DE102004048805B3 - Process for producing sheets from a magnesium melt - Google Patents

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Abstract

A method for producing metal sheets from a magnesium melt, comprises the following steps: producing the magnesium melt, casting the magnesium melt to a cast strip, immediately after casting, strip-rolling the cast strip to a rolled strip, cross-cutting the rolled strip to metal sheets, rolling the metal sheets to a final thickness, the rolling of metal sheets being carried out, in relation to the metal sheets, in a direction a at right angle to the rolling direction of the strip-rolling, said direction being maintained during the entire rolling of the metal sheets. The method according to the invention enables very wide sheets to be produced in a simple way which meet the end user's requirements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Blechen aus einer Magnesiumschmelze.The The invention relates to a method for producing metal sheets a magnesium melt.

Magnesiumflachprodukte werden zunehmend im Bereich des Karosseriebaus und vergleichbaren Anwendungsgebieten für die Erzeugung von besonders leichten und gleichzeitig formstabilen Bauteilen eingesetzt.Magnesium flat products are increasingly in the field of body shop and comparable Application areas for the production of particularly lightweight and dimensionally stable components used.

Eine vorteilhafte Art und Weise der Herstellung von Bändern mit bestimmter Dicke stellt das so genannte "Gießenwalzen" dar, bei dem eine Metallschmelze zu einem Band mit einer endabmessungsnahen Dicke vergossen und unmittelbar anschließend inline zu einem Warmband warmgewalzt wird. Die erhaltenen gegossenen und warmgewalzten Bänder werden daraufhin weiter prozessiert. Dabei können weitere Walzschritte oder andere Umformoperationen sowie Glühbehandlungen eingeschlossen sein ( DE 100 52 423 C1 ).An advantageous way of producing strips with a certain thickness is the so-called "casting rolling", in which a molten metal is cast into a strip with a near final thickness and immediately hot rolled inline to form a hot strip. The resulting cast and hot rolled strips are then further processed. In this case, further rolling steps or other forming operations as well as annealing treatments can be included ( DE 100 52 423 C1 ).

Die Breite der auf diese Weise erzeugten Bänder ist durch die Breite des Walzspalts des zu ihrer Umformung eingesetzten Walzgerüstes beschränkt. Durch Längsteilen können aus diesen Bändern lediglich so genannte "Spaltbänder" abgeteilt werden, deren Breite kleiner ist als die Breite des Ausgangsproduktes. Allerdings besteht seitens der Anwender von derartigen Flachprodukten nicht nur die Forderung nach einem weiten Spektrum unterschiedlichster Dicken, sondern es werden auch an den jeweiligen Verwendungszweck angepasste Breiten verlangt, die über die auf konventionellen Walzstraßen erzeugbaren Breiten hinausgehen.The Width of the tapes produced in this way is determined by the width of the Limited roll gap of the mill used for their transformation. By slitting can from these tapes only so-called "slit strips" are divided, whose width is smaller than the width of the starting product. Indeed does not exist on the part of users of such flat products only the demand for a wide range of different Thickness, but it will also depend on the intended use custom widths that are above those on conventional rolling mills range that can be generated.

Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren anzugeben, das auf einfache Weise die Herstellung von Magnesiumblechen größerer Breite und guten mechanischen Eigenschaften ermöglicht.outgoing from the above Prior art, the object of the invention was a method to specify that in a simple way the production of magnesium sheets of greater width and good mechanical properties.

Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art gelöst worden, bei dem erfindungsgemäß folgende Arbeitsschritte durchlaufen werden:

  • – Erschmelzen der Magnesiumschmelze,
  • – Vergießen der Magnesiumschmelze zu einem gegossenen Band,
  • – im unmittelbaren Anschluss an das Vergießen erfolgendes Bandwalzen des gegossenen Bandes zu einem gewalzten Band,
  • – Querteilen des gewalzten Bandes zu Blechen,
  • – Walzen der Bleche auf eine Enddicke, wobei bezogen auf die Bleche das Walzen der Bleche in einer quer zur Walzrichtung des Bandwalzens ausgerichteten Richtung durchgeführt wird, die während des gesamten Walzens der Bleche beibehalten wird.
This object has been achieved by a method of the type specified, in which according to the invention the following work steps are performed:
  • Melting the molten magnesium,
  • Casting the molten magnesium into a cast strip,
  • Immediately following the casting, strip rolling of the cast strip into a rolled strip,
  • - dividing the rolled strip into sheets,
  • - rolling the sheets to a final thickness, wherein with respect to the sheets, the rolling of the sheets is carried out in a direction transverse to the rolling direction of the strip rolling direction, which is maintained during the entire rolling of the sheets.

Gemäß der Erfindung wird zunächst in an sich bekannter Weise aus einer Magnesiumschmelze ein gegossenes Band erzeugt, dass eine bestimmte, durch die zum Walzen eingesetzten Aggregate begrenzte Breite besitzt. Anschließend werden von diesem Band Bleche abgeteilt. Diese Bleche werden anschließend quer zur Längsrichtung des Bandwalzens erforderlichenfalls in mehreren Stichen so lange gewalzt, bis einerseits die gewünschte Breite und andererseits die geforderte Dicke erreicht sind. "Richtung des Walzens der Bleche" meint hier stets die Ausrichtung, mit der das Blech in den nächstfolgenden Walzstich eintritt. D.h., das unmittelbar nach dem Abteilen von dem gegossenen und gewalzten Band noch in Längsrichtung des Bandes ausgerichtete Blech wird beispielsweise so um eine senkrecht auf der Blechoberfläche stehende Achse gedreht, dass seine ursprünglich gleich der Längsrichtung des Bandes ausgerichtete Richtung nun quer zu dieser ausgerichtet ist. Auf diese Weise lassen sich technisch besonders einfach sehr breite Tafeln erzeugen, die den vom Endverwerter aufgestellten Forderungen entsprechen.According to the invention will be first in a conventional manner from a molten magnesium a cast Band generates that one, through which used for rolling Aggregates has limited width. Subsequently, from this band Sheets divided. These sheets are then transverse to the longitudinal direction the strip rolling if necessary in several stitches as long rolled, on the one hand the desired Width and on the other hand the required thickness are reached. "Direction of rolling the sheets "means here always the orientation with which the sheet in the next Walzstich enters. That is, immediately after dividing the cast and rolled strip still aligned in the longitudinal direction of the tape For example, sheet metal is placed perpendicular to the sheet surface Axis turned that his original equal to the longitudinal direction the band oriented direction is now aligned transversely to this. In this way it is technically very easy to get very wide Create panels that meet the demands made by the end-user correspond.

Es zeigt sich, dass erfindungsgemäß erzeugte Bleche gute mechanische Eigenschaften und eine für ihre Weiterverarbeitung günstige Gefügestruktur aufweisen. Dabei sind die Abweichungen zwischen den in Längs-, Quer- und Diagonalrichtung der erfindungsgemäß erzeugten Bleche ermittelten Eigenschaften gering. Neben dem Vorteil, ein Blech großer Breite herstellen zu können, stellen sich bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise somit bereits die positiven Effekte ein, die für ein mit mehrfachen Richtungswechseln erfolgendes Walzen von Magnesiumblechen bereits in der Fachliteratur beschrieben sind (Beck, Adolf "Magnesium und seine Legierungen", Springer Bln, 2. Auflage 2001, Kapitel: Technologie des Walzens). Überraschend ist dabei, dass die erzielten Eigenschaftsverbesserungen bei erfindungsgemäßer Weise des Walzens eintreten, obwohl die vom Band abgetrennten Bleche lediglich einmal so bewegt werden, dass ihre Ausrichtung beim Walzen von der Ausrichtung abweicht, mit der das Band gewalzt worden ist.It shows that produced according to the invention Plates have good mechanical properties and a favorable microstructure for their further processing exhibit. The deviations between the longitudinal and transverse and diagonal direction of the sheets produced according to the invention determined properties low. In addition to the advantage of being able to produce a sheet of large width can provide in the case of the procedure according to the invention thus already the positive effects, which for one with multiple changes of direction Successful rolling of magnesium sheets already in the literature are described (Beck, Adolf "Magnesium and its alloys ", Springer Bln, 2nd edition 2001, chapter: Technology of rolling). Surprised is that the property improvements achieved in inventive way of the rolling, although the separated from the strip sheets only once be moved so that their orientation when rolling from the alignment deviates, with which the tape has been rolled.

