DE00420071T1 - Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Aluminiumlegierung vom Typ 2024 - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Aluminiumlegierung vom Typ 2024 Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung stark umgeformter Werkstücke aus AlCuMg-Legierung, umfassend folgende Schritte:
a) Gießen einer Platte mit der Zusammensetzung (Gew.-%): Cu: 3,8 – 4,5 Mg: 1,2 – 1,5 Mn: 0,3 – 0,5 Si < 0,25 Fe < 0,20 Zn < 0,20 Cr < 0,10 Zr < 0,10 Ti < 0,10,
b) eventuell Homogenisieren bei einer Temperatur zwischen 460 und 510°C während 2 bis 12 h, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 470 und 500°C während 3 bis 6 h, 0
c) Warmwalzen mit einer Eintrittstemperatur zwischen 430 und 470°C, bevorzugt zwischen 440 und 460°C,
d) eventuell Kaltwalzen des Bandes,
e) eventuell Glühen des Bandes bei einer Temperatur zwischen 350 und 450°C,
f) Zuschneiden der Bleche,
g) Lösungsglühen zwischen 480 und 500°C für eine Dauer zwischen 5 min und 1 h,
h) Abschrecken,
e) Formen durch ein oder mehrere Verfahren wie Ziehformen, Tiefziehen, Drückwalzen oder...

Claims (24)

  1. Verfahren zur Herstellung stark umgeformter Werkstücke aus AlCuMg-Legierung, umfassend folgende Schritte: a) Gießen einer Platte mit der Zusammensetzung (Gew.-%): Cu: 3,8 – 4,5 Mg: 1,2 – 1,5 Mn: 0,3 – 0,5 Si < 0,25 Fe < 0,20 Zn < 0,20 Cr < 0,10 Zr < 0,10 Ti < 0,10, b) eventuell Homogenisieren bei einer Temperatur zwischen 460 und 510°C während 2 bis 12 h, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 470 und 500°C während 3 bis 6 h, 0 c) Warmwalzen mit einer Eintrittstemperatur zwischen 430 und 470°C, bevorzugt zwischen 440 und 460°C, d) eventuell Kaltwalzen des Bandes, e) eventuell Glühen des Bandes bei einer Temperatur zwischen 350 und 450°C, f) Zuschneiden der Bleche, g) Lösungsglühen zwischen 480 und 500°C für eine Dauer zwischen 5 min und 1 h, h) Abschrecken, e) Formen durch ein oder mehrere Verfahren wie Ziehformen, Tiefziehen, Drückwalzen oder Biegen, wobei dieses Formen auch nach Schritt f) erfolgen kann.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Formen vor dem Lösungsglühen erfolgt und das geformte Werkstück nach Lösungsglühen und Abschrecken folgendem Verfahren unterworfen wird: a) eventuell sofortige Überführung des frisch abgeschreckten Werkstückes in eine Kühlkammer mit einer Temperatur unter 10°C, bevorzugt unter 0°C, b) weniger als eine Stunde nach Abschrecken bzw. Austritt des Werkstückes aus der Kühlkammer erneutes Formen des Bleches durch ein oder mehrere Verfahren wie Ziehformen, Tiefziehen, Drückwalzen oder Biegen.
