DE2216716A1

DE2216716A1 - Process for the production of sheets from superplastic zinc aluminum alloys

Info

Publication number: DE2216716A1
Application number: DE19722216716
Authority: DE
Inventors: Christopher Robin Kapoor Subodh Cardiff Wales Cross (Großbritannien) M
Original assignee: Imperial Smelting Corp (Alloys) Ltd, London
Priority date: 1971-04-08
Filing date: 1972-04-07
Publication date: 1972-10-26
Also published as: FR2132786B1; GB1347142A; AU459297B2; AU4032972A; US3843416A; JPS5514131B1; DE2216716B2; FR2132786A1

Description

PatentanwaltPatent attorney

K α r I A. 3 r o s eK α r I A. 3 r o s e

Γ:Γ- '^!"3- Γ: Γ- ' ^! "3- ■■

B-COiJ ?¹,·":-,-.;'.-;!! - Pullach WiiSC;S.r.2,I.:w!ii.7i33S70.7«17l2B-COiJ? ¹ , · ": -, -.; '.-; !! - Pullach WiiSC; Sr2, I.: W! Ii.7i33S70.7« 17l2

DBr/au München-Pullach, 29. März 1972DBr / au Munich-Pullach, March 29, 1972

IMPERIAL SMELTING CORPORATION (ALLOYS) LIMITED, Austral House, 9 Basinghall Avenue, London, E.C. 2, EnglandIMPERIAL SMELTING CORPORATION (ALLOYS) LIMITED, Austral House, 9 Basinghall Avenue, London, EC 2, England

Verfahren zur Herstellung von Blechen aus superplastischen Zink-Aluminium-Legierungen.Process for the production of sheets from superplastic zinc-aluminum alloys.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blechen aus superplastischen Zink-Aluminium-Legierungen, bei dem ein Körper aus der Legierung gewalzt wird, die im wesentlichen aus Zink und Aluminium besteht und die Struktur des Zink-Aluminium-Eutektikums zeigt.The invention relates to a method for the production of sheets from superplastic zinc-aluminum alloys, in which a body is rolled from the alloy, which consists essentially of zinc and aluminum and the structure of the zinc-aluminum eutectic shows.

Superplastische Legierungen sind Legierungen, die großen Deformationen bei niedrigen Fließbeanspruchungen und vergleichsweise niedrigen Spannungsgrössen unterzogen werden können.Superplastic alloys are alloys that have great deformations can be subjected to low flow loads and comparatively low stress levels.

Superplastische Zink-AluminiumLegierungen auf der Basis der eutektoiden Zusammensetzungen 22 Gew,-% Aluminium sind bekannt. Sie werden hergestellt, indem eine Wärmebehandlung der Legierung oberhalb der eutektoiden Temperatur (275° C) zum Homogenisieren der Struktur der Legierung durchgeführt wird, woran sich ein Abkühlen (insbesondere durch Abschrecken) imd eine Bearbeitung bei einer niedrigeren Temperatur anschließt, um eine feinkörnige gleichaihsige Struktur zu entwickeln_β Superplastic zinc-aluminum alloys based on the eutectoid composition of 22% by weight aluminum are known. They are made by heat treating the alloy above the eutectoid temperature (275 ° C) to homogenize the structure of the alloy, followed by cooling (in particular by quenching) and machining at a lower temperature to produce a fine-grained uniform structure to develop _β

2098U.--07922098U .-- 0792

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Herstellen superplastischer Zinklegierungen, ausgehend von derartigen Legierungen, die mindestens anfänglich die Zn/Al-eutektische Struktur enthalten.The invention relates in particular to a method for producing superplastic zinc alloys starting from such Alloys that initially contain the Zn / Al eutectic structure.

Die Erfindung besteht aus einem Verfahren zur Herstellung von superplastischen Zink-Aluminium-Legierungs-Blechen, bei dem ein Legierungskörper bei einer Temperatur zwischen 20 und 200° C gewalzt wird, der im wesentlichen aus Zink und Aluminium besteht und die Struktur des Zink-Aluminium-Eutektikums zeigt, um ein Blech zu erzeugen, welches eine Dicke zwischen 1 % und 50 % der Ausgangsdicke aufweist (d.h. eine Verringerung von zwischen 50 % und 99 % auf der Basis der Ausgangsdicke).The invention consists of a process for the production of superplastic zinc-aluminum alloy sheets, in which an alloy body is rolled at a temperature between 20 and 200 ° C, which consists essentially of zinc and aluminum and the structure of the zinc-aluminum Eutectic shows to produce a sheet having a thickness between 1 % and 50 % of the original thickness (ie a reduction of between 50 % and 99 % based on the original thickness).

Die Legierung wird vorzugsweise mindestens um 70 % auf der Basis der Ausgangsdicke mittels des in dem vorangegangenen Absatz beschriebenen Verfahrens verringert und insbesondere vorteilhaft zwischen 75 und 95 %· The alloy is preferably reduced by at least 70% on the basis of the starting thickness by means of the method described in the previous paragraph and particularly advantageously between 75 and 95 %

Der Legierungskörper kann entweder in dem gegossenen Rohzustand oder oberhalb 200° C gewalzt vorliegen. Das Verfahren kann durchgeführt werden, indem die Legierung im gegossenen Rohzustand ohne irgendeine zwischendurch ausgeführte Wärmebehandlung gewalzt wird.The alloy body can either be in the as-cast state or rolled above 200 ° C. The procedure can be carried out by rolling the alloy in the as-cast state without any intermediate heat treatment.

Die Legierung kann nur aus Zink und Aluminium mit den üblichen zufälligen Verunreinigungen bestehen. Die eutektische Struktur tritt von 1 % bis 19,8 % Aluminium auf, wobei die eutektische Zusammensetzung 5 % Aluminium beträgt. Alternativ dazu können ein oder mehrere weitere Legierungselemente anwesend sein, vorausgesetzt, daß die eutektische Struktur nicht zerstört wird. Beispiele derartiger Elemente sind Kupfer In einer Menge bis zu 5 Gew.-#, vorzugsweise lediglich bis zu 1 Ji, und Magne-The alloy can only consist of zinc and aluminum with the usual incidental impurities. The eutectic structure occurs from 1 % to 19.8 % aluminum, with the eutectic composition being 5 % aluminum. Alternatively, one or more other alloying elements can be present, provided that the eutectic structure is not destroyed. Examples of such elements are copper in an amount up to 5 wt .- #, preferably only up to 1 Ji, and magnetic

2098U/07922098U / 0792

sium in einer Menge von bis zu 1 Gew.-%, vorzugsweise lediglich bis zu 0,25 %. Derartige Zusätze beeinflussen die Festigkeit, die Härte und den Kriechwiderstand. Der Legierungskörper kann aus einem Kokillengußteil, oder einem stranggegossenen Walzmaterial bestehen.sium in an amount of up to 1% by weight, preferably only up to 0.25 %. Such additives influence the strength, the hardness and the creep resistance. The alloy body can consist of a permanent mold casting or a continuously cast rolled material.

Die Ausgangsdicke des zu behandelnden Körpers kann variieren, ein Größenbereich von 12,7 bis 152,4 mm wird jedoch bevorzugt.The initial thickness of the body to be treated can vary, but a size range of 12.7 to 152.4 mm is preferred.

Vor zuweise, insbesondere wenn die Legierung ein oder mehrere weitere Legierungsbestandteile ausser Zink und Aluminium enthält, soll die Legierung in einer Vorstufe bei einer Temperatur zwischen 200 und 350° C gewalzt werden, um eine Reduzierung zwischen AO und 99 % auf der Basis der Ausgangsdicke und insbesondere vorteilhaft zwischen 40 und 60 % Verringerung zu erhalten. Diese Vorstufe wird im folgenden als anfängliches Warmwalzen bezeichnet.Before assigning, especially if the alloy contains one or more other alloy components besides zinc and aluminum, the alloy should be rolled in a preliminary stage at a temperature between 200 and 350 ° C in order to achieve a reduction between AO and 99 % based on the initial thickness and particularly advantageous to obtain between 40 and 60 % reduction. This preliminary stage is hereinafter referred to as initial hot rolling.

Die prozentuale Reduktion sowohl in der Vorstufe des anfänglichen Warmwalzens und in der Stufe des Walzens bei niedrigeren Temperaturen nach der vorliegenden Erfindung ist auf der Basis der Ausgangsdicke am Anfang der jeweiligen Stufe angegeben.The percentage reduction in both the preliminary stage of hot rolling and in the stage of rolling at lower Temperatures according to the present invention are given on the basis of the starting thickness at the beginning of each stage.

