecktemperatur durch Extrusion oder Walzen erfolgen, wenngleich das Walzen bevorzugt ist. Die drei Bearbeitungsmaßnahmen können dann in Form eines Vorgangs in ein und demselben kontinuierlich betriebenen Mehrfachdurchgangs-Walzwerk' durchgeführt werden, in dessen Anfangsabschnitt das Anfangswarmwalzen, in dessen Zwischenabschnitt das Walzen und die Vorkühlung und in dessen Endabschnitt das Walzen innerhalb des Abkühlvorgangs auf die Abschrecktemperatur ablaufen. In dem Anfangsabechnitt für die Anfangswarmbearbeitung ist ein zu starkes Abkühlen nicht erwünscht, um ein Maximum der Legierungselemente in Lösung zu halten, wobei sogar eine Zwischenerwärmung angewandt werden kann; während der mittlere Abschnitt und der Endabschnitt vorzugsweise in der Weise durchlaufen werden, daß aus den oben angegebenen Gründen ein schnelles Abkühlen erreicht wird« Aus diesem Grund kann man bei dem kontinuierlich betriebenen Mehrfachdurchgangs-Walzwerk zwei Abschnitte unterscheiden, nämlich den Anfangsabschnitt, der für die Anfangswarmbearbeitung vorgesehen ist/ in dem das Kühlen der Walzeinrichtungen auf einem Minimum gehalten wird, wobei auch ein Zwischenerwärmen erfolgen kann, um die Temperatur bei einer Temperatur zu halten, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen; und ein Endabschnitt, in dem die Vorkühlung und der sich unmittelbar daran anschließende Abkühlvorgang auf die Abschrecktemperatur durchgeführt werden, indem das Kühlen der Walzeinheiten sehr stark ist, so daß diese Abkühlvorgänge, aus den oben angegebenen Gründen ausreichend schnell erfolgen, um eine Ausscheidung auf übermäßig große Dimensionen zu vermeiden und um ohne die Möglichkeit einer Rekristallisation eine spezifische metallographische Struktur zu erzielen. In dieser Weise erhält man
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Drahtstäbe mit guter metallographischer StrukturT die ohne Zwischenwarmbehandlung zu Drähten gezogen werden können, die erforderlichenfalls einer abschließenden Alterung unterworfen werden können. Das in das Walzwerk eingeführte Produkt kann ein Stab oder ein Block sein, liegt jedoch vorzugsweise in Form eines endlosen Strangs vor, der von einer kontinuierlich betriebenen Gießvorrichtung zugeführt wird. In dieser Weise geht nur ein Minimum der Wärmeenergie verloren, und die Legierungselemente bleiben überwiegend in Lösung. Wenn der Strang sich zu stark abkühlt, kann man ihn um ein Maximum der Legierungselemente in Lösung halten, wieder auf seinem Weg zu dem Walzwerk erwärmen, ohne daß man jedoch die Schmelztemperatur, das heißt die Temperatur erreicht, bei der die eutektischen Verbindungen an den Korngrenzen zu erweichen beginoen, wodurch ein gutes Walzen verhindert würde. Dem Strang kann ein kreisförmiger Querschnitt verliehen werden.
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Dabei kann es von Vorteil sein, daß man den Strang au: seinem 'Weg zu dem Walzwerk ohne Erreichen der Schmelztemperatur erwärmt . Vorteilhaft ist es, wenn man als Nichteisenlegierung eine Kupferlegierung oder eine Aluminiumlegierung verwendet. Insbesondere kann eine Aluminiumlegierung des Typs Al-Cu-Si, Al-Cu-Mg, Al-Si oder Al-Mn verwendet werden oder eine Aluminiumlegierung, die als Legierungselemcnte Magnesium und Silicium enthält. Von Vorteil kann es auch sein, daß die Legierung aus 0,3 bis 0,9 % Magnesium, 0,25 bis 0,75 % Slicium, 0 bis 0,60 % Eisen und Aluminium und Verunreinigungen als Rest besteht, wobei sich der Bereich der halbwarmen Temperaturen von etwa 340 bis 260 C erstreckt und der Bereich, in dem'die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen, eine untere
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Grenze von etwa 470 C aufweist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn man den Strang mit einer Temperatur zwischen 500 und 530 0C dem Eingang des kontinuierlich betriebenen Mehrfachdurchgangs-lValzwerks zuführt.