  3. Verfahren zur Herstellung stark umgeformter Werkstücke aus AlCuMg-Legierung nach Anspruch 1, umfassend die Herstellung eines Bleches durch folgende Schritte: a) Gießen einer Platte mit der Zusammensetzung (Gew.-%): Cu: 3,8 – 4,5 Mg: 1,2 – 1,5 Mn: 0,3 – 0,5 Si < 0,25 Fe < 0,20 Zn < 0,20 Cr < 0,10 Zr < 0,10 Ti < 0,10, b) eventuell Homogenisieren bei einer Temperatur zwischen 460 und 510°C während 2 bis 12 h, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 470 und 500°C während 3 bis 6 h, c) Warmwalzen mit einer Eintrittstemperatur zwischen 430 und 470°C, bevorzugt zwischen 440 und 460°C, d) Zuschneiden der Bleche, wobei diese Bleche in Längs- und Längs-Querrichtung eine Bruchdehnung A größer als 13,5 %, bevorzugt größer als 15 % aufweisen und verwendet werden für die Herstellung stark umgeformter Werkstücke durch folgende Schritte: e) Formen des Bleches durch ein oder mehrere Verfahren wie Ziehformen, Tiefziehen, Drückwalzen oder Biegen, f) Lösungsglühen der geformten Werkstücke bei einer Temperatur zwischen 480 und 500°C während 5 min bis 1 h, g) Abschrecken.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech auf einer oder auf beiden Seiten mit einem anderen Blech aus Aluminiumlegierung plattiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittstemperatur beim Warmwalzen > 300°C, bevorzugt > 310°C ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Warmwalzen und Zuschneiden der Bleche ein Kaltwalzen durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Cu-Gehalt zwischen 3,9 und 4,3 % liegt, bevorzugt zwischen 3,9 und 4,2 %.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mg-Gehalt zwischen 1,2 und 1,4 % liegt, bevorzugt zwischen 1,25 und 1,35 %.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mn-Gehalt zwischen 0,30 und 0,45 % liegt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Si-Gehalt kleiner als 0,10 % ist, bevorzugt kleiner als 0,08 %.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe-Gehalt kleiner als 0,10 % ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Zn < 0,20 %, Cr < 0 07 % und vorzugsweise < 0,05 %, Zr < 0,07 % und vorzugsweise < 0,05 %, Ti < 0,07 % und vorzugsweise < 0,05 %.
  13. Verfahren zur Herstellung stark umgeformter Werkstücke aus AlCuMg-Legierung nach Anspruch 1, umfassend folgende Schritte: a) Gießen einer Platte mit der Zusammensetzung (Gew.-%): Cu: 3,8 – 4,5 Mg: 1,2 – 1,5 Mn: 0,3 – 0,5 Si < 0,25 Fe < 0,20 Zn < 0,20 Cr < 0,10 Zr < 0,10 Ti < 0,10, b) eventuell Homogenisieren bei einer Temperatur zwischen 460 und 510°C während 2 bis 12 h, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 470 und 500°C während 3 bis 6 h, c) Warmwalzen mit einer Eintrittstemperatur zwischen 430 und 470°C, bevorzugt zwischen 440 und 460°C, d) eventuell Kaltwalzen, e) Zuschneiden der Bleche, f) Lösungsglühen der Bleche zwischen 480 und 500°C für eine Dauer zwischen 5 min und 1 h, g) Abschrecken, h) Formen der Bleche durch ein oder mehrere Verfahren wie Ziehformen, Tiefziehen, Drückwalzen oder Biegen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Cu-Gehalt zwischen 3,9 und 4,3 % liegt, bevorzugt zwischen 3,9 und 4,2 %.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Mg-Gehalt zwischen 1,2 und 1,4 % liegt, bevorzugt zwischen 1,25 und 1,35 %.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Mn-Gehalt zwischen 0,30 und 0,45 % liegt.