Das Walzen der Bleche kann erforderlichenfalls in mehreren Walzstichen durchgeführt werden, um besonders dünne, breite Bleche zu erzeugen. Wird ein mehrstufiges Walzen durchgeführt, so ist es zweckmäßig, wenn die Bleche in an sich bekannter Weise zwischen jedem Walzschritt auf eine Walzanfangstemperatur erwärmt werden.The Rolling of the sheets may, if necessary, in several rolling passes carried out be especially thin, to produce wide sheets. If a multi-stage rolling is performed, so it is useful if the sheets in a conventional manner between each rolling step be heated to a rolling start temperature.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:following the invention will be described with reference to an exemplary embodiment Drawing closer explained. Show it:

1 eine Fertigungslinie zur Herstellung breiter Bleche aus einer Magnesiumschmelze in schematischer Darstellung in Draufsicht; 1 a production line for producing wide sheets of magnesium melt in a schematic representation in plan view;

Diag. 1 die jeweils in Längs-, Quer- und Diagonalrichtung erfasste Dehngrenze Rp0,2 und Zugfestigkeit für ein in konventioneller Weise längs- und ein in erfindungsgemäßer Weise querkaltgewalztes Magnesiumband.Diag. 1 each in longitudinal, Transverse and diagonal direction detected yield strength Rp0,2 and tensile strength for a in a conventional manner and in accordance with the invention Quercally rolled magnesium tape.

Die Fertigungslinie 1 umfasst ein Schmelzengefäß 2, aus dem über eine Düse 3 kontinuierlich Magnesiumschmelze S in den nicht gezeigten Gießspalt einer Zwei-Rollen-Bandgießmaschine 4 gefördert wird.The production line 1 includes a melt vessel 2 , from which over a nozzle 3 continuously magnesium melt S in the pouring gap, not shown, a two-roll strip casting machine 4 is encouraged.

Die Bandgießmaschine 4 weist in an sich bekannter Weise zwei vertikal übereinander angeordnete, hier nicht dargestellte Gießwalzen auf, die zwischen sich den horizontal verlaufenden Gießspalt begrenzen.The ribbon casting machine 4 has in known manner two vertically stacked, not shown here casting rolls, which delimit between them the horizontally extending casting gap.

Das aus der Bandgießmaschine 4 austretende gegossene Magnesiumband M wird in einem kontinuierlich auf das Bandgießen folgenden Vorgang in ein inline mit der Bandgießmaschine 4 stehendes Walzgerüst 5 gefördert, in dem es zu einem Warmband W von beispielsweise 6,5 mm Dicke gewalzt wird. Von dem aus dem Walzgerüst 5 austretenden Warmband W werden mittels einer in Förderrichtung F inline hinter dem Walzgerüst 5 stehenden Querteilschere 6 Bleche B abgetrennt. Erforderlichenfalls wird das Warmband W vor der Querteilschere 6 durch eine nicht dargestellte Besäumeinrichtung an seinen Längsseiten besäumt.That from the ribbon casting machine 4 Exiting cast magnesium tape M is in an inline continuously with the strip casting process inline with the strip casting machine 4 standing rolling stand 5 promoted, in which it is rolled to a hot strip W, for example, 6.5 mm thickness. From the one out of the rolling stand 5 emerging hot strip W are by means of a conveying direction F inline behind the mill stand 5 standing dividing shear 6 Sheets B separated. If necessary, the hot strip W before the shear bar shear 6 trimmed on its longitudinal sides by a trimming device, not shown.

Die vom Warmband W abgetrennten Bleche B weisen eine in Draufsicht rechtwinklige Form auf, deren in Längsrichtung L des Magnesiumbandes M gerichteten Längsseiten LS schmaler sind als ihre quer zur Längsrichtung L des Warmbands W ausgerichteten Querseiten QS. Deren Breite ist gleich der Breite b des Warmbands W.The From the hot strip W separated sheets B have a right angle in plan view Form on, whose longitudinal direction L of the magnesium band M directed longitudinal sides LS are narrower as their transverse to the longitudinal direction L of the hot strip W aligned transverse sides QS. Whose width is equal to the width b of the hot strip W.

Von der Querteilschere 6 gelangen die Bleche B auf eine Förderstrecke 7, an deren Ende sie vom Schwenkarm 8 einer Stapeleinrichtung 9 ergriffen werden. Der Schwenkarm 8 ist um eine Vertikalachse 10 so schwenkbar angeordnet, dass er bei einer 90° Drehung um die Vertikalachse 10 das jeweils von ihm erfasste Blech B um 90° um eine normal zur Oberseite des Blechs B ausgerichtete Achse 11 dreht.From the cutting shear 6 get the sheets B on a conveyor line 7 at the end of which they are from the swivel arm 8th a stacker 9 be taken. The swivel arm 8th is about a vertical axis 10 pivoted so that it turns at 90 ° about the vertical axis 10 each detected by him sheet B by 90 ° about a normal to the top of the sheet B aligned axis 11 rotates.

Die Stapeleinrichtung 9 legt die Bleche B auf einen Blechstapel 12 ab. In dieser Stellung sind die Längsseiten LS der Bleche B quer zur Längsrichtung L des Warmbands W ausgerichtet.The stacker 9 Place the sheets B on a stack of sheets 12 from. In this position, the longitudinal sides LS of the sheets B are aligned transversely to the longitudinal direction L of the hot strip W.

Eine Transporteinrichtung 13 fördert jeweils eines der aufgestapelten Bleche B so zu einem Kaltwalzwerk 14, dass es mit seiner einen kurzen Längsseite LS1 zuerst in den nicht dargestellten Walzspalt des Kaltwalzwerks 14 eintritt. Das jeweilige Blech B wird auf diese Weise in einer Walzrichtung Q gewalzt, die quer, d.h. um 90° versetzt, zur Längsrichtung L ausgerichtet ist, mit der das Warmband W ursprünglich gewalzt worden ist. Durch 6-faches Kaltwalzen mit einer Zwischenerwärmung in einem Ofen 15 wird aus dem jeweils 6,5 mm dicken Blech B ein 0,9 mm dickes Blech Bf fertig gewalzt, dessen Länge LBf um ein wesentliches größer ist als die Breite B des Warmbands W.A transport device 13 conveys each one of the stacked sheets B so to a cold rolling mill 14 in that, with its one short longitudinal side LS1, it first enters the nip of the cold rolling mill (not shown) 14 entry. The respective sheet B is rolled in this way in a rolling direction Q, which is transversely, ie offset by 90 °, aligned with the longitudinal direction L, with which the hot strip W has been originally rolled. By 6-fold cold rolling with an intermediate heating in an oven 15 is rolled from the respective 6.5 mm thick sheet B, a 0.9 mm thick sheet Bf finished, whose length LBf is substantially greater than the width B of the hot strip W.

Abschließend werden die erhaltenen Bleche Bf bei 330–360 °C schlussgeglüht.To conclude the resulting sheets Bf at 330-360 ° C final annealed.

Die fertigen, schlussgeglühten Bleche Bf weisen gute mechanische Eigenschaften auf. So lagen bei den hier untersuchten Magnesiumblechen Bf die Dehngrenzen Rp0,2 im Bereich von 165 – 170 N/mm2, die Zugfestigkeiten Rm im Bereich von 250 – 270 N/mm2 und die Dehnungen A50 im Bereich von 15 – 20 %.The finished, final annealed sheets Bf have good mechanical properties. For example, in the magnesium sheets Bf investigated here, the yield strengths R p0.2 were in the range of 165-170 N / mm 2 , the tensile strengths R m in the range of 250-270 N / mm 2 and the elongations A 50 in the range of 15-20 %.

