DE1817243B2

DE1817243B2 - Verfahren zur herstellung von feinkoernigen baendern aus manganhaltigen aluminium-legierungen

Info

Publication number: DE1817243B2
Application number: DE19681817243
Authority: DE
Inventors: Rene Kreuzungen; Cohen Hans-Michael Sierre; Meier (Schweiz)
Original assignee: Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1967-12-29
Filing date: 1968-12-27
Publication date: 1977-12-08
Also published as: GB1231090A; DK143203B; FR1595159A; NL168884C; NL6818172A; SE345696B; DE1817243A1; AT282983B; BE725415A; DK143203C; NL168884B; DE1817243C3; CH493642A; US3563815A

Description

Zur Herstellung von faltenlosen tiefgesogenen Behältern aus Aluminium verwendet man weichgeglühte Bänder aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen. Entscheidende Gütemerkmalc für die Verformbarkeit, insbesondere das Tiefziehen, dieser Bänder sind unter anderem deren Dehnung und Feinkörnigkeit. Die manganhaltigen Legierungen zeigen jedoch beim Weichglühen eine Neigung zu Grobkörnigkeit. Es wurde von H. Hug, Metall, Bd. 9 (1955), S. Π6-Ι80, schon vorgeschlagen, zur Erzielung eines feinen Kornes die zur Herstellung der Bänder durch Walzen verwendeten Gußbarren vor dem Warmwalzen bei einer möglichst hohen Temperatur zu glühen. Dabei genüge eine relativ kurzzeitige Glühdauer, während bei tieferen Glühtemperaturen auch mit längerer Glühdauer nicht derselbe Effekt erreicht werde.
Es zeigte sich in der Praxis jedoch, daß trotz dieser Barrenhochglühung 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 ίο den üblichen Kammeröfen nicht möglich. Kurze Aufheizzeiten werden nur in Durchlauf-Glühöfen erreicht, diese sind jedoch in Anschaffung und Betrieb teuer. Es galt deshalb, ein Verfahren zu finden, das auch mit einer Weichglühung in einem in allen Walzwerken ii vorhandenen Kammerofen ein tiefziehfähiges feinkörniges Band ergibt. Es zeigte sich auch, daß nach einer Weichglühung im Durchlaufofen die Dehnung höher ist als nach einer gewöhnlichen Kammerofenglühung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von tiefziehfähigem feinkörnigem Bandmaterial aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen durch Hochglühen eines Gußbarrens bei einer Temperatur über 560⁰C, Warmwalzen, Kaltwalzen und Weichglühen. 2> Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Warmwalzen mit einer Kaltverformung von über 60% abgewalzt wird und beim Weichglühen das Band vor Erreichen der Weichglühtemperatur mindestens 5 Stunden, vorzugsweise 10 Stunden, im Temperatur- !o bereich von 160"C, vorzugsweise 200'C, 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 ii trotzdem feinkörnige Bänder, die auch die übrigen notwendigen Eigenschaften, wie ausreichende Zugfestigkeit, hohe Dehnung und genügende Erichsentiefe zur Herstellung von faltenlosen Behältern aufweisen.

Das Verfahren ist besonders geeignet für AlMn-Legierungen, die üblicherweise bis zu 2% Mangan enthalten. Sie können noch weitere Metalle in geringeren Mengen, wie z. B. Eisen, Magnesium, Kupfer usw. enthalten. Ein Zusatz von über 0,1% Magnesium be-4) wirkt auch schon eine gewisse Feinkörnigkeit des weichgeglühten Bandes. Die Mg-haltigen Legierungen zeigen jedoch eine schlechte Lackhaftung und eine hohe Kaltverfestigung, die das Kaltwalzen erschwert. Vorzugsweise wird eine Al-Mn-Legierung mit weniger ίο als 0,1% Mg verwendet; speziell eine solche mit 0,5 bis 1,6% Mn, 0,1 bis 0,6% Si, 0,2 bis 0,8% Fe, 0 bis 0,3% Cu, unter 0,1% Zn und unter 0,1% Mg. Andere Mn-haltige Aluminium-Legierungen wie AlMgMn, AlCuMg(Mn) und AIMgSi(Mn) eignen sich ebenfalls V) für das beschriebene Verfahren zur Erzielung eines feinkörnigen Materials. Es kommen z. B. noch folgende Legierungen in Betracht: Al mit 0,3 bis 1,2% Mn, 0,3 bis 5,0% Mg, 0,1 bis 0,6% Si, 0,2 bis 0,8% Fe, 0 bis 0,3% Cu, oder Al mit 0,1 bis 1,0% Mn, 0,6 „o bis 1,4% Mg, 0,2 bis 1,6% Si, 0,2 bis 0,8% Fe, 0 bis 0,3% Cu, oder Al mit 0,1 bis 0,5% Mn, 0,2 bis 1,2% Mg, 0,1 bis 0,6% Si, 0,2 bis 0,8% Fe, 1,8 bis 3,0% Cu. Der geglühte Gußbarren wird gewöhnlich bis zu einer Dicke von einigen Millimetern warmgewalzt. ty, Es hat sich bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als günstig erwiesen, eine tiefe Warmwal/ temperatur einzuhalten, derart, daß der Gußbarren zu Beginn des Warmwalzens eine Temperatur

von 400 bis 480'C aufweist. Üblicherweise wird das Warmwalzen bei Temperaturen über 500' C begonnen. Die tiefere Warmwalztemperatur bewirkt in " mbination mit den anderen erfindungsgemäßer erfahrensbedingungen eine weitere Verbesserung tier Eigenschaften des Bandes.

Das Kaltwalzen erfolgt vorzugsweise ohne Zwischenglühung bis zur Enddicke. Zur Herstellung von faltenlosen Folienbehältern verwendet man Bänder von 0,05-0,3 mm Dicke, für die das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren spielt die Zeitdauer, während der das Band eine Temperatur im genannten Bereich aufweist, eine wesentlich.=: Rolle. Dabei ist es gleichgültig, ob beim Aufheizen eine bestimmte Temperatur in diesem Bereich gehalten wird, oder ob der Bereich in der vorgeschriebenen Zeitdauer mit langsamer Aufheizgeschwindigkeit 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 Aufheizen auf die Weichglühtemperatur. Vorzugsweise wird beim Aufheizen der Temperaturbereich stetig durchschritten. Man kann das Band zwischen den beiden Glühstufen auch abkühlen lassen. Die zweistufige Glühung ist einfach durchzuführen und ermöglicht einen wirtschaftlichen Einsatz der Kammerofen in einem Walzwerk.

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, d. h. von einem Temperaturbereich, an dessen unterer Grenze die Rekristallisation beginnt und erst an der oberen Grenze vollständig ist. Bei einer stufenweisen Weichglühung wird die Temperatur der ersten Glühstufe vorzugsweise so hoch gewählt, daß das Band bereits rekristallisiert. Das heißt, sie soll innerhalb der Rekristallisationsschwelle liegen.

Beispiel

Es wurde ein Gußbarren aus einer Al-Mn-Legierung mit 1,2% Mn, 0,6% Fe, 0,3% Si, 0,1% Cu verwendet, der während 24 Stunden bei 63O°C hochgeglüht, auf 7 mm Dicke warmgewalzt und dann auf 0,1 mm Dicke kalt abgewalzt wurde. Die erhaltenen Bänder wurden gemäß untenstehender Versuche verschiedenen Glühungen unterworfen. Bestimmt wurden jeweils die Zugfestigkeit und die Dehnung an einem 15 mm breiten Parallelstreifen bei einer Einspannlänge von 180 mm, die Erichsentiefe nach DlN 50 101 und Kornzahl pro mm² nach einer Barker-Oxydation durch Vergleich mit einer Standard-Korntabelle (Kostron-Tafel, 500fache Vergrößerung). Die Resultate sind in der Tabelle am Schluß zusammengestellt.

1) Das Band wurde in einem Kammerofen weichgeglüht, wobei es in 5 Stunden eine Temperatur von

^r> 370 bis 400' C erreichte, die über der Rekristallisationstemperatur liegt. Die verlangten Werte wurden nicht erreicht, insbesondere die Kornzahl ist zu tief.

2) In einem Durchlaufglühofen wurde das Band in einigen Sekunden auf eine Temperatur von 370 bis

κι 400 C erhitzt. Die verlangten Werte wurden ohne weiteres erreicht.

3) In den beiden ersten Versuchen waren die Resultate unabhängig von der Warmwalztemperatur. In diesem Versuch betrug die Warmwalzanfangstempera-

r> tür 420 bis 430'C. Das Band wurde zum Weichglühen in 24 Stunden auf 390'C aufgeheizt, wobei der Temperaturbereich von 200 bis 340 C, welch letztere Temperatur etwa der Temperatur der vollständigen Rekristallisation entspricht, in etwas mehr als K) Stunden durchschritten wurde.

4) Warmwalz-Anfangstemperatur 550C. Weichglühen: 1. Sture: 20 Stunden bei 330 C, 2. Stufe: 5 Stunden bei 350 bis 380 C.

5) Warmwalz-Anfangstemperatur 450 C. Weich- 2~< glühen wie im Versuch 4. Dieser Versuch zeigt, daß mit der tieferen Warmwalz-Anfangstemperatur etwas bessere Resultate für Erichsentiefe und Kornzahl erhalten werden.

6) Wie Versuch 5. Das Band wurde jedoch beim in Kaltabwalzen bei einer Dicke von 0,5 mm einer Zwischenglühung von 5 Stunden bei 380'C unterworfen. Die erhaltenen Resultate genügen den Anforderungen nicht, da das Band nach der Zwischenglühung eine ungenügend große Kaltverformung erfahren hat.

Resultattabelle

V'cr- Zugfestigkeit Dehnung Erichsen- Korn/ahl such tiefe

kg/nmr

pro mm

1	11,95	14,2	0,2	< 2000
2	13,2	22,6	7,4	7000
3	11,3	20,6		6500
4	12,4	26,8	7,25	5500
5	12,5	28,5	7,8	6000
6	12,6	17,6	6,5

Zur Herstellung von tiefgczogenen Behältern werden von einem 0,1 mm dicken Band folgende Eigenschaften verlangt: Zugfestigkeit 10 bis 13kp/mnr, Dehnung über 20%, Erichsentiefe mindestens 7,5 mm, Kornzahl über 2000 pro mm². Die Resultate /eigen, daß diese Werte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden, jedoch nicht bei einer üblichen Kammerofenglühung (Versuch 1).

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen Bändern hoher Dehnung, insbesondere einer Dicke von 0,05 bis 0,3 mm, aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen durch Hochglühen eines Gußbarrens bei einer Temperatur über 560⁰C, Warmwalzen, Kaltwalzen und Weichglühen, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Warmwalzen mit einer Kaltverformung von über 60% abgewalzt und beim Weichglühen das Band vor Erreichen der Weichglühtemperatur mindestens 5 Stunden lang, vorzugsweise mindestens 10 Stunden lang, im Temperaturbereich von 160^cC, vorzugsweise 200^uC, bis knapp unter der Temperatur der vollständigen Rekristallisation, gemessen als Metalltemperatur, gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmwalzen der Gußbarren bei einer Metalltemperatur von 400 bis 480°C begonnen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band ohne Zwischenglühung auf die Enddicke kaltgewalzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band zunächst während 20 Stunden bei 33O"C und dann wahrend 5 Stunden bei 350 bis 380 C weichgeglüht wird.

5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf Bänder aus einer AlMn-Legierung mit weniger als 0,1 % Magnesium.

6. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf Bänder aus 0,5 bis 1,6% Mangan, 0,1 bis 0,6% Silizium, 0,2 bis 0,8% Eisen, 0 bis 0,3% Kupfer, weniger als 0.!% Zink und Aluminium als Rest.

7. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf Bänder aus 0,3 bis 1,3% Mangan, 0,3 bis 5,0% Magnesium, 0,1 bis 0,6% Silizium, 0,2 bis 0,8% Eisen, 0 bis 0,3% Kupfer und Aluminium als Rest.

8. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf Bänder aus 0,1 bis 1,0% Mangan, 0,6 bis 1,4% Magnesium, 0,2 bis 1,6% Silizium, 0,2 bis 0,8% Eisen, 0 bis 0,3 % Kupfer und Aluminium als Rest.

9. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf Bänder aus 0,1 bis 0,5% Mangan, 0,2 bis 1,2% Magnesium, 0,1 bis 0,6% Silizium, 0,2 bis 0,8% Eisen, 1,8 bis 3,07o Kupfer und Aluminium als Rest.