DE1817243A1

DE1817243A1 - Verfahren zur Herstellung von feinkoernigen Baendern aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen

Info

Publication number: DE1817243A1
Application number: DE19681817243
Authority: DE
Inventors: Hans-Michael Cohen; Rene Meier
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1967-12-29
Filing date: 1968-12-27
Publication date: 1969-07-24
Also published as: NL168884B; DE1817243B2; US3563815A; DK143203B; SE345696B; NL168884C; GB1231090A; AT282983B; FR1595159A; DK143203C; DE1817243C3; CH493642A; BE725415A; NL6818172A

Description

DR. ELISABETH JUNG. *DR. VOLKER'νόββίϋβ, DIPL.-ING. GERHARD COLDEWEY

,ATCNTANW*." 1817243

• MÖNCHEN IS · SItOIMTAAHtM TCkEFON 14·»·» ■ TELEQRAMM-ADREtSBi IN.VINT/MONCHIM

u.Z.: D 959 (Cy/eb) 27. De«eirt»r 196β

Schweizerische Aluminium AG., Chippie, Schweis

Verfahren ftur Herstellueg von feinkörnigen Bändern aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen .

Prioritäts 29. Dezember 1967, Schweiz, Nr. 18 378/67

ivat Herstellung τοπ faltenlosen, tiefgesogenen Behältern au« Alwiaitarfoli« verv.eödet man weichgeglühte Bänder «üb sutnganheltigen Aluminiuia-Legieruiigen. Entscheidende Giitefierknale für die Verforauarkeit, insbesondere dae Tiefsiehen, dieser Bänder sind unter «nderesa deren Sehnung und ?einkörnigkeit. Die manganaaltigen Legierungen eeigen jedosh beim Weichglühen eine Beifung tu Grobkörnigkait. JBs wurde Ton H. Hug, Metall Bd. 9 (1955) S. 176 -> 180 sehon vor geschlagen, zur JBrsielung eines feinen Eornes die sw Berstellung der Bänder durch Waisen verwendeten GhiBbarren vor dorn. Warmwaisen bei einer abglichst hohen Sefiperatür zu glühen. Dabei genüge eine relativ kursseitige Glühdauer, «ährend bei tieferen (Jlühtesiperatur«a auch mit.längerer Ölüh dauer nicht derselbe Effekt erfelcht werde.

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Ea zeigte sich in der Praxis jedoch, daß trotz dieser Barrenhocbglühung nur ein feines Korn erhalten wird, wenn das abgewalzte Band beim Weichglühen sehr rasch aufgeheizt wird. Dies ist aber bei den großen Bandbunden, wie sie heute verarbeitet werden, in den Üblichen Kammeröfen nicht möglich. Kurze Aufheizzeiten werden nur in Durch!auf-Glühöfen erreicht, diese sind jedooh in Anschaffung und Betrieb teuer. Es galt deshalb, ein Verfahren zu finden, das auch mit eine? Weiohglühung in einem in allen Walewerken vorhandenen Kammerofen ein tiefziehfähiges, feinkörniges Band ergibt· -Bs zeigte sich auch, daß nach einer Weichglühung im Durchlaufofan die Dehnung höher ist ale nach einer gewöhnlichen Kanuner of englühung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von tief«· ziehfähigem, feinkörnigem Bandmaterial aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen, durch Glühen einte Gufibarrens bei einer Temperatur über 560° C, Warmwalzen, Kaltwalzen und Weichglühen· Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Warmwalzen mit einer Kaltverformung von.über 60 $ abgewälzt wird und beim Weichglühen das Band vor Erreichen der Weichglühtemperatur mindesten* 5 Stunden, vorzugsweise 10 Stunden, im temperaturbereich von 160° C, vorzugsweise 200° 0, bis knapp unter der Temperatur der vollständigen Rekristallisation, gemessen als Metalltemperatur,, gehalten wird· ■

Dieses Verfahren ermöglicht die Verwendung eines üblichen Kammerofens zum Weichglühen und ergibt trotzdem feinkörnige Bänder, die auch die. übrigen notwendigen Eigenschaften, wie ausreichende

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Zugfestigkeit, hohe Dehnung und genügende. Erichsentiefe zur Her- ■ stellung von faltenlosen Behältern aufweisen.

Das Verfahren ist besonders geeignet für AlMn-Xeglerungen, die üblicherweise bis zu 2 $> Mangan enthalten. Sie können noch weitere Metalle in geringeren Mengen« wie z.B. JSiaen, Magnesium, Kupfer usw. enthalten. Ein Zusatz von Über 0,1 ^ Magnesium bewirkt auch schon eine gewisse Feinkörnigkeit des weichgeglühten Bandes» Die Mg-haltigen Legierungen zeigen jedoch eine schlechte μ Lackhaftung und eine hohe Kaltverfestigung, die das Kaltwalzen erschwert. Vorzugsweise wird eine Al-Mn-Legierung mit weniger ale 0*1 i» Mg verwendet; speziell eine solche mit 0,5 - 1,6 ?£ Mn, 0,1 ~ O_f6 $> Si, 0,2 - 0,8 # Fe, 0 * 0,3 % Ott, unter 0,1 & Zn und unter O₉I f& Mg» Andere Ifin-haltige Aluminium-Legierungen wie AlMgMn, AlOuMg(Mn) und AlMgSi(¹Mn) eignen sich ebenfalls für das beschriebene Verfahren zur JSreielung «ines feinkörnigen Materials. Ss kommen z.B. noch folgende Legierungen in Betrachts Al mit 0,3 - 1,3,# Mn, 0,3 - 5,0 $ Mg* 0,1 - 0,6 # Si, 0,2 - 0,8 $> Fe, 0 - 0,3Λ Cu oder Al mit 0,6 - 1,4 % Mg, 0,2 - 1,6 i> Si, 0,1 - 1,0 9& Mn_f 0_s2 - 0,8 ^ Fe, 0 - 0,3 # Cu oder Al mit 0,2 » 1,2 Mg, 0,1 - 0,6.56 Si, 0,1 -0,5 ^ Mn, 0,2 - 0,8 96 Pe, 1,8 - 3,0 #

Der geglühte G-ußbarfen wird gewöhnlich bis zu einer Dicke von einigen Millimetern herunter warmgewalzt» JSs hat sich bei der Durchführung des erfindungsgemäSea Verfahrene als günstig erwiesen* eine tiefe Warmwalztemperatur einzuhalten, derart, daß der ©ußbarren au Beginn des Waroraalaens eine Temperatur von

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400 - 480° C aufweist. Üblicherweise wird dae Warmwaleen bei Temperaturen über 500° 0 begonnen. Die tiefer« Warniv/al β temperatur bewirkt in Kombination kit den andern erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen eine weitere Verbesserung der .Eigenschaften des Bandes·

Das Kaltwalzen erfolgt vorzugsweise ohne Zwiachenglühung bis aur Endstärke. Zur Herstellung von faltenlosen Folienbehältern ™ verwendet man Bänder von O₉05 - 0,3 mm Picke, für die das er-» findungsgemäße Verfahren besondere vorteilhaft ist»

Beim erfindungsgemäßen Verfahren spielt die Zeit während der das Band eine Temperatur im genannten Bereioh aufweist, ein· wesentliche Bolle« Dabei ist es gleichgültig, ob beim Aufheizen eine bestimmte Temperatur in diesem Bereich gehalten wird, oder ob der Bereich in der vorgeschriebenen Zeit mit langsamer Aufhe^geschwindigkeit durchschritten wird.

Vorteilhafterweise wird mehr oder weniger rasch auf eine Temperatur im genannten Bereich aufgeheizt, vorzugsweise auf eine Temperatur knapp unterhalb der Temperatur der vollständigen Rekristallisation» und während mindestens 5 Stunden auf dieser Temperatur gehalten vor dem weiteren Aufheiaen auf die Weichglühtemperatur. Man kann das Band zwischen den beiden Glühstufen auch abkühlen lassen. Die zweistufige Glühung ist einfach durchzuführen und ewBÖglicht einen wirtechaftlienen Binsatz der Kammeröfen in einem Walewerk·

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Die Rekristallisationstemperatur hängt von der Zusammensetzung der Legierung und deren Vorbehandlung vor dem Weichglühen ab, sie kann durch Versuche bestimmt werden. Man spricht von einer Rekristallisationsschwelle, dah. von einem !Temperaturbereichι an dessen unterer Grenze die Rekristallisation beginnt und erst an der oberen Grenze vollständig ist. Bei einer stufenweise^ Weiehglühung wird die Temperatur der ersten Glühstufe vorzugsweise so hoch gewählt, daß das Band bereite rekrlstallisiert. Bas heißt, sie soll Innerhalb der Rekristallieatlonsschwelle liegen« .

Beispiel? ■ " " . ·

JSs wurde ein Guß barren aus einer Äl-M»-I>egierung mit 1,2 # Mn, Ο,β i» Fe, 0,3 $ Si, 0,1 # Gu verwendet, der während 24 Stunden bei 630° C homogenisiert, auf 7 mm warmgewalat und dann auf 0,1 mm kalt abgewälzt wurde. Die erhaltenen Bänder wurden gemäB untenstehender Vörsuöhe: versohiedesien Glühungen unterworfen. Bs wurden. Jeweils bestimmt die Zugfestigkeit und di# Dehnung an einem 15 mm breiten Parallel streifen bei einer. Jälnspannlängo von 130 mm, di© £riohseati@f© nach DIH §0 101 und Kornzahl pro

2
mm näsh einer Börker-Oxydation durch Vergleich mit einer Standard-£ornt?iti5ll©(K.öat'xOn-X'fifei_f 5Q0-faehe Vergrößerung) · Die Resultate sind In dear Tabelle am Schluß eusammengestellt.

1) Baa Band wurde Sneinem Xammerofen weiohgeglüht, wobei es in 5 Stunden eine Tejaperatur von 370 - 400° C erreichte, die über ^:der HekrietalliaatiosiBteiaperatur liegt. Die verlangten Werte wurden nicht erreioht, Insbesondere die Eornzsfel ist au tief,

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2) In einem Durchlaufglühofen würde daa Band in einigen Sekunden auf eine Temperatur von 370 - 400° 0 erhitzt. Die verlangten Werte wurden ohne weiteres erreicht.

3) In den beiden ersten Versuchen waren die Resultate unabhängig von der Warmv/alztemperatur. In diesem Versuch betrug die Warmwalzanfangstemperatur 420 - 430° C. Das Band wurde zum Weichglühen in 24 Stunden auf 390° C aufgeheizt, wobei der Tempera-™ turbereich von 200 - 340° C, welch letztere Temperatur etv.a der Temperatur der vollständigen Rekristallisation entspricht, in ttwae mehr als 10 Stunden durchschritten wurde·

4) Warmwalztemperatur 550° 0. Weichglühen: 1. 20 Stunden bei 330° C. 2. 5 Stunden bei 350 ~ 380° 0.

5) Warmwalztemperatur 450° 0« Weichglühen wie im Versuch 4. Die· »er Versuch zeigt» daß mit der tieferen Warmwalstestperaturetwaa bessere Resultate für Eriohsentiefe und Kornzahl erhalten werden.

6) Wie Verfluch 5· Bas Band wurde -Jedoch beim Kai tab walz en bei einer Dicke von 0,5 ma einer Zviaabonglühung von 5 Stunden bei 380° C unterworfen· Sie erhaltenen Resultate genügen den An* Forderungen nicht, de das Band nach der Zwisohenglühung ein« ungenügend große Saltverformung erfahren, hat·

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Reaultattabelle

	Zugfestigkeit kg/mm²	Dehnung	Erichsentiefe mm	Kornzahl pro nun*
Versuch	11,95	14,2	6,2	^ 2.000
1	15,2	22,6	7.4	7000
2	11,5	20,6		6500
3	12«, 4	26,8	7,25	5500
4	12,5	28,5	7,8	6000
5	12,6	17,6	6,5
6

Zur Herstellung von tiefgezogenen Behältern werden von einem 0,1 mm dicken Band folgende Eigenschaften verlangt? Zugfestigkeit IG - 13 kg/mm², Dehnung Über 20 f\ Sricheentiefe mindestens 7,5 mm, Kornaahl über 2000 pro mm . Die erfraltes&& Resultate seigen, daß dieae Werte mit dem erfindungegea&Oen Verfahren erhalten werden, jedoch sieht bei einer Üblichen Kammerofenglühung (Versuch 1).

BADOFJfQINAL

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Claims

-. 8 -Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen Bändern hoher Dehnung aus manganhaltlgen Aluminium-Legierungen durch Glühen eines Gußbarrens bei einer !Temperatur über 560° C, Warmwalsen, Kaltwalzen und Weichglühen _t dadurch gekennseichnet, daß nach dem Warmwalzen mit einer Kaltverformung von über 60 f> abgewälzt

^ und beim Weichglühen das Band vor Erreichen der Welehglühtemperatur mindestens 5 Stunden im Temperaturbereich von 160° C bis knapp unter der !Temperatur der vollständigen Rekristallisation, gemessen als Metalltemperatur, gehalten wird.

2. Verfahren nach Anapruoh I₉ daduroh gekennteiohnet, daß ein· AlMn-Legierung mit weniger als Q₉I f Magnesium verwendet wird.

3- Verfahren nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet» daß eine Legierung mit 0,5 - 1,6 # Mn, 0,1 - 0,6 £ Si, 0,2 - 0,8 £ Pe, r 0 - 0,3 ^ Cu, unter 0,3. 96 Zn, Rest Aluminium verwendet wird.

4· Verfahren nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß eine legierung mit 0,3 - 1,3 * Mn, 0,3 - 5,0 f> Mg, O₉I - 0,6 fi Si, 0,2 - 0,8 £ Pe, 0 - 0_f3 $ Ou, Rest Aluminium verwendet wird.

5· Verfahren, nach Anspruoh 1, dadurch gekenneelehnet» daß eine Legierung ΰΰΛ 0,6 - 1,4 56 Mg, 0,2 - 1,6 56 Si, 0,1 · 1,0 JtMn, 0,2 - .0,8 i> ?e, 0 - 0,3 £ Cu, Rest Aluminium verwendet wird·

6. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch gekenneeiohnet, daß eiae

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Legierung mit 0,2 - 1,2 $ Mg, 0,1 — 0,6 fi Si, 0,1 - 0,5 $ fön, 0,2 - 0,8 $> Fe, 1,8 - 3,0 $> Ou, Rest Aluminium verwendet wird·

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet _s daß der Gußbarren zu Beginn des Warmwalzens eine Temperatur von 400- 480° C aufweist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, daduroh gekennzeichnet, daß das Band ohne Zwisohengltthung auf findstärke kaltgewalzt wird«

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, daduroh gekennzeichnet , daß das Band zum Weichglühen zunächst während mindestens 5 Stunden auf einer Temperatur knapp unterhalb der Temperatur der vollständigen Rekristallisation gehalten und dann oberhalb weitergeglüht wird·

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, daduroh gekennzeichnet, daß der Temperaturbereich durch langsames Aufheizen in 5 Stunden und mehr stetig durchritten wird«

11. Verfahren nach, ©inem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Band beim Weichglühen während mindestens 10 Stunden im Temperaturbereich von 200° 0 bis knapp unterhalb der Temperatur der vollständigen Hekristallisation gehalten wird.

i2„ Verfahren nash Anspruch 9» daduroh ge&enniseicimat, daß

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der ersten Glühung bereits eine teilweise Rekristallisation eintritt.

13« Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Band eum Weichglühen eunäohst während 20 Stunden bei 330° 0 und dann während 5 Stunden bei 350 - 380° C geglüht wird.

14» Verfahren nach Ansprüchen 1-13» dadurch gekennzeichnete P daß das Band auf eine Dicke von 0,05 - 0,3 mm abgewalzt wird.

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