DE2034838A1 - Process for improving the compressibility of aluminum alloys of the type AlMgSi - Google Patents
Process for improving the compressibility of aluminum alloys of the type AlMgSiInfo
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Description
VAW Leichtmetall-Werke G.m.b.H.
BonnVAW Leichtmetall-Werke GmbH
Bonn
Verfahren zur Verbesserung der Verpreßbarkeit von Aluminium-Legierungen der Gattung AlMgSiProcess for improving compressibility of aluminum alloys of the type AlMgSi
-Es ist bekannt, daß durch einen Zusatz von Bor die Oberfläche, von stranggepreßtem Halbzeug, das einer chemischen und/oder elektrolytischen Behandlung unterzogen wird, eine von Gefügeabzeichnungen herrührende streifige Oberfläche weitgehend vermieden werden kann. Hier ist insbesondere der in steigendem Maße in der Architektur Anwendung findende Strangpreßwerkstoff AlMgSi 0,5 zu nennen, der fast immer im anodisierten Zustand verwendet wird. Zweifellos ist die günstige Wirkung eines Borzusatzes auf die Anodisierbarkeit durch eine Beeinflussung des Gusses, in erster Linie durch eine Kornfeinung, zu erklären.-It is known that by adding boron the surface, of extruded semi-finished products that are subjected to a chemical and / or electrolytic treatment, one of structural markings resulting streaky surface largely can be avoided. Here in particular the one in increasing Dimensions of the extruded material used in architecture AlMgSi 0.5, which is almost always in an anodized state is used. Undoubtedly the beneficial effect of a boron additive is to explain the anodisability by influencing the casting, primarily through grain refinement.
Es wurde nun überraschenderweise^gefunden, daß ein über den normalen Kornfeinungszweck/Efeausgehender Zusatz von Bor zu diesem Werkstoff nicht nur das Aussehen der Oberfläche nach einer Anodislerung günstig beeinflußt, sondern darüber hinaus die Verpressungseigenschaften dieses Werkstoffes ganz erheblich verbessert. Letzteres war allerdings nur dann der Fall, wenn nach der Zugabe von Bor eine Intenslvbehandlung mit einem gasförmigen Medium vorzugsweise mit Chlor, Argon oder Stickstoff erfolgte, und wenn die Gußbarren einer an sich bekannten Homogenisierungsbehandlung unterzogen wurden. Wird eine solche Begasung nicht durchgeführt, so wird durch den Borzusatz allein keine Verbesserung der Verpressungseigenschaften bextfirkt» Wird dagegen eine Behandlung mit Chlor, Stickstoff oder Argon ohne den Borzusatz aufgebracht, so kommt es zwar zu einer gewissen Verbesserung der Verpreßbarkeit dem nicht mit einem gasförmigen Medium behandelten Material gegenüber, jedoch wird das Optimum der Verpreßbarkeit, wie es bei einer Kombination von Borzusatz und Begasung gefunden wird, nicht erreicht» In .allen Fällen ist eine Homogenisierung zur Verbesserung der Verpreßbarkeit unerläßlich.It has now surprisingly been found that a normal grain refinement / Efexceeding addition of boron to this material not only has a favorable effect on the appearance of the surface after anodizing, but also in addition the compression properties of this material are considerably improved. The latter was only the case when after the addition of boron an intensive treatment with a gaseous one Medium was preferably carried out with chlorine, argon or nitrogen, and if the ingot is one known per se Were subjected to homogenization treatment. If such fumigation is not carried out, the addition of boron alone no improvement in the compression properties is achieved » if, on the other hand, a treatment with chlorine, nitrogen or argon is applied without the addition of boron, then a certain amount occurs Improvement of the compressibility compared to the material not treated with a gaseous medium, but becomes the optimum compressibility, as found with a combination of boron addition and fumigation, is not achieved in all cases homogenization to improve compressibility indispensable.
109884/0806 - 2 --.109884/0806 - 2 -.
BAD ORIQJNALBAD ORIQJNAL
Bei Werkstoffen der Gattung AlMgSi mit höheren Mg- bzw. Si-Gehalten, beispielsweise bei den Werkstoffen AlMgSi 0,8 und AlMgSi 1 nach Normblatt DIN 1725, Blatt 1, wird in gleicher Weise wie bei dem eingangs erwähnten Werkstoff AlMgSi 0,5 eine wesentliche Verbesserung der Verpressungseigenschaften durch das beschriebene Verfahren gefunden.For materials of the type AlMgSi with higher Mg or Si contents, For example, with the materials AlMgSi 0.8 and AlMgSi 1 according to standard sheet DIN 1725, sheet 1, the same As in the case of the AlMgSi 0.5 material mentioned at the beginning, a significant improvement in the compression properties found by the method described.
Ein Zusatz von Titan, wie er im allgemeinen wegen seiner kornfeinenden Wirkung bei Strangpreßlegierungen der Gattung AlMgSi üblich ist, ist bei der vorgeschlagenen Methode nicht nur unnötig, sondern nachteilig. Die Einbringung von Bor kann in Form von Bor enthaltenden chemischen Verbindungen, beispielsweise Kaliumborfluorid und Borax, oder als Aluminium-Bor- Vorlegierung erfolgen.An addition of titanium, as it is generally used because of its grain-refining properties Effect in extrusion alloys of the type AlMgSi is common, is not only unnecessary with the proposed method, but disadvantageous. The introduction of boron can be in the form of boron-containing chemical compounds, for example Potassium boron fluoride and borax, or as an aluminum-boron master alloy.
Anwendungsbei spi eleA pplication for games
(Einfluß einer Begasung bei Zusatz von Bor bei AlMgSi 0,5) Einer Gußcharge mit folgender chemischer Zusammensetzung: ($)(Influence of fumigation when adding boron to AlMgSi 0.5) A casting batch with the following chemical composition: ($)
Cu 0,018Cu 0.018
Mn 0,025Mn 0.025
Mg 0,52Mg 0.52
Si 0,45Si 0.45
Fe 0,20Fe 0.20
Zn 0,050Zn 0.050
Ti 0,005
Rest AluminiumTi 0.005
Remainder aluminum
wurde im Schmelzofen 0,03$ Bor in Form von Kaliumborfluorid zugesetzt. Der Ofeninhalt ifurde in einen boheizbaren Tiegelofen umgefüllt. Naehdem die Schmelze in üblicher Weise gereinigt worden war, wurde ein Teil derselben zu Rundstangen mit 145 mm abgegossen» Der Rest der Charge i-mrde anschließend mit 1 kg Clp/t chloriert und in gleicher Weise abgegossene Das gesamte Material wurde 12 Ii bei 560 - 570° C homogenisiert» Vergleichende Preß= versuche zeigfeea folgendes Ergebnis §was in the furnace $ 0.03 boron in the form of potassium boron fluoride added. The contents of the furnace were placed in a heatable crucible furnace decanted. After that, the melt is cleaned in the usual way a part of it became round rods with 145 mm poured off »The rest of the batch is then reduced to 1 kg Clp / t chlorinated and poured off in the same way. All the material was homogenized for 12 Ii at 560-570 ° C. »Comparative press = try to show the following result §
Hohlp^ofil-, l'JanMiek©" 1*2 ram* PreSgesGtoinöigkeit 35 m/min» Bie e-Uloriert©n Bargen konnten mit 35 ra/min verpreBt werden»Hohlp ^ ofil-, l'JanMiek © "1 * 2 ram * PreSgesGtoinöigkeit 35 m / min» Bie e-Uloriert © n barges could be pressed with 35 ra / min »
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Die nicht chlorierten Barren zeigten bei dieser Preßgeschwindigkeit eine leichte Schuppenbildung. Die Preßgeschwindigkeit mußte deshalb auf 27 m/min zurückgenommen werden.The non-chlorinated bars exhibited at this press rate slight flaking. The pressing speed therefore had to be reduced to 27 m / min.
(Einfluß einer Borzugabe zu AlMgSi 0,5 bei Begasung mit Chlor bzw. Argon)(Influence of adding boron to AlMgSi 0.5 when gassing with chlorine or argon)
Je 5 Chargen (έ ca. 4,5 t) Gußbarren aus AlMgSi 0,5/ chemische Zusammensetzung entsprechend DIN 1725 > Blatt 1, jedoch mit einer Borzugabe in Form von KBFj. von5 batches each (έ approx. 4.5 t) cast ingots made of AlMgSi 0.5 / chemical composition according to DIN 1725> sheet 1, but with an addition of boron in the form of KBFj. from
0 0,005 0,01 0,02 und 0,03 # wurden mit 0,7 kg Cl?/t bzw. mit 0,35 kg Ar/t behandelt, 12 h bei 560 - 5700 C homogenisiert und zu einem dünnwandigen Hohlprofil verpreßt.0 0.005 0.01 0.02 and 0.03 # were treated with 0.7 kg of Cl ? / t or t treated with 0.35 kg Ar / 12 h at 560 - 570 0 C is homogenized and compressed into a thin-walled hollow profile.
Bei einer Preßgeschwindigkeit von 35 m/min und einer Bolzentemperatur von 480° ojtraten erstmalig sehr leichte Schuppen nach folgender Anzahl von Pressungen auf;At a pressing speed of 35 m / min and a bolt temperature From 480 ° oj, very light flakes appeared for the first time after the following number of pressings;
Anzahl der Pressungen bis zum ersten Auftreten leichter Schuppen bei BehandlungNumber of pressings up to the first appearance of slight flaking during treatment
Borzusatz % mit Chlor mit Argon 0 3 2Boron addition % with chlorine with argon 0 3 2
0,005 4 30.005 4 3
0,01 6 40.01 6 4
0,02 6 50.02 6 5
0,03 >io 70.03> io 7
(Einfluß einer Borzugabe zu AlMgSi 0,8 bei Begasung mit Chlor)(Influence of adding boron to AlMgSi 0.8 when gassing with chlorine)
Rohre der Abmessung 60 χ 2 mm aus AlMgSi 0,8 mit folgender chemischer ZusammensetzungTubes with dimensions of 60 χ 2 mm made of AlMgSi 0.8 with the following chemical composition
- 4 -10988470606- 4 -10988470606
. BAD ORIGINAL. BATH ORIGINAL
Cu 0,024Cu 0.024
Mn 0,060Mn 0.060
Mg 0,80Mg 0.80
Si 0,75Si 0.75
Fe 0,22Fe 0.22
Zn 0,03Zn 0.03
Ti 0,007Ti 0.007
B 0,007 (gattiert 0,03 %) B 0.007 (dated 0.03 %)
waren in der Weise hergestellt worden, daß im Schmelzofen 0,03$ Bor in Form von Kaliumborfluorid zugefügt wurde. Die Schmelze wurde anschließend mit 0,7 kg Cl /t chloriert und 12 h bei 560 - 57O°C homogenisiert. Bei einer Bolzentemperatur von 530 - 54o°C und einer Austrittstemperatur von 5200C wurden die Rohre durch Ventilatoren innerhalb eines Zeitraumes von 70 see auf 2000C abgeblasen. Nach einer Warmbehandlung von 3 h bei 195°C wurden folgende mechanische Eigenschaften gefunden:were produced in such a way that 0.03 $ boron was added in the form of potassium borofluoride in the furnace. The melt was then chlorinated with 0.7 kg Cl / t and homogenized at 560 ° -570 ° C. for 12 h. In a pin temperature of 530 - 54o ° C and an outlet temperature of 520 0 C the tubes by means of fans over a period of 70 to 200 0 C were lake blown off. After a heat treatment of 3 hours at 195 ° C, the following mechanical properties were found:
O0 2 = 27 kp/mm2 O 02 = 27 kgf / mm 2
erB' = 30,2 "er B '= 30.2 "
O5 15 %> O 5 15 %>
Bei nicht mit Bor behandeltem, jedoch ebenfalls chloriertem Material der praktisch gleichen Zusammensetzung konnte eine Preßgeschwindigkeit von mehr als 10 m/min nicht ohne Auftreten von Schuppen auf der Rohroberfläche eingehalten werden« Diese Geschwindigkeit genügt nieht, um die für ,eine Aushärtung beim Einlauf in den Ventilatorstrom erforderliche Temperatur von mindestens 5100C zu erzielen«In the case of material not treated with boron but also chlorinated and of practically the same composition, a pressing speed of more than 10 m / min could not be maintained without the appearance of flakes on the pipe surface Fan current to achieve the required temperature of at least 510 0 C «
(Einfluß eines Borzusatzes zu AlMgSi 1 und der Homogenisierung bei Begasung mit Chlor)(Influence of the addition of boron on AlMgSi 1 and the homogenization when gassing with chlorine)
Barren in AlMgSi 1, 145 mm 0, mit folgender chemischer Zusammensetzung {%)% Bars in AlMgSi 1, 145 mm 0, with the following chemical composition: {%)%
Cu 0,048Cu 0.048
Mn 0,71Mn 0.71
Mg 1,03Mg 1.03
Si 1,02Si 1.02
Pe 0,37Pe 0.37
Zn 0,15Zn 0.15
Ti 0,010Ti 0.010
B 0,020 (zugefügt 0,03$ in Form vonB 0.020 (added $ 0.03 in the form of
109884/0806109884/0806
wurden 12 h bei 480 C homogenisiert und zu einem Hohlprofil mit 2 mm Wanddicke verpreßt. Durch den Borzusatz wurde die Preßgeschwindigkeit gegenüber einem gleichartigen d.h. chlorierten Guß, jedoch ohne Borzusatz, von 3r5 auf ^r> m/min gesteigert. Bei Eintritt des Profils in eine im Auslauf der Profile angebrachte stehende Wasserwelle betrug die am Profil gemessene Temperatur 52O°C bei einer Barrentemperatur von 52I-O0C Die Temperatur von 520 G genügt vollkommen, um nach einer Warmaushärtung von 12 h bei 1700C folgende Festigkeitswerte zu erreichen:were homogenized for 12 h at 480 C and pressed to form a hollow profile with a wall thickness of 2 mm. As a result of the addition of boron, the pressing speed was increased from 3r5 to ^ r> m / min compared to a similar, ie chlorinated, casting, but without the addition of boron. Upon entry of the profile in a mounted in the outlet of the profiles standing water wave measured at the profile temperature 52o ° C was at a billet temperature of 5 2 IO 0 C. The temperature of 520 G completely sufficient to h after an artificial aging of 12 at 170 0 C to achieve the following strength values:
°q)2 = 26,6 -30,5 kp/mm2 ° q ) 2 = 26.6 -30.5 kp / mm 2
O5 = 13 - 14,4 %. O 5 = 13-14.4 %.
Wurde bei gleicher Zusammensetzung und Begasung nicht homogenisiert, so wurden wegen der zu geringen Preßgeschwindigkeit von etwa 2 m/min keine ausreichenden Werte gefunden:Was not homogenized with the same composition and fumigation, so were because of the too low pressing speed of approx. 2 m / min no sufficient values found:
6~O,2 = 18,3 - 25,2 kp/mm2 6 ~ 0.2 = 18.3-25.2 kgf / mm 2
Qj3' = 22,7 - 27,3 "Qj 3 '= 22.7 - 27.3 "
O5 = 11 - 19,4 %. O 5 = 11-19.4 %.
(Einfluß eines Zusatzes von Bor als AIB-Vorlegierung bei Begasung und Chlorierung) Einer Versuchscharge der Gattung AlMgSi 0,5 mit folgender chemischer■Zusammensetzung (#):(Influence of an addition of boron as an AIB master alloy in Fumigation and chlorination) A test batch of the type AlMgSi 0.5 with the following chemical ■ composition (#):
Cu 0,046Cu 0.046
Mn 0,028Mn 0.028
Mg 0,58Mg 0.58
Si 0,43Si 0.43
Pe 0,22Pe 0.22
Zn 0,050Zn 0.050
Ti 0,005Ti 0.005
wurde 0,03^ Bor in Form einer 3^-igen AIB-Vorlegierung zugesetzt. Die Barren wurden 12 h bei 560°C homogenisiert und bei einer Barrentemperatur von 4700C verpreßt. Hierbei wurde bei einem Winkelprofil von 2 mm Wanddicke eine Preßgesehwindigkeit von 110 m/min erreicht. Obwohl sich bei dieser extrem hohen Preßgeschwindigkeit die Austrittstemperatur am Profil auf 5300C steigerte, zeigten die Profile eine saubere glatte Oberfläche.0.03 ^ boron was added in the form of a 3 ^ AIB master alloy. The ingots were homogenized 12 hours at 560 ° C and pressed at a billet temperature of 470 0 C. With an angle profile of 2 mm wall thickness, a pressing speed of 110 m / min was achieved. Although the outlet temperature increased in this extremely high press speed on the profile to 530 0 C, the profiles showed a clean smooth surface.
' : - 6 10-9834/0606' ': - 6 10-9834 / 0606'
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