Nach dem Stand der Technik wi.rd dieser Strang nach dem kontinuierlichen Vergießen der Legierung unter Bildung eines verfestigten endlosen Strangs, der das Gießrad mit einer Temperatur verläßt, bei der die Legierungselemente noch in Lösung sind, kontinuierlich und sofort einem kontinuierlich betriebenen Mehrfachdurchgangs-Walzwerk zugeführt, in dem zwei Abschnitte unterschieden werden können. In dem ersten Abschnitt, in dem der Querschnitt des Strangs vermindert wird, ,vorzugsweise etwa die Hälfte der Durchgänge, erfolgt das Kühlen nur zu einem Minimum, um.eine übermäßige Ausscheidung zu vermeiden, da den zuerst gebildeten Ausscheidungen mehr Zeit zum Zusammenballen zur Verfügung steht, was bedeutet, daß die Temperatur bei einer Temperatur gehalten wird, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen, welche Temperatur für die genannte Legierung mindestens 470 C beträgt. In dem zweiten Abschnitt erfolgt das Kühlen derart stark, daß die Temperatur direkt von einer Temperatur, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen, auf eine Abschrecktemperatur vermindert wird', die bei der Legierung dieser Zusammensetzung unterhalb 260 C liegt. Bei diesem Vorgang durchläuft das Material den Bereich der halbwarmen Temperaturen, bei denen die oben erläuterte Struktur gebildet wird, und wird dann weiter unter ständiger Bearbeitung auf eine Abschrecktemperatur abgekühlt. Das abschließende Walzen unterhalb des Boreichs der halbwarmen Temperatur besitzt die Funktion der Kaltbearbeitung vor dem Ziehen,
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wobei jedoch der wesentliche Punkt darin zu sehen ist, daß die Struktur ausreichend abgekühlt wird, um die Zerstörung der spezifischen Subkornstruktur zu vermeiden. Die in dieser Weise erhaltenen Drahtstäbe besitzen im allgemeinen einen Durchmesser von 7 bis 10 mm und besitzen dann eine gute metallographische Struktur für das weitere Ziehen, so daß man ein Produkt mit guten Eigenschaften erhält, ohne daß es erforderlich ist, eine Zwischenlösungsbehandlung durchzuführen.
Wenn die vorzeitige Ausscheidung jedoch nicht stört, kann die Temperatur des Warmwalzens in dem ersten Abschnitt unterhalb 470 C, jedoch oberhalb 340 C liegen, und man kann das Abkühlen auf eine Temperatur in den Bereich der halbwarmen Temperaturen zwischen 2GO und 340 C langsam bewirken. Das schnelle Abkühlen während der letzten Durchgänge durch das Walzwerk umfaßt jedoch vorzugsweise ein Kühlen von oberhalb 470 0C auf unterhalb 260 0C, so daß das Abschrecken mit dem Ziel erfolgen muß, das Material im Verlaufe der letzten Durchgänge um mehr als 210 0C abzukühlen. Dies entspricht einer durchschnittlichen Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 50 C/Sekunde. Die in das Walzwerk ein-, geführte Legierung liegt vorzugsweise in Form eines endlosen Gußstrangs vor, kann jedoch auch in Stabform oder in anderer Form eingeführt werden, wobei man dan das Gießrad in Richtung auf das Walzwerk verlassenden Gußstrang auch einer Zwischencrwärmung unterwerfen kann.
Von Vorteil ist es bei der Herstellung von Walzdraht aus einer Aluminiumlegierung, aus 0,3 bis 0,9.% Magnesium, 0,25 bis 0,75 % Silicium, 0 bis 0,60 % Eisen und Aluminium und Verunreinigungen als Rest, bei dem man die Legierung einem
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Anfangswalzvorgang bei einer Temperatur oberhalb 340 C unterwirft und anschließend auf eine Temperatur unterhalb 260 C abkühlt, daß man die Legierung innerhalb des Temperaturbereichs von 340 bis 260 0C schnell abkühlt und walzt. Es kann auch zweckmäßig sein, wenn man das Anfangswalzen bei einer Temperatur oberhalb etwa 470 C durchführt und die Legierung anschließend schnell auf eine Temperatur unterhalb 260 C abkühlt und in dem Temperaturbereich zwischen 340 und 260 0C walzt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man auch die Legierung mit einer Temperatur von oberhalb etwa 470 C in ein kontinuierlich betriebenes Mehrfachdurchgangs-Walzwer.k einführen, wobei die Legierung bei den Anfangsdurchgängen bei einer Temperatur oberhalb etwa 470 0C und bei den anschließenden Enddurchgängen unter schnellem Abkühlen
yf eine Temperatur unterhalb 260 0C gewalzt wird. Dann kann die Austrittstemperatur der Legierung am Ende des Walzwerks auch mindestens 140 . C und nicht mehr als 200 C betragen. Anschließend wird die Legierung noch dem Austreten aus dem Walzwerk bei einer Temperatur zwischen 135 und 155 °C gezogen oder beim Austreten aus dem V/alzwerk schnell auf eine Temperatur unterhalb 100 C abgeschreckt. Vorteilhaft ist es, wenn man die Legierung in Form eines kontinuierlichen Gußstrangs mit einer Temperatur zwischen 500 und 530 C in das kontinuierlich betriebene Mehrfachdurchgangs-lValzwerk einführt. .