Die Vorteile dieses anfänglichen Warmwalzens scheinen darin zu liegen, daß Oberflächenfehler und innere Fehler der gegossenen Legierung geheilt werden, die Rißbildung bei dem folgenden Walzen bei niedrigeren Temperaturen verringert oder vermieden wird und die Walzlasten minimiert werden,um die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu vergrößern.The advantages of this initial hot rolling appear to be that surface defects and internal defects of the cast Alloy are healed, the cracking in the subsequent rolling at lower temperatures reduced or avoided and the rolling loads will be minimized in order to increase the profitability of the procedure.

Es scheint, daß die Bearbeitung der Legierung das lamellare Eutektjkim und irgendwelche vorhandenen Anteile der Primärphasen in eine feine gleichachsige Konstruktur verformt,.It seems that the machining of the alloy has the lamellar eutectic and any existing proportions of the primary phases deformed into a fine equiaxed conical structure.

2098U/07922098U / 0792

Die Erfindung besteht gleichfalls aus einem Körper von superplastischem Zink-Aluminium-Legierungs-Blech, wenn dies nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.The invention also consists of a body of superplastic Zinc-aluminum alloy sheet when made by the method of the present invention.

Im folgenden wird dieErfindung anhand von in den folgenden Tabellen angegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert:The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments given in the following tables:

209844/0792209844/0792

TABLE 1

Legierungalloy % Cu % Cu % Mg % Mg GußMolding Verarbeitungprocessing WarmwalWarm whale zenZen FertigwalzenFinishing rolling Temp.Temp. Sek.Sec. 11 % Al % Al 0.50.5 0.10.1 CMCM %
Redukt. %
Reduct. Temp.Temp. %
Redukt. %
Reduct. 100° C100 ° C 205205 22 5.55.5 0.50.5 0.10.1 CC. 50 % 50 % 250° C250 ° C 80 % 80 % 100° C100 ° C 8080 33 5.55.5 -- -- CC. 50 % 50 % 250° C250 ° C 87 % 87 % 100° C100 ° C 125125 44th 5.35.3 -- -- CC. -- -- 93 % 93 % 100° C100 ° C 180180 55 5.35.3 0.130.13 CC. 50 % 50 % 300° C300 ° C 87 % 87 % 23° C23 ° C 220220 66th 5.05.0 0.150.15 0.030.03 DCCDCC 50 % 50 % 300° C300 ° C 87 % 87 % 100° C100 ° C 110110 77th 5.25.2 0.150.15 0.030.03 DCCDCC 50 % 50 % 300° C300 ° C 87 % 87 % 23° C23 ° C 9090 88th 5.25.2 0.150.15 0.030.03 DCCDCC 50 % 50 % 250° C250 ° C 87 % 87 % 23° C23 ° C 8080 99 5.25.2 -- 0.070.07 CC. 50 % 50 % 200° C200 ° C 87 % 87 % 23° C23 ° C 100100 1010 5.15.1 0.150.15 0.100.10 DCCDCC 50 % 50 % 300° C300 ° C 87 % 87 % 100° C100 ° C 7070 1111 5.25.2 3.73.7 -- CC. 50 % 50 % 300° C300 ° C 87 % 87 % 100° C100 ° C 105105 1212th 6.96.9 -- -- CC. 50 % 50 % 250° C250 ° C 87 % 87 % 100° C100 ° C 335335 1313th 12.212.2 0.490.49 0.10.1 GG 50 % 50 % 300° C300 ° C 87 % 87 % 100° C100 ° C 265265 1414th 5.05.0 1.01.0 -- CC. 80 % 80 % 300° C300 ° C 87 %87% 23° C23 ° C 235235 1515th 5.05.0 0.150.15 0.030.03 DCCDCC 50 % 50 % 300° C300 ° C 87 % 87 % 23° C23 ° C 9090 5.25.2 50 % 50 % 300° C300 ° C 87 %87%

In der Tabelle sind die prozentualen Anteile der Metall© Gew.-% der Legierung angegebar«, wobei in sämtlichen Fäll«The table shows the percentage of the metal ©% by weight of the alloy, "whereby in all cases"

2 0 9 8/4/07922 0 9 8/4/0792

Rest durch Zink gebildet ist.The remainder is formed by zinc.

