DE1608213C - Verfahren zur Herstellung eines warm- und/oder kaltfertiggewalzten Bandes und daraus umgeformten Erzeugnissen aus ferritischem Chromstahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warm- und/oder kaltfertiggewalzten Bandes, daraus hergestellten Blechen sowie von daraus, vorzugsweise kalt, umgeformten Erzeugnissen aus ferritischem Chromstahl mit hoher Korrosionsbeständigkeit und glatter Oberfläche, wobei das Warmband einer Haubenglühung unterworfen wird.

Bei der Herstellung und Verwendung ferritischer Stähle mit 13 bis 18% Chrom und höchstens 0,15% Kohlenstoff, ähnlich DIN-Bezeichnung X 8 Cr 17, Werkstoff-Nr. 1.4016, und ähnlich der US-Norm AISI Typ 430, sind die Oberflächeneigenschaften der Bänder und der daraus hergestellten Bleche und Formteile (ζ. B. tiefgezogene Gegenstände) von besonderer Bedeutung. Ein entscheidendes Kriterium für die Verwendbarkeit sowohl der Walzprodukte als auch der Fertigteile ist die Oberflächengüte. Unebenheiten (z. B. überhöhte Rauhigkeit) und andere Mängel fallen optisch störend ins Auge und können darüber hinaus auch meßtechnisch erfaßt werden. Bei gleichbleibender Legierungszusammensetzung nimmt die KorrosionsbeständigkeitmitabnehmenderOberfiächengüte gleichfalls ab. Es ist deshalb seit langem eines der wichtigsten Anliegen aller Stahlhersteller, einemöglichst hohe Oberflächenqualität der rostbeständigen Flachprodukte zu erreichen. Diese Bestrebungen bedingen jedoch bei der konventionellen Bandfertigung einen erheblichen Aufwand in den verschiedensten Arbeitsstufen. Nach der erforderlichen Glühung der warmgewalzten Bänder ist die Oberfläche stark verzundert und muß gereinigt werden. Hierzu werden mechanische und/oder chemische Verfahren angewandt, die neben dem Nachteil des Kostenaufwands auch noch eine Oberflächenverschlechterung des metallischen Grundwerkstoffs bedingen.

Damit sind die entzunderten Rohbänder für die Herstellung von Teilen mit hohen Anforderungen an die Oberflächengüte ungeeignet. Es gehört zum Stand der Technik, die Rohbänder kalt nachzuwalzen. Bei stärkerer Verformung müssen allerdings wieder Glüh- und Beizbehandlungen eingeschaltet werden, die ähnliche Zunder- und Rauhigkeitsprobleme nach sich ziehen. DieüberwiegendeMengederferritischenChromstahlbänder muß derzeit im Laufe des Herstellungsverfahrens — sei es im Zusammenhang mit dem Kaltwalzen, sei es bei oder nach der anschließenden Verformung zu Fertigteilen — mechanisch, chemisch oder elektrochemisch nachbehandelt werden (durch Schleifen, Schwabbeln, Polieren usw.). Ein hochglänzendes, rostbeständiges, ferritisches Chromstahlband, bei dessen Verarbeitung auf die Sonderbehandlung verzichtet werden kann, wurde bisher nicht bekannt.

Üblicherweise werden die 13- bis 18%igen, ferritischen Chromstähle als Warmband im Haubenglühofen behandelt. Diese Glühung soll die als Folge der Warmwalzung vorliegenden, zeilig gestreckten Konzentrationsunterschiede möglichst weitgehend beseitigen und ein regelloses Kornwachstum bewirken. Es ist jedem Fachmann bekannt, daß eine derartige Gefügehomogenisierung durch höhere Glühtemperatüren beschleunigt wird. Andererseits wird die Oberfläche — trotz der üblichen Anwendung einer Schutzgasatmosphäre — durch erhöhte Glühtemperaturen verschlechtert, wobei diese Verschlechterung mit zunehmenden Temperaluren progressiv ansteigt. Um 6; den beiden Forderungen — einerseits Homogenisierung, iindererseils brauchbare Oberfläche — gerecht /u werden, ist die Glühtemperatur auf 85O"C begrenzt.

Damit müssen allerdings sehr lange Haltezeiten in Kauf genommen werden. Üblicherweise erfolgt die Warmbandglühung dieser Stähle im Haubenglühofen bei 800 bis 850⁰C mit Behandlungszeiten von 24 bis 30 Stunden (s. Zeitschrift »Metallkunde«, 1963, S. 724 bis 728, sowie Zeitschrift »Bänder, Bleche, Rohre«, 1963, S. 61 bis 69).

Auch dieser Kompromiß zwischen den gegenläufigen Wünschen nach raschem Fertigungsablauf und hoher Oberflächenqualität ist nicht befriedigend, da als Folge der vorstehend geschilderten Glühbehandlung eine starke, festhaftende Zunderschicht gebildet wird. Eine Vielzahl von aufwendigen Arbeitsgängen wird erforderlich, um zunächst durch Kombination von mechanischen und/oder chemischen Verfahren die Oberfläche zu entzundern und anschließend die Oberflächenrauhigkeit zu beseitigen, die im Zuge der Glühbehandlung und auch der Entzunderungsbehand-Iung eintritt.

Bei der konventionellen Haubenglühung im Bereich von 800 bis 85O°C tritt noch eine zweite nachteilige Erscheinung auf, nämlich die sogenannte Chromverarmung. Der Chromgehalt kann in oberflächennahen Schichten örtlich z. B. von 17 auf 12% absinken, was sich naturgemäß auf die Korrosionsbeständigkeit des betreffenden Bandes sehr nachteilig auswirkt. Die Chromverarmung wird zwar durch den Abtragungseffekt bei anschließenden Beizbehandlungen verringert, jedoch nicht beseitigt.

In den entsprechenden Edelstahlwerken mußten besondere Betriebsabetilungen für die Entzunderungsbehandlung geschaffen werden. Üblicherweise wird die Bandoberfläche zunächst strahlentzundert (z. B. mit Stahlkies), anschließend werden die noch vorhandenen Zunderpartikeln durch chemische Bäder entfernt.

Naturgemäß wird die Oberfläche durch diese Entzunderung sehr stark aufgerauht. Diese Rauhigkeit, die bisher in Kauf genommen werden mußte, ist mit Oberflächentastgeräten meßbar (ζ. B. Perth-O-Meter, s. Stahl und Eisen 83 [1963], S. 336 bis 344). Es wird dabei die absolute Rauhtiefe Rt ermittelt (s. DIN 4767).

Bei entzunderten Warmbändern 13- bis 18%iger Chromstähle werden nach dem heutigen Stand der Technik Rauhigkeitswerte von 16 bis 30 μ gefunden. Derartige Rauhigkeitswerte beeinträchtigen den Oberflächenglanz und die Polierfähigkeit der Bänder, zumal sie auch nach einer Kaltwalzung sowie nach einer Weiterverformung erkennbar bleiben. Gleichzeitig wirkt sich diese Rauhigkeit negativ auf die Korrosionsbeständigkeit aus. Dies ist besonders schädlich, da der Chromgchalt der oberflächennahen Schichten unter dem des Grundmaterials liegt.

Zur Beseitigung dieser Nachteile, insbesondere der Rauhigkeit, sind verschiedene Arbeitsgänge eingeführt worden. Beispielsweise werden Kaltwalzgerüste eingesetzt (Bauart S e η d ζ i m i r), bei denen durch häufigen Walzenwechsel eine Glättung der Bandoberfläche bewirkt werden soll. Ferner wird das Band über Schleifanlagen geschickt. Derartige Maschinen, die mit je einem Ablauf- und Auflaufhaspel kombiniert werden müssen, erreichen eine · Länge von etwa 30 bis 40 m. Die rostfreien Bänder werden — sei es in Warmbanddicke, sei es in Zwischenstärken — ein- oder mehrfach im Laufe des Fertigungsganges über diese sogenannten »Schleiflinien«geschickt. Es ist jedem Fachmann bekannt, daß dabei nach einem »Vorschliff«, bei dem eine Materialabtragung bewirkt

wird, noch ein »Fertigschliff« eingeschaltet werden muß, bei dem mit einem feinkörnigen Schleifmittel die Oberflächenrauhigkeit wieder reduziert werden soll.

Im Verlauf der Kaltwalzung verfestigt sich das Band als Folge der Kaltverformung. Es ist in diesem Zustand ungeeignet für viele weitere Verarbeitungszwecke, insbesondere für Tiefziehen, Pressen, Biegen, Abkanten usw. Es muß in jedem Fall wieder nach beendeter Verformung weichgeglüht werden; bei starken Verformungsgraden sind außer einer Schlußglühung auch Zwischenglühungen erforderlich. Für diese Glühbehandlungen haben sich Durchlauföfen eingeführt. Für die Wahl der Glühtemperatur gilt entsprechendes wie bei der Haubenglühung, d. h., Temperaturen zwischen 800 und 850°C sind üblich als Kompromiß zwischen den gegenläufigen Forderungen nach vollständiger Rekristallisation einerseits und Schonung der Oberfläche andererseits. Die Gesamtofenzeit liegt üblicherweise — je nach Banddicke — zwischen 1 und 10 Minuten. Da auch bei dieser Glühung in normalen öfen erneut eine Verzunderung eintritt, ist verschiedentlich die Verwendung von »Blankglühöfen« vorgesehen worden; diese haben jedoch wegen der baulichen und betrieblichen Aufwendungen keine allgemeine Einführung gefunden. Außerdem bringt das »Blankglühen« zwei weitere Nachteile mit sich; einerseits sind die gebräuchlichen Schutzgase stickstoffhaltig, so daß das Chromstahlband an der Oberfläche in unerwünschter Weise aufgestickt wird, andererseits begünstigt die Blankglühung das Ausmaß der Chromverarmung, da keinerlei Abtragung der chromverarmten Oberflächenschicht erfolgt.

Aus den geschilderten Gründen wird meist in sogenannten »offenen Durchlaufofen« geglüht. Die dabei eintretende Verzunderung wird in kontinuierlichen Beizbädern (sogenannte Beizlinien) beseitigt. In diesem Stadium der Fertigung verbietet sich ein Einsatz von Strahlentzunderungsmaschinen, die zwar schnell und wirksam arbeiten, aber das fertiggewalzte Band in unzulässiger Weise aufrauhen wurden. Deshalb muß hier mit mehreren hintereinanderliegenden Beizbädern gearbeitet werden. Es sind zahlreiche Vorschläge und vereinzelt auch andere betriebliche Lösungen bekanntgeworden, z. B. das Beizen in Salzbädern, die dem Zweck dienen, mit geringem Aufwand die Oberflächengüte dieser Chromstahlbänder und -bleche zu verbessern. Durchgreifende Erfolge sind nicht bekanntgeworden. Nach dem Stand der Technik muß also, wie vorstehend beschrieben, ein beträchtlicher Aufwand an Glühbehandlungen, Glatt-, Beiz- und Schleifvorgängen betrieben werden, um ein den Anforderungen der Praxis in etwa entsprechendes kaltgewalztes, ferritisches Band zu erzeugen, dessen physikalische Eigenschaften in folgendem Bereich liegen:

a) Oberflächenrauhigkeit 0,5 bis 3 μ;

b) Reflexionsvermögen etwa 65% (s· hierzu Euler, Ludwig: »ARBEITSMETHODE DER OPTISCHEN PYROMETRIE«, Verlag G. Braun, Karlsruhe).

Dabei bleibt Unbefriedigend, daß der Chromgehalt der Randschicht um 2 bis 5°/₀ gegenüber dem Grundwerkstoff abgesenkt ist.

Hier setzt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein.

Die Anmelderin hat ein neues Verfahren gefunden. Durch eine Kombination von zwei Maßnahmen werden die aufgezeigten Nachteile überraschend vermieden. Die Oberfläche und die Korrosionsbeständigkeit von ferritischen Chromstählen wird verbessert, indem erfindungsgemäß

a) für die Herstellung des Bandes folgende, jedoch an sich bekannte, Stahlzusammensetzung verwendet wird, und zwar im Legierungsbereich I mit

0,05 bis 0,15 % Kohlenstoff

0 bis 0,50 °/₀ Silizium .

0,50 bis 3,50 °/₀ Mangan

13,0 bis 18,00 °/₀ Chrom

0,30 bis 2,50% Nickel

0 bis 0,40% Molybdän

0,050 bis 0,25% Stickstoff

0 bis 0,50% Kupfer

0 bis 0,15% Kobalt

0 bis 0,08 7₀ Aluminium
Rest Eisen und Verunreinigungen

oder im Legierungsbereich II mit

0,065 bis 0,135% Kohlenstoff

0 bis 0,350% Silizium

0,6 bis 2,000% Mangan
13,5 bis 16,800% Chrom

0,45 bis 1,800% Nickel

0 bis 0,300% Molybdän

0,055 bis 0,130% Stickstoff

0,02 bis 0,300% Kupfer

0 bis 0,130% Kobalt

0 bis 0,050% Aluminium
Rest Eisen und Verunreinigungen, und

b) die Haubenglühung des Warmbandes im Temperaturbereich von 650 bis 780° C, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 760⁰C, erfolgt.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Maßnahme zu b) ohne Verlängerung der üblichen Glühdauer durchgeführt werden kann. Das Glühgut wird also so behandelt, daß es im Bereich der angegebenen Temperaturen für 1 bis 30 Stunden gehalten wird.

Wenn das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, warmgewalzte Band aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise zur Erreichung einer geringeren Stärke, als sie im Warmwalzverfahren erzielt werden kann, anschließend noch kaltgewalzt, und dann — sei es in Zwischenstärken, sei es in Endstärke— in bekannter Weise geglüht wird, so sieht die vorliegende Erfindung für diese Zwischen- oder Schlußglühung mehrere Möglichkeiten vor.

Entweder kann diese ein- oder mehrfache Glühung in an sich bekannter Weise in dem Bereich von 800 bis 850° C vorgenommen werden. Überraschenderweise hat es sich jedoch gezeigt, daß auch die Möglichkeit besteht, ein einwandfreies Kaltband herzustellen, wenn für die Zwischen- und/oder Schlußglühung abgesenkte Temperaturen eingehalten werden. Die Verbesserung der Oberflächengüte und Korrosionsbeständigkeit tritt insbesondere dann ein, wenn die genannten Glühungen im Bereich von 650 bis 800°C, vorzugsweise zwischen 700 und 78O⁰C, durchgeführt werden.

Nach einer' weiteren Verfahrensvariante werden Zwischen- und/oder Fertigglühung im Bereich zwischen 500 und 650⁰C durchgeführt.

Es ist wichtig, daß die erfindungsgemäßen Vorteile

auch bei solchen Glühzeiten für die Zwischen- und/ oder Schlußglühung erreicht werden, die den bisher üblichen Rahmen nicht überschreiten.

Aus den nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Bändern werden solche Gegenstände gefertigt, bei denen es, selbst nach einer Umformung, vorzugsweise Kallumformung, auf eine verbesserte Oberfläche, d. h. geringe Rauhigkeit und hohes Reflexionsvermögen ankommt, wobei gegebenenfalls auch eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit er- *° reicht wird.

Aus Landolt — Börnstein, 6. Auflage, JV. Band Technik, 2. Teil, S. 519, Tabelle I, ist als Stahl N der deutsche Normstahl X 22 CrNi 17 bekannt, dessen Sollanalyse die der eriindungsgemäß zu verwendenden Stähleteilweiseüberschneidet. Fürdicsen Normstahl gelten jedoch die üblichen, technologisch bedingten Stickstoffgehalt.

Aus der USA.-Patentschrift 2 750 283 ist eine Stahlgruppe bekannt, die außer 10 bis 35% Chrom wahlweise noch 0 bis 50% Nickel, bis zu 1,5% Kohlenstoff, bis zu 5% Silizium, bis zu 20 % Mangan, bis zu 10% Molybdän, bis zu 10% Wolfram, bis zu 5%Vanadium, Zirkonium, Tantal, Niob und Titan, bis zu 0,50% Stickstoff, bis zu 10% Kupfer, bis zu 50% Kobalt und bis zu 5% Aluminium, Rest Eisen, enthalten kann. Die erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegicrung ist also als in diesen Stahlbercich fallend an sich bekannt.

Bc/üglich der Änderung der üblichen Legierungszusammensetzung sind in anderem Zusammenhang gleichfalls Vorschläge gemacht worden (USA.-Patentschrift 2 851 384). Dieses Verfahren, das sich übrigens in der technischen Praxis nicht eingeführt hat, weicht in den vorgesehenen Analyscnbcrcichcn von der vorliegenden Erfindung ab und empfiehlt eine Glühung bei Temperaturen, die über dem normalen Niveau liegen. Außerdem hat diese Arbeit die Lösung anderer Aufgaben zum Ziel und gibt keinen technisch brauchbaren Weg zur Lösung der anstehenden Fragen.

In einer anderen Arbeit sind ebenfalls Vorschläge zur Veränderung der Lcgierungszusammenselzung bekanntgeworden (USA.-Patentschrift 3 128 211). Auch diese Vorschläge zielen in eine völlig andere Richtung.

Hs- existiert außerdem eine Veröffentlichung über ferritischc Chromstähle, in der der Einfluß verschiedener Anylascnvariantcn auf das sogenannte »Umwandlungsvcrhaltcn« beschrieben ist. In dieser Arbeit werden die Austcnitbildung bei hohen Temperaturen und die bei anschließender Abkühlung daraus entstehenden Gcfügebestandlcilc beschrieben. Es sind dort Vcrsuchsschmelzcn (25-kg-SchmcIzen) untersucht worden, die in Laborofen erschmolzen worden sind. (Mein. sei. Rev. Metallurg. 59 [1962] S. 571 und 587, 68 [1966], S. 657).

Diese Arbeit enthält jedoch kein Verfahren zur Beseitigung der geschilderten Probleme.

Es gibt auch Hinweise auf eine Änderung der üblichen Haubcnglühtcmpcratur (USA.-Patentschriften 2 772 992; 2 808 353 und 3139 358), jedoch wird in diesen Arbeiten eine Erhöhung der Glühtemperatur empfohlen. Außerdem geben diese Arbeiten keinen Hinweis auf die Lösung der vorstehend geschilderten Probleme.

Die gleichzeitige Bedeutung der verwendeten Stahlzusammensetzung und einer Absenkung der Gliihlcmpcraluren, die eine erhebliche Vereinfachung der üblichen Produktion, verbunden mit einer bedeutenden qualitativen Verbesserung der Zwischen- und Fertigprodukte zur Folge haben, ist bis heute nicht erkannt worden.

In den nachfolgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert. Dabei ist die Beschreibung auf die wesentlichen Arbeitsgänge beschränkt. Übliche Zwischenschrittc, wie Schmelztechnik, Strippen und Wiedererwärmen der Brammen, Transportvorgänge, ALf- und Abhaspelvorgänge, Zerteilen usw., sind fortgelassen.

Beispiel 1

Herstellung von entzundertem Warmband
(»Weißband«)

Aus rostfreiem, ferritischen Chromstahl, der im Elektroofen erschmolzen wurde, wird entzundertes Breitband mit 1250 mm Breite und 3,5 mm Stärke hergestellt.

a) Fertigungsgang nach dem Stand der Technik

a 1) Der Rors'.ahl wurde im Elektrolichtbogenofen (Schmelzgcwicht 28 t) erschmolzen und in üblicher Weise abgestochen.

a 2) Die Analyse, entsprechend der Vorschrift DIN 17.440, Stahlmarke X 8 Cr 17, ergab folgende Gehalte (Angaben in Gewichtsprozent):

0,064

Mo
0,14

Si
0,63

N₂
0,0304

Mn
0,32

Al
0,07

Cr

17,20

Cu
0,14

Ni
0,22 %

Co
0,09 %

a 3) Dieser Stahl wurde zu Brammen im Gewicht von 7 t vergossen.

a 4) Die Brammen wurden in üblicher Weise zunächst zu Vorbrammen mit einer Stärke von 130 mm und anschließend auf einer kontinuierlichen Brcilbandstraße zu Warmband mit einer Stärke von 3,5 mm ausgewalzt und gehaspelt.

a 5) Die Bunde wurden anschließend in einem Haubcngliihofcn eingesetzt und geglüht. Die Temperatur betrug 840"C und die Haltezcit auf Soll-Temperatur 6 Stunden.

a 6) Nach Abkühlung wurden die Bunde zunächst in der »Enlzundcrungslinic« gestrahlt und erneut gehaspelt. Datei wurde ein Teil des Zunders entfernt; ein Teil blieb jedoch auf der Oberfläche erhalten, wobei kleinste Teilchen unter dem Einfluß des aufprallenden Stahlkiescs tiefer in die Grundsubstanz hineingepreßt waren.

a 7) Anschließend mußte das Band deshalb noch einer Mchrfachbchcizung unterworfen werden, die in einem kontinuierlichen Durchlaufen mehrerer, nacheinandergeschalteter Beizbäder unterschiedlicher Zusammensetzung und Temperatur bestand. Maßgebend für die Intensität der Beizung im Durchlaufvcrfahrcn ist dabei die »wirksame Tauchlänge«, die in diesem Fall 40 m betragen mußte.

Das so behandelte Band zeigte folgende Eigenschaften (Durchschnittswerte von Anfang, Mitte und Ende): Rauhigkeit (absolute Rauhtiefe) 24 μ (s. F i g. 1).

Zur Verdeutlichung der Oberflächcnvcrbcsserung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt wird, sind die mit Hilfe eines Oberflächcngcrätcs (Perth-O-Mctcr) ermittelten Mcßcrgcbnissc in den anliegenden Bildern wiedergegeben, wobei die Fig. 1, 3 und 4 der linken Spalte die Fertigung nach dem Stand der Technik zeigen, während die Fig. 2, 5, 6, 7 und 8

der rechten Spalte die Werte nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren aufzeigen.

Chromgehalt der Oberflächenschicht, ermittelt mit der Mikrosonde: 13,6°/₀·

Als Folge der verschiedenen Glühbehandlungcn war also eine Chromverarmung an der Oberfläche um 17,2 minus 13,6 == 3,6°/₀ eingetreten.

b) Erfindungsgemäßes Verfahren

Für den gleichen Auftrag wurdeeineanderc Schmelze hergestellt und zu Brammen vergossen, die dann zu entzundertem Warmband (»Weißband«) verarbeitet wurden.

b 1) Erschmelzen im Elektro-Ofen (s. al).

b 2) Die Analyse ergab folgende Zusammensetzung:

0,093

Mo
0,06

Si
0,18

0,076

Mn
0,85

Al
0,007

Cr
16,10

Cu
0,16

Ni
0,64

Co

0,037

b 3) Siehe Beispiel a 3).

b 4) Siehe Beispiel a 4).

b 5) Die warmgewalzten Bunde wurden im Haubenglühofen bei 750"C geglüht, wobei die Haltezeit auf Soll-Temperatur 5 Stunden betrug.

b 6) Die Entzunderung durch Stahlstrahlen war nicht erforderlich und unterblieb.

b 7) Infolge der geringen Verzunderung des Warmbandes genügte zur Entzunderung eine Bcizbchandlung im üblichen Durchlaufverfahrcn [s. a 7)]; dabei konnte jedoch die wirksame Taiichlänge auf 25 m begrenzt werden.

Das so behandelte Band zeigte folgende Eigenschaften:

Mittlere Rauhtiefe 12 μ (s. F i g. 2)

Chromgehalt in der Oberflächenschicht 14,9°/₀·

Bei geringerer Rauhigkeit betrug die Chromverarmung nur 16,1 minus 14,9 =-■ 1,2 °/₀.

Der in diesem Beispiel gebrachte Vergleich des Herstellungsverfahrens nach der konventionellen Art [Beispiel 1 a)] im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren [Beispiel 1 b)] führt zu folgendem Ergebnis:

Nach dem neuen Verfahren kann ein Warmband höherer Güte mit geringerem Aufwand hergestellt werden. Im einzelnen ist der Aufwand bei der Haubenglühung geringer, da sowohl die Temperatur vermindert als auch die Glühzeit verkürzt werden konnten. Damit sinken Investitions- und Betriebskosten. Ebenso ist der Aufwand bei der Entzunderung geringer, da das Durchlaufen der Strahl-Entzunderungsanlage entfallen kann. Bei dem neuen Verfahren ist gleichzeitig das Ausbringen besser, d. h. das Gewichtsverhältnis von versandfähigem, fertigem Weißband zu eingesetztem Rohband, was sich in weiterer Senkung der Herstellungskosten auswirkt. Mit dem verringerten Aufwand wird ein Erzeugnis höherer Güte erzielt, da einerseits die Rauhigkeit, ausgedrückt durch die Rauh-. ' tiefe, geringer ist, während andererseits die Chromverarmung eingeschränkt ist, d. h., die für die Korrosionsbeständigkeit maßgebende Oberflächenschicht weist einen höheren Chromgehalt auf.

Beispiel 2
Herstellung von Kaltband

Je ein weiteres Bund des in den vorhergehenden Beispielen 1 a und 1 b) hergestellten »Wcißbandes« wurde beim Stahlerzeuger nach der vorstehend geschilderten Zwischenuntersuchung zu Kaltband von 0,6 mm Stärke und 1200 mm Fertigbreite ausgewalzt. Als Kaltwalzwerk stand ein Mehr-Rollen-Gerüst, Bauart »Sendzimir«, zur Verfügung. Die verwendete »Schleiflinie« war mit vier Schleifköpfen ausgerüstet, die wahlweise für »Grobschliff« und »Feinschliff« mit Schleifmitteln unterschiedlicher Körnung versehen werden können. Die Einrichtungen für Glühen und

ίο Beizen arbeiten kontinuierlich, d. h. im Durchlaufvcrfahren. Für das wahlweise durchgeführte »Dressieren«, d. h. für den sogenannten Glättstich, stand ein Reversicr-Duo zur Verfugung.

Im einzelnen ergaben sich nach dem konventionellen Verfahren folgende Arbeitsgänge: ■

al) Kaltwalzung des Weißbandes auf einem Sendzimir-Gerüst auf 1,6 mm Stärke,
a 2) Vorschleifen in der Schleiflinie,
a 3) Fertigschleifen in der Schleiflinic.

a 4) Zwischenglühung im Durchlaufofen bei 820°C, Ofenzeit 4 Minuten. Diese Zwischenglühung war erforderlich, da das von 3,6 auf 1,6 mm kaltverformte Band bereits eine Festigkeit von 95 kp/mm² angenommen halle. Wie in Fachkreisen bekannt, ist das Glätten, d. h. Beseitigung der Schlcifriefcn, durch weiteres Kaltwalzen nur bei duktilem, weichgeglühtem Band mit einer Festigkeit von etwa 48 bis 55 kp/mm- gewährlcistel.

a 5) Beizen im Durchlaufverfahren ;wirksameTauehlänge 22 m.

a 6) Kaltwalzen mit Sendzimirgcrüst auf Endstärke von 0,6 mm. Da die zu Beginn des Fertigwalzens eingesetzten Arbeitswalzen nach kurzer Zeit rauh wurden, mußte der Walzvorgang unterbrochen wcrden. Dabei wurde ein zweites und schließlich ein driltes Paar frisch geschliffener, polierter Arbeitswalzcn eingesetzt.

a 7) Die Schlußglühung erfolgte im Durchlaufofen bei einer Temperatur von 830 C und einer Ofenzeit von 80 Sekunden.

a 8) Bei einer Schlußbeizung mußle zur Beseitigung des Zunders eines wirksame Tauchlänge von 20 m eingehalten werden.

Proben von Anfang, Mitte und Ende des so behandelten Bandes zeigten folgende Eigenschaften:

Bei der Untersuchung des Mikrogefüges wurde ein regelloses Kornwachslum festgestellt. Die Oberflächenrauhigkeit (absolute Rauhtiefe) lag bei 1,1 μ (s. F i g. 3).

Eine Glanzmessung ergab ein Reflexionsvermögen von 65%· Der Chromgehalt in der oberllächennahcn Schicht wurde mil der Mikrosonde zu 14.8°/,, ermittelt, d.h., die Chromverarmung bctrin; noch 17,2 minus 14,8 2,4"/₀.

a 9) Eine Bandhälfte wurde anschließend noch in an sich bekannter Weise dressierl, d. Ii. einer Kaltverformung um etwa 1"/,, unterworfen. Durch diese Maßnahme wurde die Rauhigkeit weiter reduziert und der Glanz verbessert.

-60 An dem so behandelten rostfreien Band (Endprodukt) betrug die absolute Rauhtiefe 0,7 μ (s. I·' i g. 4), während die Glanzmessung ein Reflexionsvermögen von 75 "/„ ergab.

Dieses Kallband wurde anschließend in einem öri-

65_:Hch getrennten Verarbeitungsbetrieb /u Automobil-Radkappen vorarbeitet. Mil Rücksicht auf die sehr strengen Ahnahmovorscliriflon der KIV-I lersicller für die Oberflächengüte der Fertigteile muülo das

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tief gezogene Rohteil in dem für das Auge des Betrachters sichtbaren Bereich durch sogenanntes »Schwabbeln« verbessert werden.

b) Bei der Weiterverarbeitung des erfindungsgemäß hergestellten »Weißbandes« (s. Beispiel 1 b) konnte die Zahl der Arbeitsgänge verringert werden. Abgesehen von anderen, nachstehend erläuterten Vereinfachungen konnte insbesondere auf das zweifache Schleifen und — als Folge davon — auch auf die Zwischenglühung verzichtet werden.

Die Arbeitsgänge umfassen im einzelnen:

b 1) Kaltwalzung mit einem Mehr-Rollen-Walzwerk auf 0,6 mm Endstärke. Im Verlauf des Kaltwalzvorganges wurde 2 χ je ein Paar frisch geschliffener, polierter Arbeitswalzen eingelegt; sonstige Unterbrechungen entfielen.

b 2) bis b 6) konnten entfallen

b 7) Schlußglühung. Die Schlußglühung erfolgte, abweichend vom Stand der Technik, bei nur 760° C mit einer Ofenzeit von 80 Sekunden.

b 8) Bei der Durchlaufbeizbehandlung war eine »wirksame Tauchlänge« von 12 m erforderlich.

Das auf diese Weise hergestellte Band zeigte bei der metallografischen Untersuchung ein regelloses Kornwachstum; die Rauhigkeit (absolute Rauhtiefe) betrug im Durchschnitt mehrerer Proben 0,6 μ (s. F i g. 5), das Reflexionsvermögen 80%, Der Chromgehalt der Oberflächenschicht lag bei 15,3 %,d. h., die Chromverarmung gegenüber dem Gesamtquerschnitt erreichte nur noch 16,1 minus 15,3 = 0,8%.

b 9) Der Glättstich (Dressieren) erfolgte wie unter a 9) beschrieben.

Bei dem so hergestellten Kaltband (versandfähiges Endprodukt) ergaben sich eine absolute Rauhtiefe von 0,4 μ (s. Fig. 6) und ein Reflexionsvermögen von 86%.

Während der Endverarbeitung zu Radkappen (analog zu Beispiel 2 a) ergaben sich keinerlei Schwierigkeiten. Ein Nachpolieren der verformten Teile, d. h. der Radkappen, war nicht erforderlich, da Oberflächenbeschaffenheit und Glanz den Erfordernissen des Abnehmers entsprachen.

Beispiel 3

Herstellung von Kaltband für die Herstellung von Zierleisten

Ein weiteres Bund, das nach dem Beispiel 1 b) erzeugt worden war, wurde in gleicher Weise verarbeitet wie in Beispiel 2 b); es ergaben sich lediglich folgende Unterschiede:

b 1) Kaltwalzung auf 0,45 mm,

b 7) Schlußglühung 630°C; Ofenzeit 70 Sekunden, b 8) Beizen, wirksame Tauchlänge 8 m.

Die Rauhigkeit des Kaltbandes betrug 0,4 μ (s. Fig. 7); das Reflexionsvermögen betrug 85%.

b 9) Das Dressieren entsprach dem Verfahrensschritt a 9) bzw. b 9) in Beispiel 2.

An dem versandfähigen Kaltband war die Rauhigkeit auf 0,27 μ (s. F i g. 8) gesunken und das Reflexionsvermögen auf 90% gestiegen. Der Chromgehalt der Oberflächenschicht betrug 15,4%, d.h., die Chromverarmung betrug 16,1 minus 15,4 = 0,7%.

Bei der Weiterverarbeitung des Kaltbandes in einem örtlich getrennten Zuliefererbetrieb der Kfz-Industrie wurden aus dem Kaltband durch Stanzen und Verformen Zierleisten für Kraftfahrzeuge hergestellt. Trotz der etwas höheren Festigkeitseigenschaften ließen sich die Teile einwandfrei in die gewünschte Form bringen. Die guten Oberflächeneigenschaften des Kaltbandes blieben in solchem Maße erhalten, daß eine Korrektur der Oberflächengüte durch mechanisches Nacharbeiten oder Polieren nicht erforderlich wurde.. Die vorstehenden Beispiele erläutern, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen beim Rohband auch beträchtliche Vorteile bei der Herstellung von kaltgewalztem Band erbringen. Während im Kaltwalzbetrieb bei einem erfindungsgemäß behandelten »Weißband« zunächst die Arbeitsgänge 2 bis 6 und gleichzeitig natürlich auch der entsprechende Fertigungsaufwand fortfallen können, wurde zusätzlich auch die Schlußglühung erfindungsgemäß bei abgesenkter Temperatur durchgeführt. Dies wäre bei einem konventionell gefertigten Band nicht möglich gewesen, da bei Fertigung nach dem Stand der Technik bei dieser Temperatur eine für die Weiterverarbeitung ausreichende Rekristallisation nicht stattfindet. Die geringere Verzunderung hat wiederum ein kürzeres und damit kostengünstigeres Beizverfahren zur Folge, während das Produkt, sei es mit oder ohne Glättstich, nach dem neuen Verfahren in jeder Beziehung verbesserte Eigenschaften zeigt. Die störende Rauhigkeit ist, wie die Bilder verdeutlichen, auf ein praktisch bedeutungsloses Maß reduziert; das für Verbraucherkreise besonders wichtige »Glanzverhalten«, ausgedrückt durch das physikalisch ermittelte Reflexionsvermögen, ist gesteigert und die Korrosionsbeständigkeit als Folge der physikalisch wie auch in ihrer chemischen Zusammensetzung verbesserten Oberflächenschicht gesteigert.

Für Teile, die nur geringerer Kaltumformung unterworfen werden, ergibt die Verfahrensvariante nach dem Beispiel 3 bisher unerreichte Eigenschaften. Beim Vergleich der Arbeitsgänge nach dem konventionellen Verfahren mit denen des neuen Verfahrens wird auch die Senkung der Herstellungskosten offensichtlich.

Einige der durch den Einsatz erzielbaren Vorteile sind in den vorstehend beschriebenen Beispielen herausgestellt. Von Bedeutung ist noch die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit. So sind z. B. Kraftfahrzeugteile aus rostfreien Stählen einer erhöhten Korrosionsbeanspruchung unterworfen, die durch die zur Schneebekämpfung eingesetzten Streusalze verursacht wird. Der Korrosionsangriff ist vor allem dann sehr nachhaltig, wenn auf dem betreffenden Stahlteil (z. B. Radkappe) ein Belagaus Straßenschmutz gebildet wird, der mit salzhaltigem Wasser durchtränkt ist. Dieser nachhaltige Angriff kann bei derartigen Stahlteilen, die in herkömmlicher Weise gefertigt wurden, zu Rostbefall führen. Es ist deshalb schon der Einsatz der teureren austenitischen, rostfreien Stähle vorgeschlagen und durchgeführt worden. Demgegenüber zeigen Gebrauchsgegenstände, die aus dem nach dem neuen Verfahren erzeugten Kaltband hergestellt werden, verbesserte Korrosionseigenschaften; so sind z. B. solche Automobil-Radkappen weniger empfindlich gegen den vorerwähnten Korrosionsangriff durch Streusalze. 1

Die nach dem neuen Verfahren hergestellten warm- bzw. kaltgewalzten Bänder können im übrigen in bekannter Weise beispielsweise zu Behältern (Apparatebau), Haushaltsartikeln usw. verarbeitet werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines warm- und/oder kaltfertiggewalzten Bandes, daraus hergestellten Blechen sowie von daraus, vorzugsweise

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kalt, umgeformten Erzeugnissen aus ferritischem Chromstahl mit hoher Korrosionsbeständigkeit und glatter Oberfläche, wobei das Warmband einer Haubenglühung unterworfen -wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Stahl, der aus

0,05 bis 0,15% Kohlenstoff 0 bis 0,50% Silizium

0,50 bis 3,50% Mangan
13 bis 18,00% Chrom

0,30 bis 2,50% Nickel

0 bis 0,40% Molybdän 0,050 bis 0,25% Stickstoff 0 bis 0,50% Kupfer

0 bis 0,15% Kobalt

0 bis 0,08% Aluminium Rest Eisen und Verunreinigungen

besteht, verwendet wird und die Haubenglühung des Warmbandes im Temperaturbereich von 650 ^ao bis 780⁰C, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 76O⁰C, erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten, an sich bekannten Stähle aus ^a5

0,065 bis 0,135% Kohlenstoff 0 bis 0,350% Silizium

0,60 bis 2,000% Mangan
13,5 bis 16,800% Chrom

0,45 bis 1,800% Nickel

0 bis 0,300% Molybdän

0,055 bis 0,130% Stickstoff

0,02 bis 0,300% Kupfer

0 bis 0,130% Kobalt

0 bis 0,050% Aluminium
Rest Eisen und Verunreinigungen

bestehen.

3. Verfahren zur Herstellung eines kaltfertiggewalzten Bandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Haubenglühung kaltnachgewalzte Band in an sich bekannter Weise zwischen 800 und 85O⁰C zwischen- und/oder schlußgeglüht wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines kaltfertiggewalzten Bandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Haubenglühung kaltnachgewalzte Band zwischen 650 und 800⁰C, vorzugsweise 700 bis 800⁰C, zwischen- und/oder schlußgeglüht wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines kaltfertiggewalzten Bandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Haubenglühung kaltnachgewalzte Band zwischen 500 und 650⁰C zwischen- und/oder schlußgeglüht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen