DE102004002899A1 - Dekoratives Blechteil aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung sowie Verfahren zum Herstellen eines dekorativen, festen Blechteils - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines dekorativen, festen Blechteils aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung. DOLLAR A Dieses dekorative feste Blechteil kann eine gewünschte Form besitzen und weist eine gute Kratzfestigkeit und eine hohe Eindrückfestigkeit auf. Diese Blechteile sind in einer breiten Formenvielfalt herstellbar. Die dekorative Oberfläche besitzt ein metallisch wirkendes Aussehen und kann nach Wunsch blank oder matt in der ursprünglichen Farbe oder eingefärbt sein.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein dekoratives Blechteil aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung sowie auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen dekorativen, festen Blechteils.
  • Dessinierte Aluminiumbleche werden seit vielen Jahren von der Anmelderin in über 300 Mustern gefertigt. Diese Dessinbleche verleihen Möbeln, Koffern, Haushaltsgeräten oder Automobilteilen ein dekoratives Aussehen, wobei sich selbst sehr feine Muster infolge der guten Umformbarkeit des verwendeten weichen Aluminiummaterials sauber ausbilden lassen. Zur Anwendung gelangen insbesondere nichtlegierte Reinaluminium-Werkstoffe, da diese gut dessinierbar und gut eloxierbar sind. Diese Werkstoffe weisen jedoch in nachteiliger Weise eine geringe Festigkeit auf. Für Zierteile bei Kraftfahrzeugen wird jedoch beispielsweise eine hohe Kratzfestigkeit und eine hohe Eindrückfestigkeit gefordert.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 23 472 A1 sind Aluminiumverbundbleche mit einer hohen Festigkeit bekannt, die insbesondere als Luftfahrtbleche eingesetzt werden. Diese walzplattierten Verbundbleche bestehen aus einem harten Kernblech, z.B. einer AlCuMg-Legierung. Dieses Kernblech ist mit einer weichen Reinaluminiumlegierung plattiert. Diese Plattierungen dienen dem Korrosionsschutz. In anderen Fällen wird eine Lotplattierung auf dein Kernblech vorgesehen. Die Verwendung und Verarbeitung solcher walzplattierten Verbundbleche zu dekorativen, umgeformten Prägeblechteilen, insbesondere dessinierten Aluminiumblechteilen, ist nicht bekannt.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, dekorative feste Prägebleche zur Verfügung zu stellen, die insbesondere auch den Anforderungen, die an Kraftfahrzeugzierteile gestellt werden, erfüllen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein dekoratives Blechteil gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen eines dekorativen, festen Blechteils gemäß Anspruch 12 erfüllt.
  • Das erfindungsgemäße dekorative Blechteil aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung weist eine hohe Festigkeit auf. Diese hohe Zugfestigkeit Rm > 180N/mm2 wird erreicht, indem das Blechteil aus einem harten Aluminiummaterial hergestellt wird. Dies kann beispielsweise eine AlMgSi-Legierung (6XXX), eine AlZnMg-Legierung (7XXX), eine AlCuMg-Legierung (2XXX) oder eine AlMn-Legierung (3XXX) sein. Da die erfindungsgemäßen Blechteile vorzugsweise als Zierteile eingesetzt werden sollen, werden Bleche aus AlCuMg-Legierungen bzw. AlMn-Legierungen ausschließlich als harte Kernbleche eines walzplattierten Verbundbleches verwendet und mit einer weichen, eloxierbaren Plattierung aus nichtlegiertem Aluminium (1XXX), mit einer dünnen Plattierung aus einer AlMgSi-Legierung (6XXX) oder aus einer AlMg-Legierung (5XXX) versehen.
  • Die Festigkeit des harten Kernblechs Rm,Kern ist wesentlich größer als die Festigkeit der ein- oder beidseitigen Plattierung Rm,Plattierung. Das Verhältnis der Festigkeiten beträgt mindestens Rm,Kern/Rm,Plattierung > 1,5.
  • Bevorzugt sind jedoch Festigkeitsunterschiede von Rm,Kern/Rm,Plattierung > 2 bis 5.
