DE1777172A1 - Method for improving the machinability of a magnesium alloy extrusion - Google Patents

Method for improving the machinability of a magnesium alloy extrusion

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DE1777172A1
DE1777172A1 DE19681777172 DE1777172A DE1777172A1 DE 1777172 A1 DE1777172 A1 DE 1777172A1 DE 19681777172 DE19681777172 DE 19681777172 DE 1777172 A DE1777172 A DE 1777172A DE 1777172 A1 DE1777172 A1 DE 1777172A1
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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Dr. Ing. A.WeickmannPatent attorneys Dipl.-Ing. F. Weickmann, Dr. Ing.A.Weickmann

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN Case 12 773-F MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/228 MÜNCHEN 27, DEN Case 12 773-F MDHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 48 3921/22

THE DOW CHEMICAL COMPANY, Midland, Michigan / USATHE DOW CHEMICAL COMPANY, Midland, Michigan / USA Verfahren zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit eines Magnesium-Process for improving the machinability of a magnesium Legierungs-StrangpresslingsAlloy extrusions

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Oberflächenrissbildung beim Schlagfließpressen von stranggepresstenThe invention relates to a method for reducing surface cracking during impact extrusion of extruded

Magnesiumbasislegierungen.Magnesium-based alloys.

Viele Magnesiumbasislegierungen werden in stranggepresster Form vertrieben, beispielsweise als Barren und Stangen, und später in einer zweiten mechanischen Bearbeitung zum Endprodukt verarbeitet. Infolge der hexagonalen Struktur von Magnesiumbasislegierungen, verursacht jedoch die anfängliche Strangpressung eine stark bevorzugte Orientierung des Oberfläohenbandes des Korns. Wenn die stranggepresst· Legierung aur Herstellung de· Endprodukte· weiter-Many magnesium-based alloys are extruded sold, for example as bars and bars, and later processed into the end product in a second mechanical processing. However, due to the hexagonal structure of magnesium-based alloys, the initial extrusion causes a highly preferred orientation of the surface band of the grain. If the extruded alloy for the manufacture of end products further

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verarbeitet wird, können infolge dieser bevorzugten Orientierung Oberflächenrisse auftreten. Dieses Problem ist z, B. besonders kritisch, bei den Magnesiumbasislegierungen der A.S.T.M, ? zeichnung AZ21X1, welche 1,6 - 2,0 # Aluminium, 0,02 - 0,15 $ Mangan, 1,0 - 1,4 # Zink, 0,15 - 0,25 # Calcium enthalten, wobei der Rest aus Magnesium, zusammen mit den Üblichen Verunreinigungen besteht, wenn diese zu Stäben von 9»2 - 31,8 mm Durchmesser stranggepresst, zu Stücken von 7 - 39t5 mm geschnitten und zur Herstellung von Dosen oder Behältern für Batterieanoden schlagfließgepresst werden. is processed, surface cracks can occur as a result of this preferred orientation. This problem is particularly critical, for example, with the magnesium-based alloys of the ASTM,? Drawing AZ21X1, which contain 1.6 - 2.0 # aluminum, 0.02 - 0.15 $ manganese, 1.0 - 1.4 # zinc, 0.15 - 0.25 # calcium, with the remainder being magnesium , together with the usual impurities, if these are extruded into rods with a diameter of 9 »2 - 31.8 mm, cut into pieces of 7 - 39t5 mm and impact extrusion pressed for the production of cans or containers for battery anodes.

Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, dass diese Oberflächenrißbildung beim Schlagfließpressen von stranggepresster Magnesiumbasislegierung vollständig beseitigt werden kann, wenn die stranggepresste Legierung in der gleichen Richtung gezogen oder gewalzt wird, in der die Legierung stranggepresst wurde, unter Hervorrufung einer Querschnittsverringerung. Zur Erzielung guter Ergebnisse sollte das Ziehen oder Walzen ausreichend sein, um eine Querschnittsflächenverringerung zwischen 0,5 und 20$,According to the invention, it has been found that this surface cracking occurs during impact extrusion of extruded Magnesium based alloy can be completely eliminated if the extruded alloy is drawn in the same direction or is rolled in which the alloy has been extruded, causing a reduction in area. To achieve For good results, drawing or rolling should be sufficient to achieve a cross-sectional area reduction between $ 0.5 and $ 20,

vorzugsweise 0,7 - 10,5 $ hervorzurufen. ! ■preferably $ 0.7-10.5. ! ■

Magnesiumbasislegierungsstjrangpresslinge, die erfittdungsgemäO bearbeitet werden sollen, können in Form von Stangen, Barren oder anderen Formen vorliegen, die eine QuerschnittafläohenverminderuiigMagnesium-based alloy extruded compacts, according to the invention to be processed, can be in the form of bars, bars or other shapes that reduce a cross-sectional area

-zulassen. ; · ' · ■''■·'·'.': ■■' ■'■·■"=■'■-^" ' :''-allow. ; · '· ■''■·' · '.' : ■■ '■' ■ · ■ "= ■ '■ - ^" ' : ''

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Es ist überraschend, dass ein Walzen oder Ziehen der stranggepressten Legierung in der gleichen Richtung, in der die Legierung ursprünglich stranggepresst wurde, sodass dabei eine Verringerung der Querschnittsfläche erfolgte, die bevorzugte Orientierung des Oberflächenkorns der stranggepressten Legierung beseitigt und den ursprünglichen Magnesiumbasislegierungs-Strangpreseling hinsichtlich der anschließenden Bearbeitung desselben so verbessert, dass keine Risse oder Schäden auftreten. Das Walzen und Ziehen kann mit üblichen Mitteln erfolgen, wie sie den Fachmann geläafig sind. Beispielsweise kann das Ziehen erfolgen, unter Verwendung einer sich verjüngenden Ziehform mit einem geeigneten Gleitmittel zwischen Raumtemperatur (21 C) und 260 C. Das Walzen kann ebenfalls im gleichen Temperaturbereich erfolgen. Wenn die Flächenreduktionen geringer als etwa 1$ sind, kann zur Unterstützung der Rekristallisation des Oberflächenkorne ein Anlassarbeitsgang hinzugefügt werden, insbesondere bei Reduktionen von 0,5 - 0,7$.It is surprising that rolling or drawing the extruded alloy in the same direction as the Alloy was originally extruded, so that there was a reduction in cross-sectional area, the preferred orientation of the surface grain of the extruded alloy eliminated and the original magnesium-based alloy extrusion with regard to the subsequent Machining of the same improved so that no cracks or damage occur. The rolling and pulling can be done with usual Means take place as they are familiar to the expert. For example, pulling can be done using a Tapered drawing form with a suitable lubricant between room temperature (21 C) and 260 C. The rolling can also take place in the same temperature range. If the area reductions are less than about $ 1, a tempering operation can be added to aid in the recrystallization of the surface grain, especially in the case of reductions from $ 0.5 - $ 0.7.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1 - 19 The following examples illustrate the invention. Example 1 - 19

Eine Magnesiumbasislegierung der ASTM Bezeichnung AZ21X1, mit einer nominellen Zusammensetzung von etwa 1,8 Gew.-ή» Aluminium, •twa 0,08 Gew.-£ Mangan, etwa 1,2 Gew.-^ Zink und etwa 0,2 Gew.-^ Calcium, wobei der Rest im wesentlichen aus Magnesium bestand,A magnesium-based alloy of the ASTM designation AZ21X1, having a nominal composition of about 1.8 wt. -Ή »aluminum, • twa 0.08 wt £ manganese, about 1.2 wt .- ^ zinc and about 0.2 wt. - ^ calcium, with the remainder consisting essentially of magnesium,

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

wurde bei 315 und 427°C zu einer Stange von 31»8 mm Durch-became a rod with a diameter of 31 »8 mm at 315 and 427 ° C.

oöer messer stranggepresst. Nach dem Schmieren der Nase tülSiii? dem Vorderende, wurde die Stange so eingerichtet und angepasst, dass sie in und durch eine konische Ziehform passt. Dann wurde die Stange auf der Ziehwerkban^ festgeklammert und durch die Formöffnung bei Räumtemeratür gezogen unter Verringerung der Querschnittsfläche.oöer knife extruded. After smearing the nose tülSiii? to the Front end, the bar has been set up and adjusted to fit in and through a conical draw mold. Then became the rod is clamped on the Ziehwerkban ^ and pulled through the mold opening at the clearing window, reducing the Cross sectional area.

Die gezogenen Stangen der stranggepressten Legierung wurdenThe drawn rods were made of the extruded alloy

dann in Stücke von 16,8 mm geschnitten. Die Stücke wurden makiert zur Bestimmung des der Nase nächstgelegenen Endes, , 5 Minuten auf 315 C vorerhitzt und entweder mit der Nase oderthen cut into 16.8 mm pieces. The pieces were marked to determine the end closest to the nose,, preheated to 315 C for 5 minutes and either with the nose or

mit dem rückwärtigen Ende nach oben in eine Spritzpressforra gestellt, die auf IU9 C vorerhitzt war. Der Formdurchmesserwith the rear end up in a transfer molding forra which was preheated to IU9 C. The shape diameter

betrug 31,9 mm, der Stempeldurchmesser 28,3 mn. Die Stück· wurden zu Batterieanodendosen oder Behältern schlagflleßgepresst und auf Oberflächenrissbildung untersucht. Die Zahl der Rissbildungen aufweisenden Dosen, je Zahl der echlagfließgepressten Dosen, wurde für jede Kombination von Ziehen und Strangpressen aufgezeichnet.was 31.9 mm, the punch diameter 28.3 mn. The piece were impact flow molded into battery anode cans or containers and examined for surface cracking. The number of Cans showing cracks, per number of impact extruded Doses, were recorded for each combination of drawing and extrusion.

109812/0706 BAD ORIGINAL109812/0706 BATH ORIGINAL

TabelleTabel

Strangpress-Beispiel Temperatur Nr. ^*CExtrusion Example Temperature No. ^ * C

1 3151 315

2 3152,315

3 4273 427

4 3154 315

5 3155 315

p 7 427p 7 427

co 8 315co 8 315

£9 315£ 9 315

^10 427^ 10 427

•*ai 1 427• * ai 1 427

O>12 315O> 12 315

13 31513 315

14 42714 427

15 42715 427

16 42716 427

17 42717 427

18 31518 315

19 31519 315

i» Querschnittsflächen- i » cross-sectional area einstündigeone hour Dosen mitCans with Dosen schlag-Cans impact ν e rmi nd e rungν e rmination Erhitzung beiHeating at Rißbildung /Crack formation / fließgepresstextruded Ende vorangeEnd forward Nase vorangeNose forward presstpresses presstpresses 0.70.7 ——_——_ 0/50/5 3/53/5 0.70.7 371371 0/50/5 0/50/5 0.50.5 371371 0/50/5 0/50/5 2.52.5 —_—_ 0/50/5 0/50/5 2.52.5 371371 0/50/5 0/50/5 2.22.2 0/50/5 0/50/5 2.22.2 371371 0/50/5 0/50/5 5.65.6 —■_ .- ■ _. 0/50/5 0/50/5 5.65.6 371371 0/50/5 0/50/5 5.05.0 0/50/5 0/50/5 5.05.0 371371 0/50/5 0/50/5 7.07.0 —- 0/50/5 0/50/5 7.07.0 371371 0/50/5 0/50/5 7.07.0 0/50/5 0/50/5 7.07.0 371371 0/50/5 0/50/5 9.89.8 0/50/5 0/50/5 9.89.8 371371 0/5 .0/5. 0/50/5 10.510.5 0/50/5 0/50/5 10.510.5 371371 0/50/5 0/50/5

Claims (5)

Pa t entansprUchePATENT CLAIMS basislegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass die stranggepresste Legierung, in der gleichen Richtung in der di· Legierung stranggepresst wurde, gezogen oder ga>w»X*t wird, unter Verringerung der Querschnitt»fläche.base alloys, characterized in that the extruded alloy, in the same direction in the di Alloy was extruded, drawn or ga> w »X * t is, while reducing the cross-sectional area. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dame das Ziehen oder Walzen in ausreichend·« NaSe erfolgt, u» eine Querschnittsflächenverringerung von 0,5 - 20 $ hervorzurufen.2. The method according to claim 1, characterized in that dame pulling or rolling in sufficient · «NaSe takes place, u» cause a cross-sectional area reduction of $ 0.5-20. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen oder Ziehen in ausreichende« Maße erfolgt, u» eine Querschnittsflächenverringerung von 0,7 - 10,5 H hervorzurufen.3. The method according to claim 1, characterized in that the rolling or drawing takes place to a sufficient "degree, u" to cause a cross-sectional area reduction of 0.7-10.5 H. k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzen oder Ziehen bei einer Temperatur von 21 bis 260°C durchgeführt wird. k. Method according to one of Claims 1-3, characterized in that the rolling or drawing is carried out at a temperature of 21 to 260 ° C. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magnesiumbasislegierung verwendet wird,5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that a magnesium-based alloy is used, 1098127070610981270706 welche 1 ,6 - 2,0 Gew.-£ Aluminium, 0,02 - 0,15 Gew.-^ Mangan, 1,0 - 1,4 % Zink und 0,15 - 0,25 i> Calcium enthält, wobei der Rest aus Magnesium mit den üblichen Verunreinigungen besteht.contains 0.25 i> Calcium, wherein - providing 1, 6 to 2.0 wt £ aluminum, 0.02 - 0.15 wt .- ^ manganese, 1.0 - 1.4% zinc and 0.15 the remainder consists of magnesium with the usual impurities. 1 0 9 8 1 27 η 7.0 S1 0 9 8 1 27 η 7.0 p
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