DE19824978B4

DE19824978B4 - Verfahren zum Aushärten von Aluminiumbauteilen einer Fahrzeugkarosserie oder einer Fahrzeugkarosseriebaugruppe

Info

Publication number: DE19824978B4
Application number: DE1998124978
Authority: DE
Inventors: Carolin Dr. Radscheidt; Frank Thürnau
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2018-06-05
Also published as: DE19824978A1

Abstract

Verfahren zum Aushärten von Aluminiumbauteilen einer Fahrzeugkarosserie oder einer Fahrzeugkarosseriebaugruppe, umfassend mindestens einen Verfahrensschritt, in dem die Aluminiumbauteile einer Wärmebehandlung unterzogen werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
– die Aluminiumbauteile werden einzeln oder im miteinander verbundenen Zustand einer ersten Wärmebehandlung unterzogen;
– die Aluminiumbauteile werden miteinander und/oder mit anderen gegebenenfalls auch aus Stahl bestehenden Bauteilen zu einer Fahrzeugkarosserie oder zu einer Fahrzeugkarosseriebaugruppe gefügt;
– diese Fahrzeugkarosserie oder diese Fahrzeugkarosseriebaugruppe wird einer zweiten Wärmebehandlung unterzogen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aushärten von Aluminiumbauteilen einer Fahrzeugkarosserie oder einer Fahrzeugkarosseriebaugruppe, insbesondere ein Verfahren umfassend mindestens einen Verfahrensschritt, in dem die Aluminiumbauteile einer aushärtenden Wärmebehandlung unterzogen werden.
Einige z. B. im Fahrzeugkarosseriebau verwendete Aluminiumlegierungen bedürfen zur Erreichung ihrer maximalen Härte und Festigkeit eines Aushärtprozesses durch eine thermische Behandlung, d. h. durch Erwärmung auf eine erhöhte Temperatur über einen gewissen Zeitraum. Im allgemeinen ist die Zeitdauer, die für das Wärmeaushärten des Aluminiumbauteils benötigt wird, umgekehrt proportional zur Temperatur, auf die es dabei erwärmt wird: je höher die Temperatur bei der Wärmebehandlung, desto geringere Zeit wird für das Aushärten benötigt.

Ein Verfahren der vorgenannten Art ist beispielsweise aus dem Datenblatt „Legierungsblatt Anticorodal – 120^®" der Firma Alusuisse Schweizerische Aluminium AG in der Ausgabe vom September 1993 bekannt. Die darin beschriebene Aluminiumlegierung Anticorodal – 120^® (AlMg0.4Si1.2) kann durch eine Wärmebehandlung von mindestens 30 Minuten bei einer Temperatur zwischen 180° C und 200° C ausgehärtet werden. Weiterhin ist aus dem genannten Datenblatt bekannt, eine derartige Aushärtbehandlung im Zusammenhang mit einer Einbrennlackierung vorzunehmen. Es zeigt sich jedoch, daß beispielsweise die Wärmebehandlungszeiten bei einer im Fahrzeugkarosseriebau üblichen kathaphoretischen Tauchbadlackierung (KTL) in der Regel nicht ausreichen, um herkömliche Aluminiumlegierungen wie beispielweise Anticorodal – 120^® vollständig auszuhärten. Weiterhin findet eine KTL-Lackierung im Fahrzeugkarosseriebau in der Regel eher nach dem Zusammenbau der kompletten Fahrzeugkarosserie statt, so daß vor der mit der Trocknung des KTL-Lackauftrags in einem KTL-Trockenofen vorgenommenen Aushärtung der Aluminiumbauteile diese sehr empfindlich gegenüber mechanischen Beanspruchungen sind.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Weiterentwicklung eines Verfahrens der eingangs genannten Art dahingehend, daß die Aushärtung der Aluminiumbauteile besser in den Fertigungsprozeß der Fahrzeugkarosserie oder der Fahrzeugkarosseriebaugruppe integrierbar ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Aluminiumbauteile einzeln oder im miteinander verbundenen Zustand einer ersten Wärmebehandlung unterzogen werden, daß daran anschließend die Aluminiumbauteile miteinander und/oder mit anderen gegebenenfalls auch aus Stahl bestehenden Bauteilen zu einer Fahrzeugkarosserie oder zu einer Fahrzeugkarosseriebaugruppe gefügt werden und daß danach die Fahrzeugkarosserie oder die Fahrzeugkarosseriebaugruppe einer zweiten Wärmebehandlung unterzogen wird. Die Wärmebehandlungen können beispielsweise jeweils im Anschluß an eine kathaphoretische Tauchbadlackierung und/oder -grundierung durchgeführt werden. Die Dauer einer derartigen Wärmebehandlung kann 10 bis 30 Minuten, vorzugsweise etwa 20 Minuten betragen. Eine derartige Wärmebehandlung kann bei Temperaturen zwischen 160° C und 210° C, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 180° C und 200° C durchgeführt werden. Der Aushärtvorgang der Aluminiumbauteile wird somit in zwei oder mehreren Schritten durchgeführt, die jeweils zwanglos mit der bei einer KTL-Lackierung obligatorischen Trocknungs-Wärmebehandlung zusammenfallen können.

Vorteilhaft hierbei ist, daß nach der ersten Wärmebehandlung die Aluminiumbauteile schon eine gewisse Festigkeit erlangt haben, so daß sich der Zusammenbau der Fahrzeugkarosserie oder der Fahrzeugkarosseriebaugruppe problemloser gestaltet. Weiterhin wird durch die gegebenenfalls mit der Wärmebehandlung verbundene erste KTL-Grundierung der Aluminiumbauteile auf diesen eine isolierende Schicht erzeugt, so daß bei dem Zusammenbau dieser Bauteile mit beispielsweise aus Stahl bestehenden weiteren Karosseriebauteilen eine Kontaktkorrosion verhindert wird. Außerdem können zur Durchführung des Verfahrens dieselben bzw. die gleichen KTL-Beschichtungs-Fertigungslinien eingesetzt werden, wie sie beim Bau von Fahrzeugkarosserien aus Stahlblechbauteilen üblich sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Aluminiumbauteile Teile eines Aluminiumdachs einer Fahrzeugkarosserie, wobei vorteilhafterweise das Aluminiumdach vor einer ersten Grundierung in einem KTL-Bad gefügt wird. Nach der ersten Wärmebehandlung dieses gefügten Aluminiumdachs vorzugsweise im KTL-Trockenofen wird das Dach mit einem gegebenenfalls zumindest teilweise aus Stahl bestehenden Kastenrohbau zu einer Fahrzeugkarosserie gefügt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erweist es sich als vorteilhaft, daß nach dem Zusammenbau der Fahrzeugkarosserie oder der Fahrzeugkarosseriebaugruppe aus Stahl- und Aluminiumbauteilen gängige Fertigungslinien mit üblichen KTL-Bädern und KTL-Trockenöfen für Stahlblechkarosserien genutzt werden können, wobei die endgültige Aushärtung der mit den Stahlbauteilen verbundenen Aluminiumbauteile durch die gegebenenfalls mit einer zweiten bzw. weiteren KTL-Grundierung verbundene Wärmebehandlung erzielt wird.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.

In einem ersten Verfahrensschritt werden die Aluminiumbauteile für das Dach eines Fahrzeugs erstellt. Daran anschließend werden diese Aluminiumbauteile zu einem Fahrzeugdach zusammengesetzt. Daran anschließend wird das zusammengesetzte Aluminiumdach in einem KTL-Bad grundiert und in einen KTL-Trockenofen überführt. In diesem KTL-Trockenofen wird das zusammengebaute Dach einer Wärmebehandlung bei Temperaturen von etwa 180° C bis 200° C für etwa 20 Minuten unterzogen und dadurch vorgehärtet.

Anschließend wird dieses vorgehärtete Aluminiumdach mit einem separat erstellten, aus Stahl bestehenden Kastenrohbau zu einer Fahrzeugkarosserie zusammengefügt. Diese gefügte Fahrzeugkarosserie wird in einem KTL-Tauchbad lackiert und anschließend in einen KTL-Trockenofen überführt. In diesem KTL-Trockenofen wird die Fahrzeugkarosserie einer weiteren Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen etwa 180° C und 200° C für einen Zeitraum von etwa 20 Minuten unterzogen, wobei das Aluminiumdach endausgehärtet wird.

Daran anschließend kann die Fahrzeugkarosserie endgültig lackiert und komplettiert werden.

Die Aluminiumbauteile können aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sein, die Zusätze von Silizium und Magnesium enthält. Hier eignet sich insbesondere die Legierung AlMg0.4Si1.2, die beispielsweise in Form von Anticorodal – 120^® verfügbar ist.

Claims

Verfahren zum Aushärten von Aluminiumbauteilen einer Fahrzeugkarosserie oder einer Fahrzeugkarosseriebaugruppe, umfassend mindestens einen Verfahrensschritt, in dem die Aluminiumbauteile einer Wärmebehandlung unterzogen werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: – die Aluminiumbauteile werden einzeln oder im miteinander verbundenen Zustand einer ersten Wärmebehandlung unterzogen; – die Aluminiumbauteile werden miteinander und/oder mit anderen gegebenenfalls auch aus Stahl bestehenden Bauteilen zu einer Fahrzeugkarosserie oder zu einer Fahrzeugkarosseriebaugruppe gefügt; – diese Fahrzeugkarosserie oder diese Fahrzeugkarosseriebaugruppe wird einer zweiten Wärmebehandlung unterzogen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wärmebehandlungen bei einer Temperatur von etwa 160° C bis 210° C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wärmebehandlungen bei einer Temperatur von etwa 180° C bis 200° C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wärmebehandlungen zwischen 10 Minuten und 30 Minuten andauert.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wärmebehandlungen etwa 20 Minuten andauert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wärmebehandlungen im Anschluß an eine kathaphoretische Tauchbadlackierung und/oder -grundierung (KTL) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wärmebehandlungen in einem KTL-Trockenofen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumbauteile Teile eines Aluminiumdachs einer Fahrzeugkarosserie sind, das vor einer ersten kathaphoretischen Tauchbadlackierung und/oder -grundierung (KTL) zusammengefügt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumdach nach der ersten Wärmebehandlung in einem KTL-Trockenofen mit einem gegebenenfalls zumindest teilweise aus Stahl bestehenden Kastenrohbau zu einer Fahrzeugkarosserie zusammengefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugkarosserie oder die Fahrzeugkarosseriebaugruppe nach der zweiten Wärmebehandlung einer Endlackierung unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumbauteile aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sind, die Zusätze von Silizium und Magnesium enthält.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung etwa 1,0 bis 1,5 Gewichtsprozent Silizium Si und 0,25 bis 0,60 Gewichtsprozent Magnesium Mg enthält.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Aluminiumlegierung AlMg0.4Si1.2 gewählt wird.