Der Legierungskörper ist entweder ein 19 mm dicker Kokillenguß (chill cast C), ein 19 mm dicker Strangguß (direct-chill continuous casting DCC) oder ein 50,8 mm Produktionsversuchkokillenguß (G). Das Material CM bestand aus einem 19 mm dicken Kokillengußmaterial, welches vor der Bearbeitung auf 12,7 mm spanabhebend verringert worden war.The alloy body is either a 19 mm thick chill cast (chill cast C) or a 19 mm thick continuous cast (direct-chill continuous casting DCC) or a 50.8 mm production trial mold casting (G). The material CM consisted of a 19 mm thick Chill casting material which had been reduced to 12.7 mm by cutting prior to machining.

Die prozentuale Reduktion ist in allen Fällen auf der Baäs der Dicke am Beginn der jeweiligen Stufe angegeben.The percentage reduction is in all cases on the basis Thickness indicated at the beginning of the respective stage.

VFT bezeichnet die Vakuumverformzeit, gemessen in Sekunden, für ein Blech von 1,27 mm Dicke nominell bei 300° C. Dies stellt ein bekanntes Maß der Superplastizität dar und wird ermittelt, indem (1.) eine Scheibe aus der Legierung über das Ende eines Rohres von einem Innendurchmesser von 81,3 mm aufgeklemmt und in einen temperaturgesteuerten Luftraum gehalten bleibt, (2.) ein Differentialdruck von 1 at über die Scheibe erzeugt wird und (3.) die Zeit gemessen wird, die erforderlich ist, um die Scheibe in eine Wölbung von 29,21 mm Tiefe zu verformen, d.h., um die relevante Fläche um 50 % zu vergrößern. Ein zweckdienlicher Meßfühler wird verwendet, um festzustellen, wenn dieser Bezugszustand erreicht ist. Obwohl bezüglich der erreichten Vakuumverformzeit keine Einschränkung des erfindungsgemässen Verfahrens beabsichtigt ist, hat es sich gezeigt, daß VFT-Werte von weniger als ungefähr 300 see. allgemein am vorteilhaftesten sind.VFT denotes the vacuum deformation time, measured in seconds, for a sheet metal nominally 1.27 mm thick at 300 ° C. This is a known measure of superplasticity and is determined by (1.) placing a disc of the alloy over the end of a Tube with an inner diameter of 81.3 mm is clamped on and held in a temperature-controlled air space, (2.) a differential pressure of 1 at is generated across the disk and (3.) the time required to move the disk in to deform a bulge 29.21 mm deep, ie to enlarge the relevant area by 50%. A convenient probe is used to determine when this reference condition has been reached. Although no limitation of the process of the invention is intended with respect to the vacuum deformation time achieved, it has been found that VFT values of less than approximately 300 seconds. are generally most beneficial.

Während die Superplastizität ein komplexes Phänomen darstellt, welches im großen Maße durch Variationen von Zeit, Temperatur, Zusammensetzung und Behandlung beeinflußbar 1st und genau reproduzierbare Ergebnisse nur mit erheblichen Schwierigkeiten er-While superplasticity is a complex phenomenon, which is largely due to variations in time, temperature, Composition and treatment can be influenced and precisely reproducible results can only be achieved with considerable difficulty.

2098U/07922098U / 0792

zielbar sind, können eine Anzahl von allgemeinen Beobachtungen durch Vergleich der oben angegebenen Beispiele miteinander in der folgenden Weise gemacht werden:A number of general observations can be made by comparing the examples given above in can be done in the following ways:

(a) Die Vakuumverformzeit wird durch Vergrößerung des Grades der endgültigen Walzung verringert. Dies ist insbesondere aus einem Vergleich der Beispiele 1 und 2 klar ersichtlich, geht jedoch auch aus den Beispielen 3 und 4 hervor.(a) The vacuum deformation time is increased by increasing the degree the final rolling is reduced. This can be clearly seen in particular from a comparison of Examples 1 and 2 however, also from Examples 3 and 4.

