DE1608164B1

DE1608164B1 - Verwendung eines Stahles zur Herstellung von hochfestem Verpackungsband

Info

Publication number: DE1608164B1
Application number: DEH64544A
Authority: DE
Inventors: Hans-Wilhelm Dr-Ing Grasshoff; Horst Turck
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1967-11-23
Filing date: 1967-11-23
Publication date: 1971-11-11
Also published as: GB1223766A; SE352106B; BE724161A; US3615909A; FR1592914A

Description

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Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Stah- die Verwendung eines Stahles mit einer Zusammen-

les als hochfestes Verpackungsband mit einer Zug- setzung von 0,10 bis 0,20% C, höchstens 0,50% Si,

festigkeit von etwa 95 bis 125 kp/mm², Bruchdehnung 0,30 bis 1,0 % Mn, jeweils höchstens 0,060 % P und S,

S₅ von 10 bis 17 % und einem Streckgrenzenverhältnis Rest Eisen, der zu Stahlband mit einer Dicke von von 0,7 bis 0,9. 5 etwa 0,30 bis 1,30 mm gewalzt, einer kontinuierlichen

Es ist bekannt, Verpackungsband mit einer Zug- Austenitisierungsglühung bei Temperaturen von mehr festigkeit von weniger als 95 kp/mm² durch eine Ent- als 820° C und einer nachfolgenden Abschreckung in spannungs- und Erholungsglühbehandlung von kalt- Wasser unterworfen worden ist, als hochfestes Vergewalztem Band aus den Stahlsorten nach DIN 1624 packungsband mit einer Zugfestigkeit von 95 bis sowie unberuhigten, halb- und vollberuhigten Bau- io 125 kp/mm², einer Bruchdehnung <5₅ von 10 bis 17% stählen mit Zusammensetzungen, wie sie etwa der und einem Streckengrenzenverhältnis von 0,70 bis 0,90. DIN 17100 entsprechen, mit den gewünschten Zug- Für den vorgesehenen Verwendungszweck kann die festigkeitswerten herzustellen. Die Entspannungs- und Abschreckung mit Vorteil auch mittels gekühlter, Erholungsglühung kann dabei im Durchlauf-, Topf- vorzugsweise wassergekühlter Abschreckplatten, so- oder Haubenglühofen durchgeführt werden. Die hoch- 15 genannten Quetten, oder Abschreckwalzen durchfesten Verpackungsbänder mit einer Zugfestigkeit von geführt werden, da auf diese Weise ein weitgehend mehr als 95 kp/mm² werden in bekannter Weise bisher planes und spannungsarmes Erzeugnis erhalten wird, durch ein kontinuierliches Patentieren oder Zwischen- Unter Anwendung von Schutzgas in der Erwärmungsstufenvergüten in zwei Wärmebehandlungshitzen aus zone erhält man darüber hinaus durch diese Maß-Stählen mit einer Zusammensetzung von etwa 0,20 bis 20 nähme eine vollständig zünder- und anlauffarbenfreie 0,40 % C, 0,15 bis 0,35 % Si, 1,0 bis 1,5 % Mn und je- Oberfläche,
weils höchstens 0,035 % P und S hergestellt. In gleicher Weise wie das Stahlband mit der ge-

AIs Nachteil für die Verpackungsbänder mit einer nannten Zusammensetzung kann im übrigen auch ein Zugfestigkeit von weniger als 95 kp/mm² gilt, daß sie unter Zusatz von Aluminium desoxydierter Stahl vereinen verhältnismäßig großen Querschnitt und damit 25 wendet werden.

auch ein verhältnismäßig hohes Gewicht aufweisen, Um die Bildung einer dickeren Zunderschicht auf

um einem ausreichenden Verpackungszug bei den dem Stahlband bei dem Austenitisierungsglühen zu

zu verpackenden Gegenständen standzuhalten. Der vermeiden, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, die

Nachteil bei der Herstellung von Verpackungsband Austenitisierungsglühung durch direkte Strahlungs-

mit einer Zugfestigkeit von mehr als 95 kp/mm² ist 30 erhitzung, induktive oder Widerstandserhitzung in

darin zu sehen, daß zwei Wärmebehandlungshitzen einer möglichst kurzen Zeitspanne vorzunehmen. Die