Ausführungsbeispiel .
Es wurden vier Proben dieser Legierung behandelt. Sämtliche vier Legierungen werden nach dem kontinuierlichen Vergießen in Form eines Strangs mit einer Dicke von 40 mm bei einer
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Temperatur von etwa 500 0C in ein kontinuierlich betriebenes Walzwerk mit 13 Durchgängen eingeführt, das sie in Form von Drahtstäben mit einem Durchmesser von 9,5 mm vorlassen. Die Austrittsgeschwindigkeit der Drahtstäbe aus dem Walzwerk beträgt 3m/s. Bei den vier Proben erfolgt jedoch das Abkühlen unterschiedlich: Bei den drei ersteren Proben verbrauchen die sechs ersten Durchgänge durch das Walzwerk eine minimale Menge der Kühlflüssigkeit im Bereich von 5 m /Stunde·, so daß der Draht nach dem sechsten Durchgang eine Temperatur von etwa 480 C besitzt. Während der letzten sieben Durchgänge erfolgt ein unterschiedlicher Verbrauch der Kühlflüssigkeit von bis zu 30 mo/Stunde in Abhängigkeit von der angestrebten Austrittstemperatur, die für die drei Proben Nr. 1, 2 bzw. 3 140 0C, 180. 0C bzw. 250 0C beträgt. Diese Drahtstäbe werden dann aufgewickelt und als Ausgangsmaterial für das Kaltziehen und spätere Altern verwendet. Die vierte Probe wird in üblicher Weise behandelt, d. h., beginnend mit einer Temperatur von etwa 500 C unter gleichmäßigem Verbrauch der Kühlflüssigkeit bei sämtlichen Durchgängen von etwa 10 m /Stunde gewalzt, so daß die Drahtstäbe mit einer Temperatur von etwa 350 0C aus dem Walzwerk austreten. Diese Drahtstäbe werden dann nach dem Aufwickeln einer Lösungsbehandlung im Ofen während 10 Stunden bei 530 C unterworfen und unmittelbar darauf schnell auf Raumtemperatur abgekühlt, wodurch man die Probe Nr. 4 mit einem Durchmesser von 9,5 mm erhält.
Diese vier Proben werden dann ohne Zwischenwärmebehandlung zu einem Draht mit einem Durchmesser von etwa 3,05 mm gezogen und dann während 10 Stunden bei einer Temperatur von 145 C einer Alterungsbehandlung unterworfen.
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Bei den in den folgenden Tabellen I und II angegebenen Ergebnissen stehen die Werte "WR" für die Werte, die an den Drahtstäben vor dem Ziehen gemessen wurden, und die Werte "AD" für die Werte, die an dem Draht nach dem Ziehen und vor dem Altern gemessen wurden, während die Werte Al und A3 bis AlO für die Werte stehen, die an dem gezogenen Draht' nach dem Altern während 1 Stunde, 3 Stunden und bis zu 10 Stunden gemessen wurden, um den Effekt der Alterungsbehandlung zu verfolgen.
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Tabelle I Zugfestigkeit in kg/mm und Dehnung in Prozent (abgekürzt mit R bzw. A bezeichnet)
Probe | WR | AD | 5 | Al | ,8 | A3 | ,8 | A5 | ,25 | A7 | 5 | A9 | ,75 | AlO | ,75 |
1 | 23,31-5 | 30,79-4 | 5 | 31,64-5 | ,8 | 33,48-6 | 34,58-7 | ,75 | 34,74-6, | 35,24-6 | 35,15-6 | ,75 | |||
2 | 28,26-7 | 34,98-4 | 34,00-4 | ,5 | 33,82-5 | .8 | 34,02-5 | 33,63-5 | 75 | 33,41-5 | ,25 | 33,45-4 | ,25 | ||
3 | 26,52-6 | 30,52-4, | 29,59-4 | 29,17-4 | ,5 | 29,11-5 | 28,65-4, | 28,39-4 | ,75 | 28,38-4 | |||||
4 | 17,51-21 | 28,75-4, | 31,26-7 | 32,51-8 | 33,07-7 | 33,34-8 | 34,24-8 | 34,11-8 | |||||||
Spezifischer Widerstand in Ohm mm /cm
Probe | WR | AD | Al | A3 | A5 | A7 | A9 | AlO |
1 | 32,89 | 33,09 | 32,66 | 32,19 | 32,00 | 31,71 | 31,63 | 31,42 |
2 | 31,20 | 32,23 | 31,07 | 30,88 | 30,77 | 30,39 | 30,34 | 30,42 |
3 | 31,44 | 29,95 | 29,85 | 29,73 | 29,78 | 29,50 | 29,66 | 29,50 |
4 | 33,36 | 33,56 | 32,98 | 32,62 | 32,19 | 32,19 | 32,04 | 32,01 |
25.3.19S0 - 20 - 56 731/17
In der Tabelle I kommt die Probe Nr. 1 der Probe des Standes der Technik Nr. 4 am nächsten. Von Bedeutung ist jedoch, daß in diesem Fall zunächst die Spezifikationen
2 ESE 78 (R > 33 kg/mm und A > 4 %) noch erreicht werden, ohne daß eine kostspielige Lösungsbehandlung erforderlich ist. Weiterhin ist zu erkennen, daß im Fall der Probe Nr. 2 die Alterung die mechanischen Eigenschaften nicht modifiziert, so daß in diesem Fall auch auf diese Behandlung verzichtet werden kann. Dies ist eine Folge eines Alterungseffekts an der Subkornstruktur während der weiteren Kühlung des aufgewickelten Drahts an der Luft auf Raumtemperatur, was zur Folge hat, daß keine zusätzliche Alterung notwendig ist. Dies ergibt den Vorteil, daß solche Drahtstäbe nach dem Walzen, die in gewissen Fällen erst nach Wochen gezogen werden, keiner natürlichen Alterung mehr unterliegen, so daß ihre Eigenschaften nach der Auslieferung die gleichen sind wie nach der Herstellung. Dies führt in gewissen Fällen auch dazu, daß auf die Notwendigkeit der Zwischenalterungsbehandlung der Drahtstäbe nach der Herstellung verzichtet werden kann. Aus der Tabelle II ist schließlich zu erkennen, daß die Leitfähigkeit um etwa 5 % besser ist, so daß sich eine Materialeinsparung von 5 % erreichen läßt.
Aus der Tabelle II ist weiterhin zu. erkennen,.daß die Probe Nr. 3 bezüglich der Löslichkeit die beste ist. Wenn die Zugfestigkeit von geringerer Bedeutung ist, kann man-das Verfahren in der Weise steuern, daß.man ein solches Produkt erhält. Im Fall dieser Probe Nr. 3 erfolgte das Abschrecken in dem zweiten Abschnitt des Walzwerks weniger schnell, wobei die Subkornstruktur bereits zu einem geringen Anteil zerstört ist und Ausscheidungen enthält, die etwas mehr gewachsen sind, so daß sich hieraus die schlechteren mechani-
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sehen Eigenschaften und die gute Leitfähigkeit erklären.
Im Fall der Probe Nr. 1 erfolgt das Abschrecken in dem zweiten Abschnitt sehr schnell, liier konnte nur ein geringer Teil der Legierun'gselemente in der gewünschten Weise ausgeschieden werden, während das restliche Material in übersättigtem Zustand verblieben ist. Dies ist der Grund dafür, daß diese Probe nach einer Alterung zugänglich ist. Diese Probe nützt somit teilweise das herkömmliche Verfahren, teilweise die Vorteile der erfindungsgemäßen Struktur aus, wodurch sich eine sehr gute Kombination von mechanischen und elektrischen Eigenschaften erreichen läßt, wobei ein abschließender Alterungsvorgang erforderlich ist, jedoch keine kostspielige Lösungsbehandlung durchgeführt werden muß.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das demzufolge die Behandlungen der Proben 1 bis 3 umfaßt, ermöglicht eine gute Steuerung der Erzielung unterschiedlicher Eigenschaftskombinationen in Abhängigkeit von dem angestrebten Anwendungszweck und davon, ob das Produkt auf elektrischem Gebiet eingesetzt worden soll oder nicht. Die bevorzugte Austrittstemperatur aus dem Walzwerk sollte nicht niedriger als 140 0C und nicht höher als 200 0C liegen.
Bezüglich der Proben 1 und 2 ist zu erwähnen, daß die Probe 1, die beim Abschrecken auf 140 C bearbeitet wurde,- noch teilweise übersättigt war. Wenn die Probe später kalt gezogen wird, zeigt die sich anschließende Alterungsbehandlung bei 145 0C während 10 Stunden deutlich den Effekt der Ausscheidung der Legierungselemente in übersättigtem Zustand. Der Effekt der Alterung kann jedoch schneller erreicht
25.3.1980 - 22 - 56 731/17
werden, indem man das Kaltziehen und die Alterungswärmebehandlung durch ein Ziehen bei der Alterungstemperatur zwischen -135 und 155 C ersetzt. Der Effekt der mechanischen Behandlung während der Zeit, bei der der Draht sich auf der Alterungstemperatur befindet, ist darin zu sehen, daß die Alterung wesentlich schneller abläuft und am Ende des Abkühlens nach dem Ziehen beendet ist. Dies ermöglicht auch einen Verzicht auf die langwierige Alterungswärmebehandlung. .
Bei der Probe 2, die beim Abschrecken auf 180 0C bearbeitet wurde, sind die Legierungselemente während der Bearbeitung und auch durch einen Alterungseffekt des aufgewickelten Materials beim Abkühlen der Probe auf Raumtemperatur praktisch vollständig in der speziellen Subkornstruktur ausgeschieden worden. Wenn das Material später kalt gezogen wird, zeigt die sich anschließende Alterungsbehandlung keinen Alterungseffekt, da die Ausscheidungen in der Struktur verankert sind. Eine weitere Alterung ist jedoch dann möglich, wenn sie zur Erzielung einer besseren Duktilität oder zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit erwünscht ist, indem man das Material bei der Alterungstemperatur zieht, wie es bei der Probe 1 der Fall ist.
Es ist weiterhin möglich, eine Alternative der Probe 2, die beim Abschrecken auf 180 C bearbeitet wird, zu bilden, indem man das Material nach dem Austreten aus dem Walzwerk schnell auf eine Temperatur unterhalb 100 0C abkühlt, statt das Material langsam in aufgewickeltem Zustand auf diese Temperatur abzukühlen. Das Ergebnis ist, daß während des langsamen Abkühlens des aufgewickelten Materials ein Alterungseffekt vermieden wird und der Alterungszustand
25.3.1980 - 23 - 56 731/17
weniger weit voranschreitet. Dieser weniger.weit vorangeschrittene Alterungszustand kann auch dadurch erreicht werden, daß man das Material beim Abschrecken auf eine Temperatur von mehr als 180 C bearbeitet und dann schneller abkühlt, da der Alterungszustand eine Frage der Mobilität der Atome (oder der Temperatur) und der Zeit, während der die Atome sich bewegen können, ist. Wenn eine solche Probe in weniger stark ausgeprägtem Alterungszustand bei der Alterungstemperatur gezogen wird, erreicht man ein weiteres Altern, jedoch in einem geringeren Ausmaß als im Fall der Probe 2.
Es kann weiter angenommen v/erden, daß ein weiteres Ziehen bei der Alterungstemperatur, die vorzugsweise zwischen und 150 0C liegt, mit oder ohne ein vorheriges Abschrecken auf eine Temperatur unterhalb etwa 100 C weitere Möglichkeiten eröffnet, die Eigenschaftskombinationen der Legierung gewünschtenfalls zu modifizieren.
Wie bereits erwähnt, liegt die Temperatur der oben angesprochenen Al-Ng-Si-Legierung zu Beginn und während der Anfangswarmbearbeitung oder des Warmwalzens vorzugsweise oberhalb der Temperatur, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen, die für diese Legierung etwa 470 C beträgt, wenngleich dies keine absolute Grenze ist und von der genauen Zusammensetzung der Legierung abhängt. Beispielsweise werden bei verschieden zusammengesetzten Legierungen eine vollständige Lösung oder Homogenisierung bei den folgenden Temperaturen erreicht: für 0,6 % Magnesium und 0,6 iS Silicium: 520 0C; für 0,6 % Magnesium und 0,4 % Silicium: 500 C; für 0,4 % Magnesium und 0,6-% Silicium: 490 0C; für 0,4 % Magnesium und 0,4 % Silicium: 470 0C.
25.3.1980 24 - 56 731/17
Wenn man die warme Legierung bei der bevorzugten Temperatur von 500 bis 530 0C einsetzt, liegt die überwiegende Mehrzahl der Legierungselemente noch in gelöstem Zustand vor, ohne daß die Gefahr des Schmelzens der Legierung besteht. Die Temperatur "sollte in der Tat nicht oberhalb 550 0C liegen, da die eutektischen Verbindungen Al-Mg2-Si und Al-Si-Mg-Si eine Verfestigungstemperatur von lediglich 585 °C bzw. 550 0C besitzen.
Nach dem Austreten aus dem Walzwerk besitzen die Drahtstäbe im allgemeinen die Form eines aufgewickelten Strangs, der" im allgemeinen einen Durchmesser von 7 bis 10 mm besitzt, und weisen eine metallographische Struktur mit länglichen Körnern auf, die durch das Walzen gebildet worden sind und in Unterkörner aufgeteilt sind, deren Korngrenzen durch die oben erläuterten Dislokationen gebildet werden. Wenn man die Legierungselemente für die Ausscheidung verwendet, sind diese Elemente zumindest zu 20, 30, 40 oder 50 % in Form von kleinen Ausscheidungen vorhanden, die mit dem optischen Mikroskop nicht sichtbar sind oder zumindest kleiner als 1 ,um sind, da die größeren Ausscheidungen für die weitere Verbesserung der Eigenschaften nicht mehr verwendet werden können. '
Die Erfindung ist nicht auf Al-Mg-Si-Legierungen beschränkt Es versteht sich, daß man unter Anwendung der obigen Vorschriften und Erläuterungen bezüglich der physikalischen Phänomene äquivalente Arbeitsweisen bei geeigneten Temperaturen unter Verwendung anderer ausscheidungshärtbarer Nichteisenlegierungen anwenden kann. Im Hinblick auf Aluminiumlegierungen kann man insbesondere eine Legierung des Typs Al-Cu-Si, Al-Cu-Mg, Al-Si oder Al-Mn auswählen. Als Kupfer-
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legierungen kann man eine Legierung der Klasse Cu-Ag, Cu-Be, Cu-Cd, Cu-Fe, Cu-Zn, Cu-Ti, Cu-Sn, Cu-Hf, Cu-Cr, Cu-Co1Cu-Mg-Si, Cu-Mg-P, Cu-Co-Si, Cu-Mi-Fe, Cu-Ni-Si, Cu-Mi-P, Cu-Be-Mi und Cu-Co-Be verwenden.
Die Erfindung ist auch nicht auf das Walzen als Bearbeitungsmaßnahme beschränkt. Insbesondere kann das Bearbeiten während des Abschreckens innerhalb des Bereichs der halbwarmen Temperaturen auch ein schnelles Biegen in verschiedener 'Richtung durch Hindurchführen des Materials zwischen eine Reihe von Walzmundstücken oder das Bearbeiten in Form von Torsionsbehandlungen, d. h. durch Verdrehen des Materials zu einem Kabel, erfolgen. Wenn das Produkt in Drahtform vorliegt, muß es nicht notwendigerweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzen, sondern kann auch in Form eines Streifens oder mit anderer länglicher Querschnittsform vorliegen.
Die Walzbehandlung muß nicht notwendigerweise ein kontinuierlich betriebenes Walzen nach dem kontinuierlichen Vergießen sein. Man kann beispielsweise auch ein Walzen anwenden, das mit einer Ouerschnittsverminderung von Blöcken oder Drahtstäben beginnt, worauf die in dieser Weise gebildeten Stränge an ihren Enden zusammengeschweißt werden, wenn sie aus dem Walzwerk austreten, worauf der in dieser Weise gebildete lange Strang kontinuierlich in das kontinuierlich betriebene Mehrfachdurchgangs-Walzwerk eingeführt werden kann.
Claims (29)
1. Verfahren zur Behandlung von ausscheidungshärtbare.n Nichteisenlegierungen, bei dem die Legierung einem schneien Abkühlvorgang von einer Temperatur im Bereich von halbwarmen Temperaturen bis zu einer Abschrecktemperatur unterworfen wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Legierung mindestens innerhalb dieses Temperaturbereichs bearbeitet wird. ,
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daB man eine Legierung verwendet, die Legierungselemente enthält, die an der oberen Grenze des Temperaturbereichs überwiegend in der Legierung löslich sind, so daß das Bearbeiten durch eine wesentliche Ausscheidung der Legierungselemente begleitet wird, wobei die Dauer des schnellen Abkühlvorgangs so kurz ist, daß die Bildung von Ausscheidungen mit einer Dimension von mehr als 1 um vermieden wi rd.
3. Verfahren nach einem der Punkte 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß man die Legierung während der gesamten Dauer des schnellen Abkühlvorgangs bearbeitet.
4. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß man die Legierung nach dem Abkühlvorgang ohne zwischenzeitliche Erwärmung kalt bearbeitet.
5. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß man unmittelbar vor dem Abkühlvorgang eine Vorkühlung von einer Warmbearbeitungstemperatur durchführt.
6.- Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorkühlung schnell durchgeführt wird, wobei die Ausgangstemperatur eine Temperatur ist, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen.
7. Verfahren nach einem der Punkte 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß man die Legierung während der Vorkühlung bearbeitet.
8. Verfahren nach einem der Punkte 5 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß man die Legierung unmittelbar vor der Vorkühlung einer Anfangswarmbearbeitung unterwirft.
9. Verfahren nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Anfangstemperatur der Anfangswarmbearbeitung eine Temperatur ist, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen.