Diag. 1 vergleicht die Rm, Rp0,2 und A50-Werte für längs- und quergewalzte Bleche, wobei die als Linien dargestellten Werte das längsgewalzte Material und die Rechtecke, Punkte und Sterne die Messwerte für quergewalztes Material repräsentieren.Diag. Figure 1 compares the R m , R p 0.2 and A 50 values for longitudinal and transverse rolled sheets, with the values shown as lines representing the longitudinally rolled material and the rectangles, points and stars representing the measured values for cross rolled material.

11
Fertigungslinieproduction line
22
Schmelzengefäßmelting vessel
33
Düsejet
44
Zwei-Rollen-BandgießmaschineTwo-roll strip casting machine
55
Walzgerüstrolling mill
66
QuerteilschereDividing shear
77
Förderstreckeconveyor line
88th
Schwenkarmswivel arm
99
Stapeleinrichtungstacker
1010
Vertikalachse des Schwenkarmsvertical axis of the swivel arm
1111
Achse, um die die Bleche B gedreht werdenAxis, around which the sheets B are turned
1212
Blechstapelsheet pile
1313
Transporteinrichtungtransport means
1414
KaltwalzwerkCold rolling mill
1515
Ofenoven
BB
Blechesheets
Bfbf
fertig gewalztes Blechfinished rolled sheet
bb
Breite des Warmbands Wwidth of the hot strip W
FF
Förderrichtungconveying direction
LL
Längsrichtung des Magnesiumbandes Mlongitudinal direction of magnesium band M
LBfLBf
Länge des fertig gewalzten Blechs BfLength of the finished rolled sheet Bf
LSLS
Längsseiten der Bleche Blong sides sheet metal B
LS1LS1
Längsseite, mit der das jeweilige Blech B in dasLong side, with the respective sheet B in the
Kaltwalzwerk eintrittCold rolling mill entry
MM
Magnesiumbandmagnesium ribbon
QSQS
Querseiten der Bleche Btransverse sides sheet metal B
SS
Magnesiumschmelzemagnesium melt
WW
Warmbandhot strip

Claims (4)

Verfahren zum Herstellen von Blechen (B) aus einer Magnesiumschmelze (S), umfassend folgende Arbeitsschritte: – Erschmelzen der Magnesiumschmelze (S), – Vergießen der Magnesiumschmelze zu einem gegossenen Band (M), – im unmittelbaren Anschluss an das Vergießen erfolgendes Bandwalzen des gegossenen Bandes (M) zu einem gewalzten Band (W), – Querteilen des gewalzten Bandes (W) zu Blechen (B), – Walzen der Bleche (B) auf eine Enddicke, wobei bezogen auf die Bleche (B) das Walzen der Bleche (B) in einer quer zur Walzrichtung (L) des Bandwalzens ausgerichteten Richtung (Q) durchgeführt wird, die während des gesamten Walzens der Bleche (B) beibehalten wird.Method for producing metal sheets (B) from a Magnesium melt (S), comprising the following steps: - melting the magnesium melt (S), - Pouring the molten magnesium too a cast band (M), - in immediate connection to the casting roll coating the cast strip (M) to a rolled strip Band (W), - cross cutting of the rolled strip (W) to sheets (B), - Rolling of the sheets (B) a final thickness, with respect to the sheets (B), the rolling of the sheets (B) in a direction transverse to the rolling direction (L) of the strip rolling Direction (Q) performed that will be during the entire rolling of the sheets (B) is maintained. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen der Bleche (B) in mehreren Walzstichen durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the rolling of the sheets (B) is carried out in several rolling passes. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (B) zwischen jedem Walzschritt auf eine Walzanfangstemperatur erwärmt werden.Method according to claim 2, characterized that the sheets (B) between each rolling step to a rolling start temperature to be heated. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fertig gewalzten Bleche (B) einer Schlussglühung bei 330°C–360°C unterzogen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the finished rolled sheets (B) subjected to a final annealing at 330 ° C-360 ° C. become.
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