angewandt werden müssen. bei der Erwärmung auf dem Band entstehende Zun-

Aus der belgischen Patentschrift 680 813 ist ein derschicht platzt dann bei der nachfolgenden Ab-Verfahren zur Wärmebehandlung von Blech und Band- schreckung vollständig ab. Durch Veränderung der stahl zur Herstellung von Konservendosen bekannt, 35 Durchlaufstrecke des glühenden Bandes durch Luft bei dem der Stahl auf eine Temperatur von mehr als kann die Zunderschichtdicke so gesteuert werden, daß 740° C erhitzt und anschließend schnell auf eine Tem- diese beim Eintauchen in Wasser restlos abplatzt und peratur von weniger als 350° C abgekühlt wird, wobei eine saubere Kontaktgabe, z. B. bei der Widerstandsais Kühlmittel Wasser oder eine wäßrige Lösung ver- erwärmung, gewährleistet wird. In gas- oder elektrischwendet wird. Der zur Herstellung von Konservendosen 40 beheizten Glühöfen sowie bei der Induktions- oder verwendete Stahl enthält im wesentlichen bis zu Widerstandserwärmung wird bei der Austenitisierungs-0,20 % C, sowie 0,40 bis 0,55 % Mn. Hinweise ir- glühung mit Vorteil ein neutrales Schutzgas verwendet, gendwelcher Art darüber, daß dieser bekannte Stahl Um ferner zu vermeiden, daß nach der Behandlung für ein hochfestes Verpackungsband entsprechend der ein welliges und hochkant verzogenes Band vorliegt, Erfindung verwendet werden kann, sind der genann- 45 wird vorgeschlagen, die Abschreckbehandlung unter ten Patentschrift nicht zu entnehmen, da ein solcher Zugspannung durchzuführen, was durch im Wasserbad Stahl als hochfestes Verpackungsband wegen seiner angeordnete einfache oder S-förmig ausgebildete RoI-schlechteren mechanischen Eigenschaften nicht ge- len erreicht wird,
eignet ist. Da das genaue Erreichen der geforderten Zugfestig-

Zum Härten von Stahldraht, Stahlband u. dgl. ist 50 keitswerte bei einer reinen Wasserabschreckung even-

es z. B. aus der deutschen Patentschrift 412 852 be- tuell mit Schwierigkeiten verbunden sein kann, wird

kannt, gekühlte Platten zu verwenden, zwischen denen nach der Erfindung in zweckmäßiger Weise vorge-

der geglühte Draht oder Bandstahl hindurchgeführt schlagen, beim Abschrecken eine höhere Zugfestigkeit

wird. Bekannt ist es ferner aus der britischen Patent- als die geforderte einzustellen μηα beim nachfolgenden

schrift 1 034 513, bandförmiges Metall kontinuierlich 55 Trocknen das Band anzulassen. Auf diese Weise kann

in der Wärme zu behandeln, wobei das Band unter die geforderte Zugfestigkeit des Bandes am Ende der

Zugspannung durch den Wärmeofen mit Kühlzone Behandlung genauer eingehalten werden,

hindurchgeführt wird. Im übrigen kann die Abschreckung in Wasser so-

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die wohl in einfacher Breite als auch in mehrfacher Breite

eingangs erläuterten Nachteile der bekannten Verfall- ^5o durchgeführt werden. Ein nachträgliches Spalten von

ren zur Herstellung von Verpackungsband zu ver- schmaleren Bandstreifen ist bei den genannten mecha-

meiden und einen als Verpackungsband verwendbaren nischen Eigenschaften ebenfalls möglich. Ferner kön-

Stahl anzugeben, dem auf einfache Weise eine Zug- nen mehrere schmale Bandstreifen bei Vorhandensein

festigkeit von 95 bis 125 kp/mm², eine Bruchdeh- entsprechender Haspelanlagen gleichzeitig hergestellt

nung<5₅ von 10 bis 17% und ein Streckgrenzenver- ⁵5 werden.

hältnis von 0,70 bis 0,90 durch Wärmebehandlung ver- Hervorzuheben und für die Erfindung wesentlich ist,

liehen worden ist. ' daß die genannten mechanischen Eigenschaften des

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch Verpackungsbandes durch die Erzeugung eines Gefü-

ges von verspanntem Ferrit eingestellt werden. Um bei einer teilweisen oder auch vollständigen Umwandlung des Gefüges zu verspanntem Ferrit die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Verpackungsbandes zu erreichen, wird je nach Ablöschgeschwindigkeit des Bandes der Kohlenstoffgehalt auf den Mangangehalt abgestimmt. Bei einer Abschreckung in fließendem Wasser, d. h. bei einer sehr hohen Ablöschintensität, reicht ein Kohlenstoffgehalt von 0,10 bis 0,12% bei einem Mangangehalt von 0,40 bis 0,60 %^aus> um durchgreifend verspannten Ferrit im Stahlband zu erzeugen. Wird die Abschreckung in mehr oder weniger kaltem Wasser zwischen Raumtemperatur und 100° C, d. h. bei einer entsprechend verringerten Ablöschintensität, durchgeführt, so muß der Kohlenstoffgehalt bei etwa 0,20 % und der Mangangehalt bei etwa 1 % liegen. Die mechanischen Eigenschaften können in gewissen Grenzen durch einen Austausch von Mangan durch den Kohlenstoff bzw. den Kohlenstoff durch Mangan erzielt werden.

Die durch die Verwendung des Stahles nach der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß einerseits gegenüber dem bekannten Verpackungsband mit einer Zugfestigkeit von weniger als 95 kp/mm^s das neue Verpackungsband höher belastet werden kann und andererseits gegenüber dem patentierten und zwischenstufenvergüteten Verpackungsband die gleichen mechanischen Eigenschaften auf einfache Weise mittels nur einer Wärmebehandlungshitze erzielt werden.

An Hand der Zeichnung, in der eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt ist, sei das Verfahren nach der Erfindung näher erläutert.