10. Verfahren nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Temperatur während der Anfangswarmbearbeitung in dem Bereich gehalten wird, in dem die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen.
11. Verfahren nach Punkt 10 in Kombination mit Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Dauer der Anfangswarmbearbeitung geringer ist als die Dauer der Vorkühlung, wobei die durchschnittliche Kühlgeschwindigkeit weniger als die Hälfte der durchschnittlichen Kühlgeschwindigkeit der Vorkühlungsstufe beträgt.
12. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Bearbeitung das Auswalzen der Legierung-zu einer länglichen Form umfaßt.
13. Verfahren nach den Punkten 7 und 10, gekennzeichnet dadurch, daß man die Bearbeitungsmaßnahmen während der Anf angsvvarmbearbeitung, der Vorkühlung und des Abkühlvorgangs auf die Abschrecktemperatur in ein und demselben·kontinuierlich betriebenen Mehrfachdurchgangs-Walzwerk durchführt, bei dem zwei Abschnitte unterschieden werden können, nämlich ein erster Anfangsabschnitt, in dem das Abkühlen der Legierung nicht , unter die Temperaturgrenze der wesentlichen Löslichkeit der Legierungselement'e durchgeführt wird, und ein zweiter Schlußabschnitt, in dem die Legierung schnell auf eine Abschrecktemperatur abgekühlt wird.
14. Verfahren nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Legierung anschließend ohne Zwischenwarmbehandlung kalt gezogen wird.
15. Verfahren nach Punkt 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Legierung anschließend einer Alterungsbehandlung unterworfen wird.
16. Verfahren nach einem der Punkte 13 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß vor der Anf angsvvarmbearbeitung die Legierung kontinuierlich zu einem Strang vergossen wird, der mit einer Temperatur, bei der die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen, dem Eingang des kontinuierlich betriebenen Mehrfachdurchgangs-lValzwerks kontinuierlich zugeführt wird.
17. Verfahren nach Punkt 16, gekennzeichnet, dadurch, daß. man den Strang auf seinem IVeg zu dem Walzwerk ohne Erreichen der Schmelztemperatur erwärmt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß man als Nichteisenlegierung eine Kupferlegierung oder eine Aluminiumlegierung verwendet.
19. Verfahren nach.Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß man als Nichteisenlegierung eine Aluminiumlegierung des Typs Al-Cu-Si, Al-Cu-Mg, Al-Si oder Al-Mn verwendet.
20. Verfahren nach Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß man als Nichteisenlegierung eine Aluminiumlegierung verwendet, die als Legierungselemente Magnesium und Silicium enthält.
21. Verfahren nach Punkt 20, gekennzeichnet dadurch, daß die Legierung aus 0,3 bis 0,9 % Magnesium, 0,25 bis 0,75 % Silicium, 0 bis 0,60 % Eisen und Aluminium und Verunreinigungen als Rest besteht, wobei der Bereich der halbwarmen Temperaturen sich von etwa 340 bis 260 C erstreckt und der Bereich, in dem die Legierungselemente eine wesentliche Löslichkeit besitzen, eine untere
- Grenze von etwa 470 C aufweist..
22. Verfahren nach Punkt 20 in Kombination mit den Punkten 13 und 16, gekennzeichnet dadurch, daß man den Strang mit einer Temperatur zwischen 500 und 530 0C dem Eingang des kontinuierlich Betriebenen Mehrf ächdurchgangs-'.Valzwerks zuführt. '
23. Verfahren nach Punkt 1 bis 22, gekennzeichnet dadurch, daß zur Herstellung von IValzdraht aus einer Aluminiumlegierung aus 0,3 bis 0,9 % Magnesium, 0,25 bis 0,75 % Silicium, O bis 0,60 % Eisen und Aluminium und Verunreinigungen als Rest, bei dem man die Legierung einem Anfangswalzvorgang bei einer Temperatur oberhalb 340 C unterwirft und anschließend auf eine Temperatur unterhalb 260 .C abkühlt, die Legierung innerhalb des Temperaturbereichs von 340 bis 260 C schnell abkühlt und walzt.
24. Verfahren nach Punkt 23, gekennzeichnet dadurch, daß man das Anfangswalzen bei einer Temperatur oberhalb etwa 470 C durchführt und die Legierung anschließend schnell auf eine Temperatur unterhalb 250 C abkühlt und in dem Temperaturbereich zwischen 340 und 260 0C walzt.
25.3.1980 - 31 - 56 731/17
25. Verfahren nach Punkt 24, gekennzeichnet dadurch, daß man die Legierung mit einer Temperatur von oberhalb etwa 470 C in ein kontinuierlich betriebenes fiehrf achdurchgangs-l'/alzwerk einführt, wobei die Legierung bei den Anfangsdurchgängen bei einer Temperatur oberhalb etwa 470 0C und bei den anschließenden Enddurchgängen unter schnellem Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb 260 °C gewalzt wird.