  17. Verfahren zur Herstellung stark umgeformter Werkstücke aus AlCuMg-Legierung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, umfassend die Herstellung von Blechen durch folgende Schritte: a) Gießen einer Platte mit der Zusammensetzung (Gew.-%): Cu: 4 – 4,5 Mg: 1,25 – 1,45 Mn: 0,30 – 0,45 Si < 0,10 Fe < 0,20 Zn < 0,20 Cr < 0,05 Zr < 0,03 Ti < 0,05, b) eventuell Homogenisieren bei einer Temperatur zwischen 460 und 510°C während 2 bis 12 h, bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 470 und 500°C während 3 bis 6 h, c) Warmwalzen mit einer Eintrittstemperatur zwischen 430 und 470°C, bevorzugt zwischen 440 und 460°C, d) eventuell Kaltwalzen, e) Zuschneiden von Blechen, f) Lösungsglühen dieser Bleche bei einer Temperatur zwischen 480 und 500°C während 5 min bis 1 h, g) Abschrecken, wobei diese Bleche für die Herstellung stark umgeformter Werkstücke durch ein oder mehrere Verfahren wie Ziehformen, Tiefziehen, Drückwalzen oder Biegen verwendet werden.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Formen weniger als eine Stunde nach dem Abschrecken durchgeführt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das frisch abgeschreckte Blech zwischen Abschrecken und Formen in einem Kühlraum bei einer Temperatur unter 0°C abgelegt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das warmgewalzte Blech bei einer Dicke von 5 mm eine Umformgrenze zeigt, die gekennzeichnet ist durch einen Wert ε1 > 0,18 bei L = 300 mm oder ε1 > 0,22 bei L = 500 mm.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abschrecken und Formen eine Kaltverfestigung durch Walzen oder Glattwalzen durchgeführt wird, woran sich ein kontrolliertes Recken mit einer bleibenden Umformung von 0,5 bis 5 % anschließt.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das lösungsgeglühte, abgeschreckte, durch Walzen oder Glattwalzen kaltverfestigte und eventuell gereckte Blech mit einer bleibenden Umformung von 0,5 bis 5 % mindestens eine der folgenden Eigenschaftsgruppen aufweist: a) – einen Mittelwert der drei in Quer-Längsrichtung, Längsrichtung und bei 45° gemessenen Werte der Bruchdehnung A größer als 20 %, bevorzugt größer als 22 %, und – einen Mittelwert der drei in Quer-Längsrichtung, Längsrichtung und bei 45° gemessenen Rp0,2-Werte größer als 305 MPa und – einen LDH-Wert größer als 72 mm bei einer Dicke von 1,6 mm oder einen LDH-Wert größer als 76 mm bei einer Dicke von 3,2 mm oder einen LDH-Wert größer als 80 mm bei einer Dicke von 4 bis 7 mm; b) – einen Mittelwert der drei in Quer-Längsrichtung, Längsrichtung und bei 45° gemessenen Rp0,2-Werte größer als 305 MPa und – einen Mittelwert der drei in Quer-Längsrichtung, Längsrichtung und bei 45° gemessenen Ag-Werte größer als 18 %; c) – einen Mittelwert der drei in Quer-Längsrichtung, Längsrichtung und bei 45° gemessenen Werte der Bruchdehnung A größer als 22 % und – einen Mittelwert der drei in Quer-Längsrichtung, Längsrichtung und bei 45° gemessenen Rp0,2-Werte größer als 305 MPa und – einen Mittelwert der drei in Quer-Längsrichtung, Längsrichtung und bei 45° gemessenen Ag-Werte größer als 18 %; d) – einen Mittelwert der drei in Quer-Längsrichtung, Längsrichtung und bei 45° gemessenen Rp0,2-Werte größer als 305 MPa und – einen Mittelwert der drei in Quer-Längsrichtung, Längsrichtung und bei 45° gemessenen Flachziehwerte Atp größer als 18 % und – einen LDH-Wert größer als 72 mm bei einer Dicke von 1,6 mm oder einen LDH-Wert größer als 76 mm bei einer Dicke von 3,2 mm oder einen LDH-Wert größer als 80 mm bei einer Dicke von 4 bis 7 mm.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass das lösungsgeglühte, abgeschreckte, durch Walzen oder Glattwalzen kaltverfestigte und eventuell gereckte Blech mit einer bleibenden Umformung von 0,5 bis 5 % mindestens eine der folgenden drei Eigenschaften aufweist: (a) der LDH-Wert ist größer als 40 mm bei einer Dicke kleiner als 4 mm oder größer als 74 mm bei einer Dicke größer als 4 mm, (b) die Umformgrenze zeigt einen Wert ε1 > 0,18 bei L = 500 mm bei einer Dicke zwischen 1,4 und 2 mm, (c) die Umformgrenze zeigt einen Wert ε1 > 0,35 bei L = 500 mm bei einer Dicke zwischen 5,5 und 8 mm.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das lösungsgeglühte, abgeschreckte, durch Walzen oder Glattwalzen kaltverfestigte und eventuell gereckte Blech mit einer bleibenden Umformung von 0,5 bis 5 % mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: (a) Kc (L-T) > 120 MPa√m (b) Kc0 (L-T) > 90 MPa√m (c) Kc (T-L) > 125 MPa√m (d) Kc0 (T-L) > 80 MPa√m.
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