  • Die ein- oder beidseitige Plattierung auf dem Kernblech weist eine geringere Dicke als die Dicke des Kernblechs auf. Bei einseitiger Plattierung ist die Dicke der Plattierung nicht größer als 50% der Dicke des Kernbleches, vorzugsweise nicht größer als 5 bis 20% der Dicke des Kernblechs. Bei zweiseitiger Plattierung ist die Dicke einer Plattierung nicht größer als 30% der Dicke des Kernbleches, vorzugsweise nicht größer als 5 bis 20% der Dicke des Kernblechs.
  • Das erfindungsgemäße dekorative Aluminiumblechteil besitzt an mindestens einer Oberfläche mechanisch eingebrachte Vertiefungen, die ein Muster bilden, beispielsweise ein Prägemuster oder ein Dessinmuster.
  • Das erfindungsgemäße dekorative Aluminiumblechteil kann beispielsweise ein ebenes Blech, eine gebogene Blechlage oder ein dreidimensional geformtes Blechteil sein, dass vielseitig eingesetzt werden kann.
  • Das erfindungsgemäße dekorative Blechteil weist eine veredelte und versiegelte Oberfläche auf, die durch verschiedene chemische Oberflächenbehandlungsverfahren erzielt wird, wie beispielsweise chemisches Glänzen, Eloxieren (anodisches Oxidieren), Färben und abschließendes Verdichten. Das Färbeverfahren kann ein Absorbtionsfärben, Reaktionsfärben, elektrolytisches Einfärben oder eine Kombination dieser Verfahren sein. Als Verdichtung kommen alle bekannten Verfahren in Frage, wie beispielsweise Kaltverdichten, Heißdampfverdichten oder eine Kombination dieser. Des Weiteren kann die Oberfläche auch durch eine Nanolackschicht versiegelt werden. Wesentlich bei der Anwendung der Oberflächenbehandlungsverfahren ist, dass das dekorative Blechteil sein metallisch wirkendes Aussehen behält. Je nach Wunsch können des Weiteren Bereiche des eingebrachten Musters blank oder matt erscheinen, in der ursprünglichen Farbe des Aluminiumbleches oder auch eingefärbt.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines dekorativen, festen Blechteils wird ein- oder beidseitig in das Ausgangsblech aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung ein Muster mechanisch eingebracht, vorzugsweise durch einen Dessinwalzprozess oder Prägewalzprozess. Da es sich bei einem solchen Verfahrensschritt um einen Kaltumformprozess handelt, muss das Ausgangsblech die notwendige Kaltumformbarkeit aufweisen. Bedarfsweise kann zu diesem Zweck das Ausgangsblech vor dem Eindrücken des Musters einem Glühschritt unterzogen werden. Bei aushärtbaren Aluminiumlegierungen als Material für das Ausgangsblech wird durch Lösungsglühen und anschließende Abschreckung dieses Ziel erreicht, wobei bei Temperaturen von etwa 300°C die beim Kaltwalzen zur Herstellung des Ausgangsblechs entstandenen Versetzungen im Gefüge beseitigt werden und bei weiterem Temperaturanstieg auf Temperaturen von >500°C die Ausscheidungen in Lösung gehen. Die Lösungsglühtemperaturen sind für unterschiedliche Aluminiumlegierungen unterschiedlich hoch. Für eine AlMgSi-Legierung liegt die Lösungsglühtemperatur bei etwa 520°C. Durch anschließende, rasche Abschreckung des Bleches auf Raumtemperatur entsteht ein umformbares, „weiches" Blech. Die Abkühlraten liegen bei 10-500°C/s.
  • Wird als Ausgangsblech ein Verbundblech mit einem AlMn-Kernblech eingesetzt, so kann bedarfsweise für dieses nichtaushärtbare AlMn-Legierungsinaterial ein Weichglühschritt erfolgen, bei dem ausschließlich die Versetzungen im Gefüge beseitigt werden.
  • Die beschriebenen Glühbehandlungen sind bedarfsweise auch nach dem Dessinieren vorzusehen, wenn das Dessinblech keine ausreichende Umformbarkeit für den nachfolgenden Umformschritt aufweist.
  • Wird ein Verbundblech dessiniert, wird das Muster in die dünne Plattierung eingedrückt. Das harte Kernblech bleibt im wesentlichen ohne Einfluß. Zur Erzielung besonderer Oberflächeneffekte wird bei einer besonderen Ausführungsform des Dessinierens die dünne Plattierung durchgedrückt, so dass in bestimmten Bereichen des Musters das Kernblech freigelegt wird. Durch die Verwendung unterschiedlicher Legierungen für das Kernblech und für die Plattierung ergibt sich bei der nachfolgenden Oberflächenbehandlung ein unterschiedliches Aussehen der freigelegten Kernblechbereiche im Muster gegenüber den Musterbereichen, die durch die Plattierung gebildet werden. So kann beispielsweise ein Zusatz an Eisen in der Kernblechlegierung zu einem matten Aussehen dieser Musterbereiche führen, wogegen eine Legierung mit geringem Eisenanteil als Plattierung, diese Musterbereiche glänzend, blank erscheinen lässt.
  • Nachdem dem ebenen Aluminiumblech ein Muster eingebracht wurde, folgt als nächster wesentlicher Verfahrensschritt die Umformung zu der gewünschten Blechteilform. Dieses Umformen kann in einem Schritt oder in mehreren Schritten erfolgen, wobei jeweils gleiche oder unterschiedliche Umformverfahren Anwendung finden. Dazu wird vorzugsweise ein entsprechend dimensioniertes ebenes Blechstück vom Dessinwalzstrang abgetrennt und in die Umformvorrichtung eingelegt, oder die Abtrennung erfolgt nach dem Umformen. Bevorzugte Umformverfahren sind Tiefziehen, Biegen oder Hydroformen.
  • Bei mehreren Umfomschritten können eine oder mehrere Zwischenglühungen des Blechteils vorgesehen werden.
  • Das durch die Umformung entstandene Blechteil wird bedarfsweise warm ausgehärtet. Diese Warmaushärtung wird für eine Zeitdauer von 8 Stunden bei 180°C durchgeführt.
  • Abschließend erhält das Blechteil die gewünschte, chemische Oberflächenbehandlung, neben den Vorbehandlungen, wie Entfetten, Spülen, Beizen, sind für dekorative Oberflächen insbesondere das chemische oder elektrolytische Glänzen, das Eloxieren (anodisches Oxidieren) und ein oder mehrere Färbeverfahren anwendbar. Beim Färben wird insbesondere die beim Eloxieren entstandene Oxidschicht eingefärbt. Abhängig von der farbgebenden Komponente handelt es sich dabei um ein Absorbtions-, Reaktions- oder um ein elektolytisches Färbeverfahren. Des Weiteren ist eine Kombination der unterschiedlichen Färbeverfahren denkbar.
  • Für die notwendige Schutzwirkung ist für die ungefärbte oder eingefärbte Oxidschicht eine Verdichtung vorzusehen, dabei werden die Poren der Oxidschicht geschlossen. Es kann sich bei der Verdichtung um eine Kaltverdichtung, Heißdampfverdichtung oder eine Kombination beider Verfahren handeln.
  • In einer Verfahrensvariante wird das vorbehandelte Blechteil mit einer Nanolackschicht versiegelt.
  • Als Ergebnis wird ein dekoratives, festes Blechteil der gewünschten Form erhalten. Ein solches Blechteil weist eine gute Kratzfestigkeit und eine hohe Eindrückfestigkeit auf, d.h. besteht den sogenannten Schlüsseltest, der bei Kraftfahrzeugteilen als Prüfverfahren eingesetzt wird. Erstmalig stehen beliebig gefärbte Dessinblechteile in einer breiten Formenvielfalt zur Verfügung, wobei auf eine Vielzahl von bekannter Dessinmuster beim Dessinieren zurückgegriffen werden kann.
    •

Claims (22)

  1. Dekoratives Blechteil aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung, mit einer hohen Festigkeit Rm > 180 N/mm2, mit mindestens einer mechanisch und chemisch behandelten Oberfläche, wobei in diese Oberfläche Vertiefungen eingebracht sind, die ein Muster bilden und wobei die Oberfläche ein dekoratives, metallisch wirkendes Aussehen aufweist und chemisch versiegelt ist.
  2. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil aus einer AlMgSi-Legierung (6xxx) oder aus einer AlZnMg-Legierung (7xxx) besteht.
  3. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil aus einem walzplattierten Verbundblech, nämlich aus einem harten Kernblech und einer beidseitigen weichen Plattierung besteht, wobei die Plattierung eine geringe Dicke als das Kernblech besitzt, vorzugsweise weist die Plattierung eine Dicke auf, die nicht größer als 30% der Dicke des Kernblechs ist, besonders bevorzugt weist die Plattierung eine Dicke auf, die nicht größer als 5 bis 20% der Dicke des Kernblechs ist.
  4. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil aus einem walzplattierten Verbundblech, nämlich aus einem harten Kernblech und einer einseitigen weichen Plattierung besteht, wobei die Plattierung eine geringe Dicke als das Kernblech besitzt, vorzugsweise weist die Plattierung eine Dicke auf, die nicht größer als 50% der Dicke des Kernblechs ist, besonders bevorzugt weist die Plattierung eine Dicke auf, die nicht größer als 5 bis 20% der Dicke des Kernblechs ist.
  5. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeit des Kernblechs Rm,Kern größer ist als die Festigkeit der Plattierung Rm,Plattierung, vorzugsweise Rm,Kern/Rm,Plattierung > 1,5,besonders bevorzugt ist Rm,Kern/Rm,Plattierung > 2 bis 5.
  6. Dekoratives Blechteil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das harte Kernblech aus einer AlCuMg-Legierung (2xxx) oder aus einer AlMn-Legierung (3xxx) besteht und die weiche Plattierung aus Aluminium (1xxx) oder aus einer AlMgSi-Legierung (6xxx) oder aus einer AlMg-Legierung (5xxx) besteht.
  7. Dekoratives Blechteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Oberfläche eingebrachte Muster ein Prägemuster oder ein Dessinmuster ist.
  8. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass einige Bereiche des Musters metallisch blank und andere Bereiche des Musters metallisch matt erscheinen.
  9. Dekoratives Blechteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche chemisch geglänzt und/oder eloxiert und/oder gefärbt und verdichtet ist.
  10. Dekoratives Blechteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche mit einer Nanolackschicht versehen ist.
  11. Dekoratives Blechteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil ein ebenes Blech oder ein gebogenes Blech oder ein dreidimensional geformtes Blech ist.
  12. Verfahren zum Herstellen eines dekorativen festen Blechteils, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens eine Oberfläche eines aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Blechs, welches eine hohe Festigkeit Rm > 180 N/mm2 aufweist, ein Muster eingedrückt wird, das mit dem Muster versehene Blech zu einem Blechteil umgeformt wird und abschließend das Blechteil einer chemischen Oberflächenbehandlung unterzogen wird, wobei die mit dem Muster versehene Oberfläche ein dekoratives Aussehen erhält und versiegelt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Blech aus einer AlMgSi-Legierung (6xxx) oder aus einer AlZnMg-Legierung (7xxx) besteht.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Blech aus einem walzplattierten Verbundblech besteht, welches aus einem harten Kernblech, insbesondere aus einer AlCuMg-Legierung (2xxx) oder AlMn-Legierung (3xxx) und welches aus einer ein- oder beidseitigen weichen, eloxierbaren Plattierung, insbesondere aus Aluminium (1xxx) oder aus einer AlMgSi-Legierung (6xxx) oder aus einer AlMg-Legierung (5xxx) aufgebaut ist., wobei die Plattierung eine geringe Dicke als die Dicke des Kernblechs aufweist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster durch Dessinieren in die Oberfläche des Blechs eingedrückt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Dessinieren des Verbundblechs die dünne Plattierung teilweise durchgedrückt und an diesen Stellen die Kernschicht freigelegt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder nach dem Eindrücken des Musters in die Blechoberfläche ein Lösungsglühen und/oder Weichglühen des Blechs erfolgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lösungsglühen eine rasche Abschreckung mit einer Abschreckrate von 10 bis 500 K/s folgt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüchen 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech durch Tiefziehen und/oder Biegen und/oder Prägen und/oder Hydroformen zum Blechteil umgeformt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Umformschritten eine Zwischenglühbehandlung erfolgt.
  21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Umformen des Blechs eine Warmaushärtung folgt.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüchen 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil durch Glänzen und/oder Eloxieren und/oder elektrolytisches Färben und/oder Lackieren mit Nanolack und/oder Verdichten behandelt wird.
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