25.3.1980 - 30 - 56 731/17
25.3.19S0 -.29 - 56 731/17
25.3.1980 - 28 - 56 731/17
25.3.1980 - 27 - 56 731/17
25.3.1930 - 26 - ' 56 731/17
Erfindungsanspruch
26. Verfahren nach Punkt 25, gekennzeichnet dadurch, daß die Austrittstemperatur dor Legierung am Ende des Walzwerks mindestens 140 0C und nicht mehr als 200 0C beträgt.
27. Verfahren nach Punkt 26, gekennzeichnet dadurch, daß man die Legierung nach dem Austreten aus dem Walzwerk anschließend bei einer Temperatur zwischen 135 und 155 0C zieht. .
28. Verfahren nach Punkt 27, gekennzeichnet dadurch, daß man die Legierung beim Austreten aus dem Walzwerk schnell auf eine Temperatur unterhalb 100 0C abschreckt,
29. Verfahren nach einem der Punkte 23 bis 28, gekennzeichnet dadurch, daß man die Legierung in Form eines kontinuierlichen Gußstrangs mit einer Temperatur zwischen 500 und 530 0C in das kontinuierlich betriebene Mehrfachdurchgang s-V/alzwerk einführt.
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Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2524832B1 (fr) * | 1982-04-09 | 1986-03-28 | Magyar Kabel Muevek | Procede de preparation de fils d'aluminium |
EP0257904A3 (de) * | 1986-08-20 | 1989-06-21 | Alcan International Limited | Kontaktleiter für elektrische Fahrzeuge |
WO1999032239A1 (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-01 | Technalum Research, Inc. | Process and apparatus for the production of cold rolled profiles from continuously cast rod |
EP1201779B1 (de) * | 2000-10-27 | 2006-03-08 | Alcan Technology & Management AG | Verfahren zur Herstellung von einem elektrischen Leiter aus einer Aluminiumlegierung |
EP2415895B2 (de) | 2010-08-02 | 2019-07-31 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils für Kraftfahrzeuge |
EP2415882B1 (de) * | 2010-08-02 | 2016-03-23 | Benteler Automobiltechnik GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils aus einer walzharten, nicht aushärtbaren Alumininiumlegierung |
CN103168110A (zh) | 2010-09-08 | 2013-06-19 | 美铝公司 | 改进的铝-锂合金及其生产方法 |
US9440272B1 (en) | 2011-02-07 | 2016-09-13 | Southwire Company, Llc | Method for producing aluminum rod and aluminum wire |
WO2013172910A2 (en) | 2012-03-07 | 2013-11-21 | Alcoa Inc. | Improved 2xxx aluminum alloys, and methods for producing the same |
US9856552B2 (en) | 2012-06-15 | 2018-01-02 | Arconic Inc. | Aluminum alloys and methods for producing the same |
US9587298B2 (en) | 2013-02-19 | 2017-03-07 | Arconic Inc. | Heat treatable aluminum alloys having magnesium and zinc and methods for producing the same |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3329537A (en) * | 1963-09-06 | 1967-07-04 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Metallurgy |
US3418177A (en) * | 1965-10-14 | 1968-12-24 | Olin Mathieson | Process for preparing aluminum base alloys |
US3615371A (en) * | 1967-04-08 | 1971-10-26 | Furukawa Electric Co Ltd | Aluminum alloy for electric conductor |
US3613767A (en) * | 1969-05-13 | 1971-10-19 | Southwire Co | Continuous casting and rolling of 6201 aluminum alloy |
GB1323433A (en) | 1970-07-13 | 1973-07-18 | Sumitomo Chemical Co | Aluminum alloy and method for the manufacture thereof |
FR2342544A1 (fr) * | 1975-05-28 | 1977-09-23 | Pechiney Aluminium | Procede de fabrication de fils en alliage al-mg-si destines a la fabrication de cables aeriens de transport d'energie |
FR2379329A1 (fr) * | 1977-02-02 | 1978-09-01 | Pechiney Aluminium | Procede de production de fil machine par coulee et laminage continus |
JPS55110753A (en) * | 1979-02-20 | 1980-08-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Aluminum alloy conductor and producing method of the same |
JPS55125252A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Heat resistant aluminum alloy conductor and manufacture thereof |
JPS55145143A (en) * | 1979-04-27 | 1980-11-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Aluminum alloy conductor with superior strength, ductility and heat resistance, and its manufacture |
-
1978
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-
1979
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