(b) Die Vakuumverformzeit wird dadurch verringert, daß die Walztemperatur beim letzten Stich auf Temperaturen verringert wird, die in dem beim erfindungsgemassen Verfahren verwendeten Bereich liegen. Dies geht aus einem Vergleich des Beispiels 1a in der Vergleichstäbelle 1A, unten, und dem Beispiel 3 der Tabelle 1 (kein anfängliches Warmwalzen) sowie aus einem Vergleich des Beispiels 2a der TabeLe 1A und dem Beispiel 5 der Tabelle 1 (welches gleichfalls zeigt, daß das endgültige Walzen der beherrschende Faktor ist), hervor. Ein Vergleich zwischen Beispiel 6 und Beispiel 7 oder 8 bestätigt dieses gleichfalls.(b) The vacuum deformation time is reduced by lowering the rolling temperature the last stitch is reduced to temperatures in the range used in the method according to the invention lie. This is evident from a comparison of Example 1a in Comparative Table 1A, below, and Example 3 in Table 1 (no initial hot rolling) and from a comparison of Example 2a of Table 1A and Example 5 of Table 1 (which also shows that final rolling is the dominant factor). A comparison between example 6 and example 7 or 8 also confirm this.

TABLE 1A

Legierungalloy % Cu % Cu 96 Mg96 mg GußMolding Verarbeitungprocessing Temp.Temp. VFTVFT 1a1a % Al % Al -- -- CC. PertigwalzenFinishing rollers 350° C350 ° C 350350 2a2a 5.05.0 0.130.13 —- CC. % Reäuk. % Reäuk. 300° C300 ° C 405405 3a3a 5.05.0 1.01.0 -- CC. 93 % 93 % 300° C300 ° C 640640 5.05.0 93 % 93 % 93 % 93 %

209844/0792209844/0792

Die in der obigen Tabelle angegebenen Beispiele dienen lediglich dem Vergleich und liegen ausserhalb des Grundgedankens der Erfindung. The examples given in the table above are for purposes only the comparison and are outside the basic idea of the invention.

(c) Die Vakuumverformzeit wird dadurch Verringert, daß die anfängliche Warmwalztemperatur verringert wird. Dies geht am besten aus dem Vergleich derjenigen Beispiele hervor, bei denen das Fertigwalzen auf 87 % bei 23° C durchgeführt wird, nämlich Beispiele 7 und 8. Allgemein kann gesagt werden, daß je niedriger die anfängliche Warmwalztemperatur ist, desto niedriger ist auch die Vakuumverformzeit. Ähnliche Schlüsse können verzugsweise aus denjenigen Beispielen gezogen werden, bei denen das Fertigwalzen auf 87 % bei 100° C erfolgt. Es ist offensichtlich, daß die Ausgangsdimensionen, die Gießverfahren und die Legierungszusammensetzungen gleichfalls Variablen darstellen, welche einen gewissen Einfluß auf die Vakuumverformzeiten haben können.(c) The vacuum deformation time is decreased by lowering the initial hot rolling temperature. This can best be seen by comparing those examples in which finish rolling is carried out to 87% at 23 ° C, namely Examples 7 and 8. In general it can be said that the lower the initial hot rolling temperature, the lower the vacuum forming time . Similar conclusions can be drawn preferably from those examples in which the finish rolling is carried out to 87 % at 100.degree. It is evident that the initial dimensions, the casting processes and the alloy compositions are also variables which can have some influence on the vacuum forming times.

(d) Die Vakuumverformzeit kann verringert werden, indem von einer Gußstruktur ausgegangen wird, die so fein als möglich ist und somit die Bearbeitungsverfahren zur Herstellung einer feinkörnigen Struktur unterstützt. In den angegebenen Beispielen nimmt die Feinheit der Gußstruktur von dem 50,8 mm Kokillenguß als Produktionsversuch über den 19 mm Koklllen-guß zu dem 19 mm Strangguß mit direkter Kühlung zu.(d) The vacuum deformation time can be reduced by starting from a cast structure that is as fine as possible and thus supports the machining process for producing a fine-grain structure. In the examples given takes the fineness of the cast structure from the 50.8 mm chill casting as a production trial over the 19 mm chill casting to the 19 mm continuous casting with direct cooling.

(e) Je niedriger die Bearbeitungstemperatur innerhalb des Bereiches zwischen 20 bis 200° C liegt, desto niedriger ist die Vakuumverformzeit (vergleiche Beispiele 6 und 15 der Tabelle 1), obwohl Probleme der Rißbildung bei Temperaturen auftreten können, die in dem niedrigen Bereich zwischen 20 und 50° C liegen. Aus diesem Grund liegt die bevorzugte Bearbeitungstemperatur bei 100° C.(e) The lower the processing temperature within the range is between 20 and 200 ° C, the lower the vacuum deformation time (compare Examples 6 and 15 of Table 1), although cracking problems may arise at temperatures as low as 20 to 50 ° C. For this reason, the preferred processing temperature is 100 ° C.

2098/»A/07922098 / »A / 0792

Die Zusammensetzung der Legierung hat eine wesentlich komplexere Wirkung. Sie kann die Feinkörnigkeit der Gußstruktur und, was von \esentlich größerer Bedeutung ist, die eutektische Zusammensetzung verändern, d.h. der Anteil an Aluminium,der notwendig ist, um eine vollständig eutektische'Struktur zu erreichen.The composition of the alloy has a much more complex effect. You can control the fine grain of the cast structure and what of greater importance is the eutectic composition change, i.e. the proportion of aluminum that is necessary to achieve a completely eutectic structure.

Allgemein ist es vorteilhaft, von einer vollständig eutektischen Struktur auszugehen, um die minimale Vakuumverformzeit zu erreichen, beispielsweise Beispiel 4 im Gegensatz zu Beispiel 12. Die vollständig eutektische Struktur tritt bei 5 % Aluminium in der binären Legierung auf, ein Zuschlagselement, beispielsweise Kupfer (zur Vergrößerung der Festigkeit) erhöht das notwendige Aluminiumniveau. Folglich können Zuschläge zu einer 5 %-i'gen Aluminiumlegierung die Vakuumverformzeit vergrößern. Falls erforderlich, können diese Wirkungen durch zweckdienliche Änderung des Aluminiumgehaltes berücksichtigt werden, um die Wirkung der Zuschlagsstoffe auf die eutektische Zusammensetzung auszugleichen, beispielsweise Legierungen 2 und 1t.In general, it is advantageous to start from a completely eutectic structure in order to achieve the minimum vacuum deformation time, for example example 4 in contrast to example 12. The completely eutectic structure occurs with 5 % aluminum in the binary alloy, an aggregate element, for example copper (for Increasing the strength) increases the level of aluminum required. As a result, additions to a 5% aluminum alloy can increase the vacuum deformation time. If necessary, these effects can be taken into account by appropriately changing the aluminum content in order to compensate for the effect of the additives on the eutectic composition, for example alloys 2 and 1t.

Wenn die oben angegebenen Legierungen bei anschließenden Arbeitsgängen der Blechherstellung verwendet werden, liegt der zweckdienliche Temperaturbereich zum Formen zwischen 200° C und dem Schmelzpunkt. Da die Verformung bei niedrigeren Temperaturen jedoch langsamer erfolgt und da die Stabilität der Struktur bei höheren Temperaturen nachläßt, liegt der bevorzugte Temperaturbereich zum Formen zwischen 275° C und 325° C, Es ist offensichtlich, daß der zusätzliche Schritt der anschließenden Verformung der superplastischen Legierung zusammen mit den dadurch hergestellten Formkörpern gleichfalls einen Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet.If the alloys specified above are used in subsequent operations are used in sheet metal production, the appropriate temperature range for forming is between 200 ° C and the melting point. However, since the deformation takes place more slowly at lower temperatures and since the stability of the structure is at If higher temperatures decrease, the preferred temperature range is for molding between 275 ° C and 325 ° C, it is obvious that the additional step of subsequently deforming the superplastic alloy along with the resulting Molded bodies produced also forms an object of the present invention.

Wenn die Legierungen auf diese Weise oberhalb 275° C\erformt werden, ergeben sich offensichtlich Vorteile im Vergleich derWhen the alloys are deformed in this way above 275 ° C there are obvious advantages when comparing the

209844/0792209844/0792

72167167216716

- ίο -- ίο -

bekannten eutektischen Legierungen darin, daß beim Kühlen von oberhalb 275° C in Luft oder im Ofen die vorhandene aluminiumreiche Phase in eine lamellare Zn/Al-Struktur transformiert und die Legierungen einen erheblich größeren Kriechwiderstand erhalten, wie dies die folgende Tabelle2 zeigt. Andere Eigenschften, wie Festigkeit, Härte und Biegungs-Dehnbarkeit können ebenso verbessert werden, jedoch hängen diese Eigenschaften bis zu einem gewissen Maße von der Zusammensetzung und dem vorangegangenen Herstellungsverfahren ab.known eutectic alloys in that when cooling above 275 ° C in air or in an oven, the existing aluminum-rich phase is transformed into a lamellar Zn / Al structure and the alloys obtained significantly greater creep resistance, as shown in Table 2 below. Other properties, such as strength, hardness and flexural ductility can also be improved, but these properties depend up to to a certain extent on the composition and the previous manufacturing process.

2098 A A/07922098 A A / 0792

- 11 TABELLE 2- 11 TABLE 2

Le
gie
rungLe
gie
tion Ei gens chaftenProperties absolute Zugfestig
keit (1) */absolute tensile strength
speed (1) * / BB. Härte
(2)hardness
(2) BB. Fließ-
bean-
spru-Flowing
bean-
spru- minimale Kriechge
schwindigkeit
(4)minimal creeps
speed
(4) BB. 33 AA. -- AA. -- ⁽³⁾,
*/ ⁽³⁾ ,
* / AA. -- 44th (21,400)
1504,574(21,400)
1504,574 -- 3838 -- -- 9.8x10"¹ 9.8x10 " ¹ 1 χ 10"² 1 χ 10 " ² 55 (25,600)
1799,838(25,600)
1799.838 (30,750)
2161,940(30,750)
2161,940 3838 6363 -- 5.7x10"¹ 5.7x10 " ¹ 1.3x1O"³ 1.3x1O " ³ 66th (23,200)
1631 _r 122(23,200)
1631 _r 122 (50,150)
3525.896(50,150)
3525.896 3939 110110 (1250)
87,884(1250)
87.884 4 χ 10~¹ 4 χ 10 ~ ¹ 1.9x10""⁴ 1.9x10 "" ⁴ 99 (53,800)
3782,517(53,800)
3782.517 (43,100)
3030.232(43,100)
3030.232 9797 8686 -- 2.7x10~³ 2.7x10 ~ ³ 3.3x10"⁴ 3.3x10 " ⁴ 1010 (47,400)
3332,552(47,400)
3332,552 (51,400)
3613.780(51,400)
3613.780 8989 110110 (650)
45.700(650)
45,700 7.3x10"³ 7.3x10 " ³ 1.4x10"⁴ 1.4x10 " ⁴ 1111 (52,850)
3715,726(52,850)
3715.726 (51,550)
3624,326(51,550)
3624,326 9797 -- -- 6 χ 10~³ 6 χ 10 ~ ³ 1.1x10~³ 1.1x10 ~ ³ 1212th (36,450)
2562,690(36,450)
2562,690 (33,450)
2351.769(33,450)
2351.769 7474 6262 (900)
63.277(900)
63,277 2.6x10"² 2.6x10 " ² 2 χ 10~² 2 χ 10 ~ ² 1313th (25,700)
1806,890(25,700)
1806,890 -- 4848 104104 -- 1.4x10"¹ 1.4x10 " ¹ 1 χ 10~⁴ 1 χ 10 ~ ⁴ 1414th (55,650)
3912 _f 585(55,650)
3912 _f 585 (44,000)
3093,508(44,000)
3093.508 9393 9595 (1350)
94,915(1350)
94.915 1.6x1O"³ 1.6x1O " ³ -- (35,600)
2502,929(35,600)
2502.929 5555 (1600)
112,492(1600)
112.492 2.5x10"² 2.5x10 " ²

(1) Parallel zur Walzrichtung bei 23° C, 0,1 min."¹ (kg/cm²)(1) Parallel to the rolling direction at 23 ° C, 0.1 min. " ¹ (kg / cm ² )

(2) 5 kg Last für 20 Sekunden (Vickers-Härte)(2) 5 kg load for 20 seconds (Vickers hardness)

(3) Parallel zur Walzrichtung bei 300° C, 0,2 min."¹ (kg/cm²)(3) Parallel to the rolling direction at 300 ° C, 0.2 min. " ¹ (kg / cm ² )

(4) Parallel zur Walzrichtung bei 23° C und 351,515 kg/cm²(%/hr.)(4) Parallel to the rolling direction at 23 ° C and 351.515 kg / cm ² (% / hr.)

*/ Zahlen in Klammern in (p.s.i.)* / Numbers in brackets in (p.s.i.)

2 0 9844/0 7922 0 9844/0 792

72167167216716

A. Im WalzzustandA. As rolled

B. nach einer simulierten Verformungsbehandlung, d.h. 30 Minuten bei 300° C und luftgekühlt.B. after a simulated deformation treatment, i.e. 30 minutes at 300 ° C and air-cooled.

Die Erfindung wird anhand des folgendeen Beispieles noch näher erläutert.The invention is further illustrated by the following example explained.

Eine Legierung auf Zinkbasis mit der folgenden Zusammensetzung: jf,5 % Al, Q57 % Cu, 0,009 % Fe, 0,003 % Pb, 0,001 % Cd, Rest
Zink, wurde auf einer Hazelett-Stranggußmaschine gegossen, um ein Band von 12,7 mm Dicke und 1.016 mm Breite zu ergeben, wobei das Gesamtgewicht des Bandes 5 t betrug. Dieses Band wurde bei 240° C (Warmwalzen) gewalzt, um seine Dicke um 44 % auf 7»11 mm zu verringern.A zinc-based alloy with the following composition: jf, 5 % Al, Q57 % Cu, 0.009 % Fe, 0.003 % Pb, 0.001 % Cd, remainder
Zinc, was cast on a Hazelett continuous caster to give a ribbon 12.7 mm thick and 1,016 mm wide, the total weight of the ribbon being 5 tons. This strip was rolled at 240 ° C (hot rolling) to reduce its thickness by 44 % to 7 »11 mm.

Proben des warmgewalzten Bleches wurden in folgender Weise gewalzt: Samples of the hot rolled sheet were rolled in the following manner:

1. 7,11 mm bei 100° C auf 1,829 mm (74 % Reduktion)1.7.11 mm at 100 ° C to 1.829 mm (74 % reduction)

2. 7,11 mm bei 100° C auf 1,295 mm (82 % Reduktion)2.7.11 mm at 100 ° C to 1.295 mm (82 % reduction)

3. 7,11 mm bei 100° C auf 0,711 mm (90 % Reduktion).3. 7.11 mm at 100 ° C to 0.711 mm (90 % reduction).

Es wurden nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren Vakuumverformversuche
den Ergebnisse:Vacuum forming tests were carried out using the procedure described above
the results:

verformversuche bei 300° C durchgeführt und ergaben die folgen-deformation tests carried out at 300 ° C and resulted in the following

1. 1,829 mm 255 Sekunden1.1.829mm 255 seconds

2. 1,295 mm 95 Sekunden2. 1.295 mm 95 seconds

3. 0,711 mm 30 Sekunden.3. 0.711 mm 30 seconds.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten technischen Einzel· heiten sind für die Erfindung von Bedeutung.All of the technical details mentioned in the description are important for the invention.

2098U/07922098U / 0792

Claims

PATENT CLAIMS

1. A process for the production of superplastic zinc-aluminum alloy sheets by rolling an alloy body which consists essentially of zinc and aluminum and shows the structure of the zinc-aluminum eutectic, characterized in that the alloy body is at a temperature between 20 and rolling at 200 ° C to produce a sheet whose thickness is reduced between 50% and 99 % based on the original thickness.

2. The method according to claim 1, characterized in that the alloy is reduced by at least 70%, preferably between 75 and 95 % based on the initial thickness.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that
to be led.

shows that rolling at a temperature of 100 ° C

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the initial thickness of the alloy body is between 12.7 mm and 152.4 mm.

5. The method according to one or more of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the alloy is rolled in a preliminary stage, initially at a temperature between 200 and 350 ° C, to a reduction between 40 and 99 % _f preferably between 40 and 60 % based on the initial thickness.

6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that an alloy is used which is up to

2098 U 4/0792

to 5 wt .-%, preferably up to 1 wt .-%, copper as a further
Contains alloy element.

7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that an alloy is used which contains up to 1 wt .-%, preferably up to 0.25 wt .- #, magnesium as a further alloying element.

8. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the sheet made of the alloy is then deformed at a temperature between 275 to 325 ° C to the desired shape.

209844/0792