DE2342253A1

DE2342253A1 - Verfahren zum herstellen einer hochfesten legierung auf aluminium-basis mit verbesserter verformbarkeit

Info

Publication number: DE2342253A1
Application number: DE19732342253
Authority: DE
Inventors: Harvey P Cheskis; William C Setzer; Joseph Winter
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1972-09-25
Filing date: 1973-08-21
Publication date: 1974-04-04
Also published as: SE433931B; FR2200367B1; SE397965B; JPS4970810A; DE2342253C2; US3787248A; JPS5391884A; CA991062A; JPS619180B2; JPS5615462B2; IT996177B; SE7703005L; FR2200367A1

Description

unser Zeichen O 398

" 21. Aug. 1973

Olin Gorporation, New Haven, Connecticut o65o4 / U.S.A.

"Verfahren zum Herstellen einer hochfesten Legierung auf Aluminium-Basis mit verbesserter Verformbarkeit."

Es ist bekannt, daß die Verwendung von Aluminiumdosen, insbesondere von leicht zu öffnenden Dosen stark und sehneil angewachsen ist. Dieses schnelle Anwachsen resultierte in einem großen Bemühen, so viel Aluminiumdosen wie möglich aufzufinden und wieder in Umlauf zu bringen, insbesondere in der Getränkeindustrie und bei wirtschaftlich denkenden Bürgern.

Eine der bemerkenswertesten Schwierigkeiten beim Rückführen der meisten leicht zu öffnenden Aluminiumdosen ist die Tatsache, daß verschiedene Legierungen im allgemeinen für das Dosenende und für den Dosenkörper verwendet werden. Beispielsweise werden die Legierungen 5o82 oder 5182 im allgemeinen für das Dosenende und die Legierung 3oo4 im allgemeinen für den Dosenkörper verwendet. Somit wird man zwangsläufig beim Wiederinumlaufbringen dieser zweiteiligen Aluminiumdosen mit einem gemischten Legierungsschrott konfron-

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tiert, der unzulänglich und schwierig zu handhaben ist und in der Tat höchst unwünschenswert ist.

Die Dosenendenlegierungen mit ihrem relativ hohen Magnesiumgehalt beispielsweise die Legierungen 5o82 und 5182 sind ein Hauptgrund der Probleme beim Rückführen. Beim Einschmelzen der Dose» oxydiert das Magnesium leicht und geht verloren. Zusätzlich können, die Oxyde in der Schmelze eingeschlossen werden und ergeben geringwertige Blöcke. Andererseits konnten die Dosenkörperlegierungen, beispielsweise die Legierung 3oo4 mit einem geringeren Magnesiumgehalt wegen geringer Pestigkeits- und Ziehbarkeitseigenschaften nicht erfolgreich für Dosenenden angewandt.werden. Die schwierigen Pormerfordernisse, die für das Erzeugen eines zufriedenstellenden Dosenendes erforderlich sind, wurden nicht von der Legierung 5oo4 erfüllt.

Demgemäss ist ein Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen hochfester Aluminiumlegierungen mit verbesserter Verformbarkeit, die für die Verwendung als Dosenendmaterial geeignet sind.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, mit welchem die Herstellung von Aluminiumdosenenden möglich ist, welche im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie der Aluminiumdosenkörper aufweisen.

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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine verbesserte Aluminiumdose, bei welcher die Enden und der Körper im wesentlichen, die gleiche Zusammensetzung aufweisen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und ein Gegenstand, mit welchem ein "bequemes Rückführen von Aluminiumdosen ermöglicht wird.

Gemäss Torliegender Erfindung wurde gefunden, daß die genannten Gegenstände und Vorteile leicht erzielbar sind. Das Verfahren gemäss Erfindung schafft eine hochfeste Legierung auf Aluminiumbasis mit verbesserter Verformbarkeit und umfaßt:

A) das Vorsehen einer Legierung auf Aluminiumbasis, welche im wesentlichen aus 0,5 bis 2,0 fo Mangan, 0,4 bis 2,056 Magnesium, Rest im wesentlichen Aluminium besteht;

B) Homogenisieren dieser Legierung bei einer Temperatur von 454 bis 621⁰C während 2 bis 24 Stunden;

C) Walzen dieser Legierung mit einer Anfangstemperatur in dem Bereich von 343 bis 510⁰O, mit einer Gesamtabnahme über 20$ bis ein Maß von 12,7 mm oder darüber;

D) Weiteres Walzen dieser Legierung mit einer Anfangstemperatur im Bereich von 204 bis 427⁰C, mit einer Gesamtabnahme über 20%, vorzugsweise von 45 bis 85 f< > auf ein Maß von 0,25 mm oder darüber;

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B) Weiteres Walzen der legierung mit einer Anfängstemperatur geringer als 204 0» vorzugsweise Kaltwalzen mit einer G-esamtabnahme über 20%, vorzugsweise 40 bis 80% und

JE?) Halten dieser Legierung auf einer Temperatur zwischesi 93 "und 232⁰C während einer Zeitperiode von wenigstens 5 Sekunden, jedoch^nicht größer als durch die folgende formel definiert ist: Ϊ (.12+ log t) = 12 50O₁ wobei T die Temperatur in Grad Kelvin und t die Maximalzeit in Minuten bei der Temperatur T ist·

Ds ist "bevorzugt, die Stufen B und ί optimal eine Vielzahl von Malen zu wiederholen*

In der bevorzugten Ausführungsform wird die Legierung thermisch bei einer Temperatur von 121 bis 232⁰O während einer 2eitperiode von wenigstens 5 Sekunden stabilisiert, jedoch nicht größer, als durch, die obengenannte Formel bestimmt ist, in welcherT und t wie erwähnt definiert sind. Die Stabilisatlonsbehandlung kann mit einem herkömmlichen Beschiehtungsvorgang kombiniert werden, wobei das Dosenendmaterial mit einem rolvmermaterial vor der Verwendung beschichtet wird*

Die vorliegende Erfindung schafft ebenfalls eine verbesserte Alumiixiumdose, deren Enden und Körper im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung aufweisen und die Enden und der Körper bestehen im wesentlichen aus 0,4 bis 2,0%

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Magnesium, 0,5 bis 2,0 $ Mangen, Rest im wesentlichen Aluminium, wobei wenigstens ein Ende ein Verhältnis von minimaler Streekziehhöhe / Durchmesser von 0.210 und im allgemeinen 0.242 aufweist.

Weitere Gegenstände und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung.

!ig, 1 zeigt perspektivisch einen abgedichteten Behälter

gemäss Erfindung,
!ig. 2 eine Schnittansicht in vergrössertem Maßstab längs

der Linie 2-2 in !ig. 1.

Wie oben erwähnt ist, erzielt man mit dem Verfahren gemäss der Erfindung viele bemerkenswerte und in der Tat überraschende Vorteile. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens
gemäss Erfindung besteht darin, daß Aluminiumdosenendea
zubereitet werden können, welche im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie im Dosenkörper aufweisen. Dies ist ein besonderer Vorteil im Hinblick auf den schnellen
Wachstum und· die Verwendung von leicht zu öffnenden Dosen. Somit schafft die einheitliche Zusammensetzung gemäss
Erfindung eine Erleichterung des Rücklaufes und eleminiert die Notwendigkeit, Blechschrott auszusondern. Dies schafft beträchtliche wirtschaftliche Vorteile. Somit ermöglicht
das Verfahren gemäss Erfindung die Zubereitung einer ver-

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besserten Aluminiumdose, bei welcher die Enden und der Körper im wesentlichen die gleiche chemische Zusammensetzuag aufweisen, wie dies oben erwähnt ist. Es ist ein weiterer und überraschender Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung, daß dieses Verfahren bezeichnende verbesserte physikalische Eigenschaften dem Dosenendenmaterial gemäss Erfindung erteilt. Seait ist die Aluminiummaterialbehandlung gekennzeichnet durch eine überraschenderweise verbesserte Festigkeit, Zähigkeit, Verformbarkeit umd Wärmebeständigkeit. Diese verbesserten Eigenschaften des Dosemaaterials gemäss Erfindung ermöglichen es, daß dieses Material leicht in wirtschaftliche Dosenenden mittels herkömmlicher Einrichtungen geformt werden kann. Dies ist ein "besonderer Vorteil im Hinblick auf die sehr breit verstreute Verwendung einer solchen Anlage. Weiterhin stellen die verbesserten physikalischen Eigenschaften dieser Legierung, welche ihr mittels des erfindungsgemässen Verfahrens verliehen werden, einenbemerkenswertenuund überraschenden Vorteil der vorliegenden Erfindung dar» Diese Eigenschaften werden nachfolgend im einzelnen diskutiert.

