DE1295575B

DE1295575B - Anwendung einer Schlussgluehung zur Vermeidung von Rillenbildung beim Tiefziehen ferritischer Chromstaehle

Info

Publication number: DE1295575B
Application number: DE1965ST023209
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Mont Alfred; Lentzen Hans; Randak
Original assignee: Stahlwerke Suedwestfalen AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1965-01-15
Filing date: 1965-01-15
Publication date: 1969-05-22
Also published as: NL6600084A; LU50199A1; FR1464354A; AT271541B; GB1145280A; CH450469A; SE330896B

Description

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Die Erfindung betrifft die Anwendung einer Schluß- auch nach dem Tiefziehen rein ferritisch. Die sogeglühung zur Vermeidung der Rillenbildung, die beim nannte »Hochglühung« kann zwar teilweise die Tiefziehen von Blechen oder Bändern aus kaltge- Rillenbildung zurückdrängen, bringt aber andere walzten, rostbeständigen, ferritischen Stählen mit Nachteile mit sich. Selbst bei einer Warmbandglühung einem Chromgehalt von etwa 14 bis 20% und gege- 5 unter Schutzgas wird durch die vorgeschriebenen benenfalls auch einem geringen Mo-Gehalt bis etwa überhöhten Temperaturen die gesamte Oberflächen-1,5 «/ο entstehen. gute nachteilig beeinflußt. Dies äußert sich in ver-

Bei diesen Rillen, im deutschen Sprachgebrauch schlechtertem Glanz, in Chromverarmung, schlechteauch mit Längsstreifigkeit und im englischen Sprach- ren Polier- und Korrosionseigenschaften — abgegebrauch mit »ropings« bezeichnet, handelt es sich io sehen von dem unerwünschten Kostenanstieg durch um einen charakteristischen Stahlfehler, dessen Auf- die Sonderglühbehandlung.

treten auf die genannten rostfreien, ferritischen Stähle Die USA.-Patentschrift 2 808 353 ist ebenfalls da-

beschränkt ist. Bei kaltgewalzten Bändern zeigen sich, durch gekennzeichnet, daß der entscheidende Schritt insbesondere nach einer bleibenden Verformung, zur Beseitigung der Rillenbildung im Warmbandzuetwa Tiefziehen, parallel zur Walzrichtung wellenför- 15 stand, also vor der eigentlichen Kaltwalzung, durchmige Oberflächenfehler. Es handelt sich um well- geführt werden soll. In dieser Patentschrift wird vorblech- oder waschbrettartige Unebenheiten der Ober- geschlagen, das Warmband zunächst im Durchlauffläche, deren Ausmaß zwar längenmäßig gering ist, verfahren bei Temperaturen zu glühen, die gleichfalls deren Auswirkung auf den optischen Eindruck der erheblich über dem konventionellen Temperatur-Oberfläche jedoch sehr störend ist. Der Fehler stellt 20 bereich liegen. Durch die als Folge dieser Glühdie Verwendung derartiger Bleche oder Bänder für behandlung eintretende Gefügeveränderung soll die Gegenstände, an die hohe Oberflächenansprüche ge- charakteristische Rillenbildung verhindert werden, stellt werden, in Frage. Da aber die rostfreien Stähle Infolge dieser überhöhten Temperaturen bilden sich gerade wegen ihrer Oberflächeneigenschaften, wie neben Ferrit erhebliche Anteile an Austenit, die inGlanz, Beständigkeit usw., gewählt werden, ist eine 25 folge der raschen Abkühlung nach der Durchlauf-Beherrschung dieser Qualitätsfrage von ausschlag- ¹^--¹ glühung zu einer starken Aufhärtung der Bänder gebender Bedeutung. (^ führen. Daher muß vor der Kaltwalzung eine zweite

Die Rillenbildung muß von einer anderen Fehler- f$ Glühung des Warmbandes als Bund bei Temperaerscheinung, nämlich den sogenannten Fließfiguren, λ , türen von 760 bis 900° C, also unterhalb des Umdeutlich unterschieden werden. Die Rillenbildung '30 Wandlungspunktes, zur Beseitigung des unerwünschtritt nur bei den genannten rostfreien Stählen auf, ten Abschreckgefüges durchgeführt werden. Kaltverläuft immer parallel zur Walzrichtung, verstärkt walzung und Weiterverarbeitung sollen konventionell sich bei einer Verformung parallel zur Walzrichtung erfolgen. Auch nach Anwendung dieses Verfahrens und kann nicht durch das sogenannte »Dressieren« liegen die fertigen Bleche und Bänder in einem voll beseitigt werden. Demgegenüber handelt es sich bei 35 ferritischen Gefügezustand vor. den Fließfiguren, auch Lüdersche Linien genannt, um Auch das Verfahren dieses USA.-Patents hat

eine Fehlererscheinung, die bei praktisch sämtlichen wegen der Notwendigkeit einer Doppelglühung gegenferritischen Stählen auftritt. Sie ist z.B. seit Jahr- über den konventionellen Verfahren eine starke zehnten bei unlegierten Tiefziehstählen bekannt. Die Kostenerhöhung zur Folge. Hinzu kommt, wie in der Fließfiguren verlaufen niemals parallel zur Walzrich- 40 erstgenannten Patentschrift, die starke Verschlechtetung, sondern treten immer unter einem Winkel von rung der Oberflächenqualität, die den universellen etwa 30 bis 60° zu dieser auf. Der Fehler beginnt Einsatz von Blechen oder Bändern, die nach diesem bei geringfügiger Überschreitung der Streckgrenze, Hochglühverfahren hergestellt worden sind, erhebdurchläuft ein Maximum und verschwindet nach lieh in Frage stellt.

einer bleibenden Verformung von etwa 5°/o. Ober- 45 Die dritte USA.-Patentschrift 2 851384 schlägt halb einer Verformung von 5 % treten Fließfiguren zwei von der konventionellen Fertigung abweichende nicht mehr auf. Man hat bereits vor Jahrzehnten er- Maßnahmen vor, die die genannte Rillenbildung bekannt, daß das Auftreten von Fließfiguren, z.B. bei seitigen sollen. Zunächst wird vorgeschlagen, die nor-Tiefziehblechen, Karosserieblechen usw., dadurch male Analyse dahingehend zu ändern, daß Elemente, vermieden werden kann, daß die Bleche — ob bei 50 die normalerweise als Verunreinigungen in Spuren unlegiertem oder bei legiertem Stahl — nach dem vorliegen, hinzulegiert werden müssen. Dies gilt inseigentlichen Kaltwalzen und nach der Schlußglühung besondere für die Elemente Nickel und Stickstoff, noch eine geringe Verformung erfahren. Dieser söge- Gleichzeitig muß während der Fertigung mindestens nannte Dressiervorgang besteht in einer geringen eine Glühung oberhalb des Umwandlungspunktes Verformung in einem oder mehreren Durchgängen 55 durchgeführt werden. Da als Folge dieser Glühung, durch sogenannte Dressiergerüste. wie bereits erwähnt, eine unerwünschte Aufhärtung

Es sind bereits Vorschäge bekannt, die Rillenbil- des Stahles auftritt, ist eine Nachglühung unterhalb dung bei ferritischen Chromstählen zu vermeiden, des Umwandlungspunktes erforderlich. Als Folge z.B. in den USA.-Patentschriften 2 772 992,2 808 353 dieser Glühung ist das Gefüge der fertigen Bleche und 2 851384. Nach der erstgenannten Patentschrift 60 und Bänder wieder durch einen rein ferritischen Zuwird das sogenannte »Warmband«, d. h. das Fertig- stand gekennzeichnet.

produkt der sogenannten Warmbreitbandstraßen, vor Eine Veränderung der konventionellen Legierungs-

dem eigentlichen Kaltwalzen als Bund geglüht, und zusammensetzung in der von der dritten USA.-zwar bei höheren Temperaturen als bisher üblich. Patentschrift beschriebenen Weise verändert natur-Die dabei bewirkte Gefügeänderung soll die Rillen- 65 gemäß die Werkstoffeigenschaften. Neben einer bebildung in dem anschließend kaltgewalzten und in £-■ trächtlichen Verschlechterung der mechanisch-techüblicher Weise weiterverarbeiteten Band vermeiden. -''-"■ nologischen Kennwerte und somit der Umform- und Das Gefüge dieses Fertigproduktes ist sowohl vor als ^g Tiefzieheigenschaften tritt eine Verringerung der

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Korrosionsbeständigkeit auf. Eine universelle Einsatz- Dressieren an der Vermeidung von Rillenbildung möglichkeit dieses Materials ist dadurch erheblich in beim Tiefziehen nicht beteiligt sein.
Frage gestellt. Außerdem verteuert vor allem die Ein- Es war nicht zu erwarten und auch nicht vorherzustellung der Sorderanalyse die Herstellungskosten er- sehen, daß die Anwendung einer Arbeitsweise nach heblich, da z. B. bei der Erschmelzung besondere 5 dem deutschen Patent 1188109 auf ferritische metallurgische Maßnahmen, wie sorgfältig Schrott- Cr-Stähle auch den seiner Natur und Erscheinungsauswahl, Verwendung von teuren Schmelzzusätzen, form andersartigen Fehler der »Rillenbildung« verErhöhung der Schmelzzeit usw., notwendig sind. meiden kann.

Die genannten Verfahren haben sich wegen der Gegenstand der Erfindung ist daher die Anwen-

geschilderten Nachteile bis heute nicht durchgesetzt. 10 dung des Verfahrens zur Herstellung von kaltge-

Es gehört zum Stand der Technik, daß die be- walzten, rostbeständigen, ferritischen Blechen oder

schriebene Rillenbildung am Fertigteil durch Schlei- Bändern mit einem Chromgehalt von 15 bis 20%

fen und Polieren beseitigt werden kann. Abgesehen und gegebenenfalls mit einem Molybdängehalt von

von der starken Kostenerhöhung, die eine solche Be- bis zu 1,5%, wobei das Glühgut unter Anpassung an

handlung mit sich bringt, ist dieses Verfahren nur 15 seine chemische Zusammensetzung nach dem KaIt-

bei Ziehteilen mit großen Flächen durchführbar. walzen einer Schlußglühung unterzogen wird, die so

Komplizierte Tiefziehgegenstände mit starken Ver- hoch und so lange durchgeführt wird, daß im Gefüge

tiefungen können z.B. auf diese Weise nicht ein- der abgekühlten Bleche bzw. Bänder neben Ferrit

wandfrei behandelt werden. Man war deshalb ge- auch geringe Anteile von Umwandlungsgefüge vor-

zwungen, in solchen Fällen auf die sogenannten ao liegen, zur Vermeidung der bei derartigen Stählen

austenitischen Stähle auszuweichen. An Stelle der nach dem Tiefziehen auftretenden Ausbildung par-

ferritischen Stähle wurde bisher häufig ein austeniti- allel zur Walzrichtung verlaufender Rillen bzw.

scher Stahl der Werkstoff-Nr. 1.4300 eingesetzt, der Wellen.

neben etwa 17 bis 19% Cr etwa 8 bis 10% Ni ent- Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Beihält. Ein Stahl dieser Zusammensetzung ist kosten- as spielen erläutert,
mäßig erheblich teurer, d.h. ungünstiger als die

reinen Chromstähle gegebenenfalls mit Mo-Zusatz. Beispiel 1
Außerdem werden Polierfähigkeit und Oberflächen-

glänz der ferritischen Stähle von dem Stahl der Werk- ^a) ^{stand der} Technik

stoff-Nr. 1.4300 nur annähernd erreicht. 30 Ein Stahl der Werkstoff-Nr. 1.4016 (X 8 Cr 17)

Hier setzt die Aufgabe der Erfindung ein. Sie be- wurde zu Brammen vergossen. Diese Brammen werseitigt die Anfälligkeit des Stahles gegen Rillenbil- den in bekannter Weise über Vorbrammen zu Warmdung durch ein besonderes Wärmebehandlungsver- band der Dicke 3,5 mm ausgewalzt. Nach der übf ahren nach dem beendeten Kaltwalzen, d. h. an dem liehen 5stündigen Haubenglühung bei 820 bis 850° C sogenannten »Kaltband«. Dieses Kaltband wird er- 35 wurden die Bänder entzundert und anschließend auf findungsgemäß so hoch und so lange schlußgeglüht, eine Stärke von 0,8 mm kaltgewalzt. Ein Bund aus daß sich bei der erhöhten Temperatur im Gefüge dieser Schmelze wurde in einem Durchlaufofen bei neben Ferrit auch geringe Anteile an Austenit bilden. 815° C schlußgeglüht; die Ofenzeit betrug dabei etwa Anschließend wird das Band so rasch abgekühlt, daß 90 Sekunden. Das Gefüge des Stahles war rein sich der Austenitanteil in sogenannte »Umwandlungs- 40 ferritisch. Nach der Entzunderung wurde das Band gefüge« umwandelt. Das fertige Kaltband enthält also zerteilt und zu einem Verarbeitungsbetrieb versandt, im Gefüge neben dem überwiegenden Bestandteil Dort wurden Kochtopfe durch Tiefziehen geformt. Ferrit auch — im Gegensatz zu den bisherigen Ar- Die Oberfläche des verformten Bereichs zeigte die beitsweisen nach dem Stand der Technik — geringe schädlichen Rillen.
Mengen an Umwandlungsgefüge. Das erfmdungs- 45 _o u · ·
gemäße Arbeitsverfahren hat den Vorteil, daß die ^b) Erfindungsgemäße Arbeitsweise
Fertigung von allen Sondermaßnahmen frei bleiben Die übrigen Bänder aus dieser Schmelze wurden kann. Der erfindungsgemäße Effekt tritt lediglich nach dem Kaltwalzen in demselben Durchlaufofen durch die besondere Ausgestaltung der Schluß- bei 890° C geglüht mit einer Ofenzeit von gleichfalls glühung am Ende des Fertigungsvorgangs bzw. durch 50 90 Sekunden. Sie wurden dann durch bewegte Luft die beschleunigte Abkühlung ein. Die Rillenbildung in an sich bekannter Weise rasch abgekühlt. Nach wird also beim Tiefziehen verhindert, ohne daß das der Entzunderung wurden die Bänder zerteilt. Eine Herstellungsverfahren irgendwie verteuert wird, ohne Gefügeuntersuchung ergab etwa 6 bis 8% Umwanddaß die Oberfläche durch »Hochglühen« verschlech- lungsgefüge. Die Weiterverarbeitung in einem räumtert worden ist und ohne eine Veränderung der 55 lieh getrennten Betrieb, in dem gleichfalls aus diesen mechanisch-technologischen Eigenschaften. Bändern Kochtöpfe gezogen wurden, ergab rillenfreie

Eine Arbeitsweise dieser Art, jedoch zur Vermei- Erzeugnisse,
dung von Fließfiguren, wie sie eingangs von der vorliegenden Aufgabenstellung differenziert sind, ist Beispiel 2
Gegenstand des deutschen Patents 1188109. Bei 60

diesem Verfahren ergibt sich, daß die bis zu seiner ^a> ^btand ^{der lecnmk}
Einführung zur Vermeidung der Fließfiguren not- Eine Schmelze der Werksoff-Nr. 1.4113 (X 6 wendige Kaltverformung nach dem Schlußglühen, das Cr Mo 17) mit einem Mo-Gehalt von 1,03 % wurde sogenannte Dressieren, wegfallen kann. Dieses Dres- in herkömmlicher Weise zu mehreren Bunden Warmsieren hat jedoch, wie bekannt, keinen Einfluß auf 65 band verarbeitet. Ein derartiges Band wurde kaltgedie Vermeidung von Rillenbildung beim Tiefziehen. walzt auf 0,5 mm, mit einer Ofenzeit von etwa 70 Se-Beim Verfahren der vorliegenden Erfindung würde künden bei 815° C im Durchlaufofen schlußgeglüht daher ein etwa aus anderen Gründen angewendetes und konnte anschließend langsam erkalten. Bei der

späteren Verarbeitung zu Radkappen mit den üblichen Zwischenstufen zeigten sich am Endprodukt Rillen. Das Gefüge des schlußgeglühten Materials war rein ferritisch.

b) Erflndungsgemäße Arbeitsweise

Ein Bund der vorgenannten Schmelze wurde nach einer Vorerprobung erfindungsgemäß wärmebehandelt. Die erfindungsgemäß anzuwendende Arbeitsweise, deren Bedingungen im Kleinversuch ermittelt worden sind, bestanden in folgender Behandlung:

Schlußglühung im Durchlaufofen bei 910° C mit einer Ofenzeit von etwa 70 Sekunden und beschleunigter Abkühlung durch bewegte Luft. Dabei traten neben Ferrit 4 bis 6% Umwandlungsgefüge auf. Das erfindungsgemäß behandelte Kaltband war bei der Verarbeitung zu den gleichen Radkappen rillenfrei.

Claims

Patentanspruch:

Die Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von kaltgewalzten, rostbeständigen, ferritischen Blechen oder Bändern mit einem Chromgehalt von 14 bis 20% und gegebenenfalls mit einem Molybdängehalt bis zu 1,5%, wobei das Glühgut unter Anpassung an seine chemische Zusammensetzung nach dem Kaltwalzen einer Schlußglühung unterzogen wird, die so hoch und so lange durchgeführt wird, daß im Gefüge der abgekühlten Bleche bzw. Bänder neben Ferrit auch geringe Anteile von Umwandlungsgefüge vorliegen, zur Vermeidung der bei derartigen Stählen nach dem Tiefziehen auftretenden Ausbildung parallel zur Walzrichtung verlaufender Rillen bzw. Wellen.