Von einem Ablaufhaspel 1 wird ein auf eine Dicke von etwa 0,30 bis 1,30 mm kaltgewalztes Stahlband 2, das an das vorherige Stahlband 3 mittels einer Schweißmaschine 4 zur kontinuierlichen Fertigung angeschweißt ist, abgerollt und durch eine Austenitisierungsvorrichtung 5 über Umlenkrollen 6 durch ein Wasserbad 7 gezogen und auf einen Haspel 8 aufgewickelt. Zum Abtrennen eines aufgewickelten Bundes vom nachfolgenden Bund ist zwischen dem Wasserbad 7 und dem Haspel 8 eine Schere 9 vorgesehen. Ferner ist zweckmäßigerweise zwischen der Ausführung aus dem Wasserbad 7 und dem Auflaufhaspel 8 eine Vorrichtung 10 zum Trocknen und eventuellen Anlassen des Bandes und eine Lackiervorrichtung 11 vorgesehen.

Bei einem Stahlband, das die nachfolgende Zusammensetzung aufweist

C	Si	Mn	P	S	Al
0,13%	0,16%	0,61%	0,013%	0,016%	0,04%

und in 5 Minuten austenitisiert und im Wasserbad bei 2O⁰C abgeschreckt worden ist, konnten bei den angegebenen Dickenabmessungen und Austenitisierungsglühtemperaturen (Tau°C) die folgenden mechanischen Eigenschaften erzielt werden:

Dicke	T_AU	Os	Ob	S₅	0,84
mm	°C	kp/mm²	pk/mm²	%	0,85
0,5	860	86,1	102,2	17,0	0,90
0,8	860	86,5	102,2	12,8	0,77
0,5	880	96,5	107,0	12,5	0,82
0,5	900	77,5	100,5	14,0
0,8	900	80,2	98,4	14,0

Bei einem 0,5 mm dicken Stahlband mit einer Zusammensetzung von

C	Si	Mn	P	S	Al	N
0,20%	0,04%	0,56%	0,021%	0,017%	<0,01%	0,004%

das einem Austenitisierungsglühen von 5 Minuten bei 840° C und einer Wasserabschreckung bei 20° C unterworfen worden ist, wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:

o_s kp/mm²	Ob kp/mm²	Ss %	Osl°B
85,0	104,0	13,4	0,82

Ein weiteres Stahlband von 0,5 mm Dicke mit einer Analyse von

C	Si	Mn	P	S	N	Al
0,15%	0,04%	0,68%	0,025%	0,018 %	0,007%	<0,01%

wurde einem 5 Minuten langen Austenitisierungsglühen bei 82O⁰C und Wasserabschreckung bei 20⁰C unterworfen und zeigte anschließend die folgenden mechanischen Eigenschaften:

Os

kp/mm²

92,0

Ob
kp/mm²

108,0

14,7

0,85

Claims

Patentansprüche:

1. Die Verwendung eines Stahles mit einer Zusammensetzung von 0,10 bis 0,20 % Q höchstens 0,50% Si, 0,30 bis 1,0 % Mn, jeweils höchstens 0,060% P und S, Rest Eisen, der zu Stahlband mit einer Dicke von etwa 0,30 bis 1,30 mm gewalzt, einer kontinuierlichen Austenitisierungsglühung bei Temperaturen von mehr als 820° C und einer

nachfolgenden Abschreckung in Wasser unterworfen worden ist als hochfestes Verpackungsband mit einer Zugfestigkeit von 95 bis 125 kp/mm², einer Bruchdehnung <5₅ von 10 bis IT⁰I₀ und einem Streckengrenzenverhältnis von 0,70 bis 0,90.

2. Die Verwendung eines Stahles nach Anspruch 1, der mittels gekühlter, vorzugsweise wassergekühlter Abschreckplatten (Quetten) oder Abschreckwalzen abgeschreckt worden ist, für den Zweck nach Anspruch 1.

3. Die Verwendung eines Stahles nach Anspruch 1, der für den Zweck nach Anspruch 1 unter Zusatz von Aluminium desoxydiert worden ist.

4. Die Verwendung eines Stahles nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem die Austenitisierungsglühung durch direkte oder Strahlungserhitzung, induktive oder Widerstandserhitzung in einer möglichst kurzen Zeitspanne für den Zweck nach Anspruch 1 vorgenommen worden ist.

5. Die Verwendung eines Stahles nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei dem die Austenitisierungsglühung in gas- oder elektrisch beheizten Glühofen sowie während einer Induktions- oder Widerstandserwärmung in neutralem Schutzgas für den Zweck nach Anspruch 1 durchgeführt worden ist.

6. Die Verwendung eines Stahles nach den Ansprüchen 1 bis 5, bei dem die Abschreckbehandlung für den Zweck nach Anspruch 1 unter Zugspannung durchgeführt worden ist.

7. Die Verwendung eines Stahles nach den Ansprüchen 1 bis 6, bei dem beim Abschrecken eine höhere Zugfestigkeit als die geforderte eingestellt und beim nachfolgenden Trocknen das Bandfür den Zweck nach Anspruch 1 angelassen worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen