DE1817243C3

DE1817243C3 - Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen Bändern aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen

Info

Publication number: DE1817243C3
Application number: DE1817243A
Authority: DE
Inventors: Hans-Michael Sierre Cohen; Rene Kreuzlingen Meier
Original assignee: Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Rio Tinto Switzerland AG
Priority date: 1967-12-29
Filing date: 1968-12-27
Publication date: 1978-07-20
Also published as: DE1817243B2; DK143203B; BE725415A; NL168884B; DE1817243A1; DK143203C; NL6818172A; AT282983B; NL168884C; GB1231090A; CH493642A; FR1595159A; SE345696B; US3563815A

Description

Zur Herstellung von faltenloscn tiefgezogenen Behältern aus Aluminium verwendet man weichgeglühte Biindcr aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen. Entscheidende Gütcmerkm.iie für die Verformbarkeit, insbesondere das Tiefziehen, dieser Bänder sind unter anderem deren Dehnung und f-'einkörnigkeit. Die miinganhalligcn Legierungen zeigen jedoch beim Weichglühen eine Neigung zu Grobkörnigkeit. Es wurde von II Hug. Metall,Bd.9 (1955), s. 176-180, schon vorgeschlagen, zur Erzielung eines feinen Kornes die zur Herstellung der Händer durch Walzen verwendeten Gullbarren 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

ι» den üblichen Kammerofen 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 W'alzwerken

π 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.

2» Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von tiefziehfahigem feinkörnigem Bandmaterial aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen durch Hochglühen eines Gußbarrens bei einer Temperatur über 560^cC, Warmwalzen, Kaltwalzen und Weichglühen.

2ϊ 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 Temperaturbereich von 160X, 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

π trotzdem feinkörnige Bänder, die auch die übrigen notwendigen Eigenschaften, wie ausreichende Zugfestigkeit., hohe Dehnung und genügende Erichsentiefe zur Herstellung von faltenlosen Behältern aufweisen.

id Das Verfahren ist besonders geeignet für AIMn-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 OJ % Magnesium be-

»i 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

κι als 0,1% Mg verwendet; speziell eine solche mit 0,5 bis i,6% Mn, 0,1 bis 0,6% Si, 0,2 bis 0,8% Fc, 0 bis 0,3% Cu, unter 0,1% Zn und unter 0,1% Mg. Andere Mn-haltigc Aluminium-Legierungen wie AIMgMn, AICuMg(Mn) und AIMgSi(Mn) eignen sich ebenfalls

r, für das beschriebene Verfahren .tür Erzielung eines feinkörnigen Materials. Es kommen z. B. noch folgende Legierungen in Betracht: Al mit0,3 bis 1,3% 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

Wi bis 1,4% Mg, 0,2 bis 1,6% Si, 0,2 bis 0,8% Fc, 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% Fc, 1,8 bis 3,0% Cu.

Der geglühte Chißbarren wird gewöhnlich bis zu

einer Dicke von einigen Millimetern warmgewalzt.

ι,-, Es hat sich bei der Durchführung des crfindungsgemälien Verfahrens als günstig erwiesen, eine tiefe Warm walz temperatur einzuhalten, derart, da Ii der GuIibarrcn zu Beginn de« Warmwalzens eine Temperatur

von 400 bis 480 C aufweist. Üblicherweise wird das Warmwalzen bei Temperaturen über 500 C begonnen. Die tiefere Warmwalztemperatur bewirkt in Kombination mit den anderen erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen eine weitere Verbesserung der Eigen- ~> schäften 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 in Verfahren besonders vorteilhaft ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren spielt die Zeitdauer, während der das Band eine Temperatur im genannten Bereich aufweist, eine wesentliche Rolle. Dabei ist es gleichgültig, ob beim Aufheizen eine π 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 :n 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 Weich- r> glühtemperatur. 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 «ι Einsatz der Kammerofen in einem Walzwerk.

Die Rekristallisationstemperatur hängt von der Zusammensetzung der Legierung und deren "Vorbehandlung vordem Weichglühen ab, sie kann durch Versuche bestimmt werden. Man spricht von einer Rekristalli- r. sationsschwelle, d. h. von einem Temperaturbereich, an dessen unlerer 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 ge- tu wählt, 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 630 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 Erichscntiefe nach DIN 50 101 und Kornzahl pro v, mm² nach einer Barker-Oxydation durch Vergleich mit einer Standard-Kornlabclle (Kostron-Tafcl, 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 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 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 Warmwalzanfangstemperatur420 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 10 Stunden durchschritten wurde.

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

5) Warmwalz-Anfangstemperatur 450 C. Weichglühen wie im Versuch 4. Dieser Versuch zeiiM, daß mit der tieferen Warmwalz-Anfangstemperatur etwas bessere Resultate Tür Erichsentiefe und Kornzahl erhalten werden.

6) Wie Versuchs. Das Band wurde jedoch beim Kaitabwalzen 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.

Resultattabclle	Zugfestigkeit	Dehnung	Erichsen-	Korn/uhl
Ver			'.iefe
such	kg/mm²	%	mm	pro mm²
	11,95	14,2	6,2	<2000
I	13,2	22,6	7,4	7000
2	11,3	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 einein 0,1 mm dicken Band folgende Eigenschaften verlangt: Zugfestigkeit 10 bis I3kp/mnr, Dehnung über 20%, Erichscnticfe 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 560"C, 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'C, vorzugsweise 200'C, 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 b;i 330 C und dann während 5 Stunden bei 350 bis 380 C weichgeglüht wird.

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

6. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I 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 0,1% Zink und Aluminium als Rest.

7. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I 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 Verfahren; nach einem der Ansprüche I 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 I 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 3,0% Kupfer und Aluminium als Rest.