Beispielsweise schließen herkömmliche Materialien, die laufend für Dosenenden verwendet werden, eine Aluminiumlegierung 5182 mit folgenden Analysfngrenzen ein: Silicium bis¹zu. 0,20 %, Eisen bis zu 0,35%, Kupfer bis zu 0,15$, Mangan von 0,20 bis 0,50%, Magnesium von 4,0 bis

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5,0%, Chrom "bis zu 0,10 #, Zink bis zu 0,25 %>, Titan bis zu 0,10 #, Rest Aluminium« Das Verfahren gemäss Erfindung -verleiht die folgenden Merkmale den behandelten legierungen, welighe im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie die Terwendeten Aluminiumdosenkörper aufweisen. Unter besonderer Bezugnahme auf die Legierung 3oo4» welche die folgenden Analysengrenzen aufweist: Mangen vom 1,0 bis 1,5 #, Magnesium 0,8 bis 1,3 #, Zink bis zu 0,25 £, Rest Aluminium stellt das nachfolgend Gesagte Vorteile der Behandlung gemäss Erfindung dar« Die Behandlung gemass Erfindung erzielt überlegende Streckzieheigenschaften über die herkömmliche Legierung 5182. Weiterhin erfordert bei der abschliessenden Dosenendenausbildung das 3004-Doseneaade, das gemäss Erfindung behandelt worden ist, weniger Kraft als die herkömmliche Legierung 5182, um das Entfernen der Nase einzuleiten und noch sichere Handhabungseigenschaften bei den> sich ergebenden Dosenende aufrecht zu erhalten. Dies stellt ein besonders wünschenswertes Merkmal dar, da die Dose während des Füllens, des Abpackens und des Versandes sicher gehandhabt werden kann und von dem Letztverbraucher leichter geöffnet werden kann.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemass behandelten Materials ist seine überlegene Festigkeit - und Zähigkeitskombination gegenüber dem gleichen Material, das in der herkömmlichen './eise behandelt ist.

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Somit kann mit dem erfindungsgemässen Verfahren eine Legierung wie beispielsweise die Legierung 3oo4 leicht in Dosenenden verformt werden, und zwar wegen der erhöhten Zähigkeit, und trotzdem ist das Material noch fest genug, um sicher den unter Druck stehenden Inhalt zu umgeben.

Sin zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäss behandelten Materials besteht darin, daß es eine überlegende Wärmebeständigkeit über herkömmlich behandelte Materialien erreicht, so daß eine Dose mit hoher Streckgrenze nach der abschließenden Wärmebehandlung erhalten werden kann. Weiterhin wird durch diese erhöhte Wärmebeständigkeit ein weiterer Bereich der Wärmebehandlung während des Beschichtungsprozesses als.bei herkömmlich behandeltem Material erlaubt, d.h. höhere Temperaturen können während längerer Zeiten angewandt werden, was einen wirtschaftlichen Vorteil ergibt ρ

Ein v/eiterer und überraschender Vorteil des Verfahrens gemäss Erfindung besteht darin, daß ein Dosenendenmaterial erzielbar ist, welches korrosionsbeständiger als Dosenenden ist, die aus herkömmlichen Materialien wie beispielsweise die Aluminiumlegierung 5182 geformt sind. Auch ist keine galvanische Korrosion möglich, da für die gesamte Dose eine einheitliche Legierung verwendet wird.

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W-ie oben erwähnt ist, schafft das erfxndungsgemässe Verfahren eine Legierung auf Aluminiumbasis, bestehend aus 0,5 bis -2,0 % Mangan, von 0,4 bis 2,0 % Magnesium, Rest im wesentlichen Aluminium_P Die Legierung gemäss Erfindung schließt vorzugsweise die folgenden wahlweisen Bestandteile ein, von denen alle in Mengen so gering wie 0,001 $ und vorzugsweise so gering wie 0,01 % vorhanden sind: Silicium bis au 0,5 $, Eisen bis zu 1 ?&, Kupfer bis zu 0,5 "/>,- Zink bis zu 0,5 f>, Chrom bis zu 0,2 %, Beryllium bis zu 0,01 ⁰/>, Bor bis 0,01 f° und Titan bis zu 0,2 %. Zusätzlich zu dem Vorstehenden können andere Bestandteile in einer Menge von je 0,05 f> vorhanden sein, insgesamt bis zu 0,20 %. Selbstverständlich können herkömmliche Verunreinigungen vorhanden sein.

Gemäss der vorliegenden Erfindung können die hier verwendeten Aluminiumlegierungen in jeder herkömmlichen Weise gegossen werden.

Gemäss der vorliegenden Erfindung können die hier verwendeten Aluminiumlegierungen in jeder herkömmlichen Weise gegossen v/erden. Das besondere Gießverfahren ist nicht kritisch, und jedes wirtschaftliche Verfahren kann zweckmässig angewandt v/erden, wie beispielsweise direkter Kokillenguss odor Kippformguss. Es ist bevorzugt, direkten Kokillenguss anzuwenden, um eine feinverteilt gleichmässige

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BAD ORIGINAL

-1ο-

Partikelgrösse der Komponenten der zweiten Phase zu schaffen. Nach dem Giessen wird eine Homogenisierungs- oder Vergütungsbehandlung während einer ausreichenden Zeitperiode angewendet, um MakroausScheidungen zu verhindern. Diese Homogenisierungsbehandlung sollte bei einer Temperatur von 454 "bis 621⁰C und vorzugsweise von 538 bis 6o7°C durchgeführt werden, und der Block sollte von 2 bis 24 Stunden auf Temperatur gehalten werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren schlägt eine Reihe von l&falzstufen vor, von denen jede innerhalb kritischer Temperaturgrenzen fällt. Die 1. wa.lzstufe gemäss Erfindung erfolgt mit einer Anfangstemperatur im Bereich von 543 bis 510°C mit einer Gesamtabnahme über 20%. iiatürlich ist die Gesamtabnahme abhängig von der Blockgrösse, wobei das Material in dieser Stufe auf ein Mass von 12,7 mm oder darüber gewalzt wird. Diese Walzstufe soll die Gußstruktur aufbrechen und das Material auf ein bearbeitbares Maß bringen. Das Material wird dann weiter mit einer Anfangstemperatur im Bereich von 204 bis 427°G mit einer Gesamtabnahme über 20% gewalzt. Die Gesamtabnahme in dieser Stufe ist vorzugsweise 45 bis 85% und optimal von 50 bis 70%, Das Material wird in dieser Stufe auf ein Maß von 2,54 mm oder darüber und vorzugsweise auf ein Maß von 4,45 "bis 5,2 mm gewalzt. Diese walsstufe ist besonders kritisch■, da es gefunden wurde, daß die Anfangstemperatur innerhalb dem erwähnten Bereich gehalten

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v/erden muss, um eine adäquate Festigkeit vor dem Kaltwalzen zu gewährleisten.-

Das Material wird dann weiter bei einer Anfangstemperatur geringer als 204 G "und vorzugsweise kalt gewalzt mit einer Gesamtabnahme in dieser Stufe über 20% und vorzugsweise von 40 bis 80%. Die Maßanforderungen werden hier von der Abnahmemenge, die angewandt wird und von den Endmassen, d.h. beispielsweise das abschliessende Dosenendenmaterial vorgeschrieben.

Das Material wird dann bei einer Temperatur zwischen 121 und 232⁰C während wenigstens 5 Sekunden gehalten, jedoch während einer Zeitperiode, die nicht grosser als durch die folgende Formel bestimmt ist: T (12 flog t) = 12 500, . wobei T die Temperatur in Grad Kelvin und t die Maximalzeit bei der Temperatur T ist. Die Temperatur-Zeit-Kombination sollte so sein, daß die Dehnungseigenschaften des Metalls nicht höher als 20% reduziert werden. Es ist bevorzugt, eine Haltezeit von 30 Minuten bis 8 Stunden und einen Temperaturbereich von 121 bis 177°C zu verwenden.

Gemäss dem Verfahren vorliegender Erfindung sollten die Kaltwalz- und Haltestufen vorzugsweise und optimal eine Vielzahl von Kaien wiederholt werden. Im allgemeinen werden nicht mehr als 2 oder 3 zusätzliche Zyklen angewandte

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Wie oben angedeutet ist, wurde es herausgefunden, daß das erfindungsgemässe Verfahren den Legierungen verbesserte Festigkeit, Zähigkeit, Verformbarkeit und Wärmebeständigkeit erteilt, so daß die Legierungen leicht in leicht zu öffnende Dosenenden auf einer wirtschaftlichen Basis in einer einfachen, zweekmässige-n und nicht teuren Weise hergestellt werden können.

Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung sieht vorzugsweise eine abschliessende Wärmestabilisierungsbehandlung vor.

Diese Wärmestabilisierungsstufe kann leicht als zugehöriges Merkmal des Beschichtungsverfahrens erzielt werden, welchem diese Materialien unterworfen werden. Im allgemeinen umfaßt das Beschichtungsverfahren das Beschichten des Dosenmaterials mit einem Polymermaterial wie beispielsweise Epoxy, Polyvinylchlorid oder Polyolefin.

Diese Stufe soll schädliche Reaktionen zwischen den Inhalten der Dose und dem Aluminiumlegierungsdosen- oder Dösenendmaterial vermeiden. Normalerweise schließt das Beschichtungs- und Härteverfahren eine bestimmte Kombination von Halten und erhöhter Temperatur ein. Somit schlägt die Erfindung

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eine Wärmestabilisierungsstufe vor, wobei das Material bei einer Temperatur von 121 bis 232⁰G während einer Zeitperiode von wenigstens 5 Sekunden, jedoch nicht langer gehalten wird, als sie durch die obige !Formel bestimmt ist. Torzugsweise beträgt die Haltezeit von 4 Stunden bis 24 Stunden und die bevorzugte Temperatur von 121 bis 190⁰G. Selbstverständlich stehen die optimalen Haltezeiten und Temperaturen miteinander in Wechselbeziehung. Die Stabilisierungsbehandlung soll gleichmässige Eigenschaften der ganzen Spule gewährleisten, und sie ist wesentlich, um diese gleichmässigen Eigenschaften beizubehalten. Bei dieserStufe solltm die Streckgrenzeneigenschaften nicht mehr als 50 $ abfallen.

Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes Blechmaterialerzeugnis, ein verbessertes Dosenende und ebenfalls eine verbesserte Aluminiumdose. Wie oben erwähnt ist, ist es ein besonderer Torteil gemäss Erfindung, daß im wesentlichen die gleiche Legierung für die Dosenenden und den Körper verwendet werden kann. Die Zusammensetzung besteht im wesentlichen aus von 0,4 bis 2,0 % Magnesium, 0,5 bis 2,0 fo Mangan, Rest im wesentlichen Aluminium. Selbstverständlich können Zusätze und Verunreinigungen verwendet werden, so daß die folgenden Grenzen vorgeschlagen werden: Silicium bis zu 0,5 #, Eisen bis zu 1,0 %, Kupfer bis zu 0,5 °/o, Chrom bis zu 0,2%, Zink bis zu 0,5 fi_t

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Titan "bis zu 0,2 $, andere je Ms zu 0,05 fi, insgesamt 0,20$. Selbstverständlich schlägt die Erfindung Variationen innerhalb dieser Grenzen vor, so daß identische Legierungen nicht notwendigerweise für die Dosenenden und den Körper verwendet zu werden brauchen.

Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß sie die Verwendung von relativ billigen Magnesium enthaltenden Legierungen für das Dosenendmaterial wie beispielsweise die Legierung 5oo4 ermöglicht. Weiterhin weist das Blechmetall gemäss Erfindung eine ausreichende Verformbarkeit auf, so daß es in ein Dosenende mit einem Minimalverhältnis von Streckziehhöhe / Durchmesser von 0,242 bearbeitet werden kann. Das Blechmetall der vorliegenden Erfindung besitzt eine minimale Streckgrenze von 2950 kg/cm mit einer 0,'ί %-Abweichung und eine minimale Dehnung von 3f> für ein Maß von 0,51 mm. Weiterhin kann der Streifen wärmebehandelt werden, beispielsweise bei 177⁰C während 15 Stunden und weist noch eine minimale Streckgrenze von 2950 kg/cm auf. Das Vorstehende stellt höchst wünschenswerte Vorteile dar.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist in Pig. I und 2 ein Behälter 1 mit einem Körperabschnitt 2 und einer Endwand 3 gezeigt. Die Endwand 3 ist mit einem entfernbaren Abschnitt oder einen Einrißstreifen 4 verseilen, der durch vorgekerbte Linien 5 begrenzt ist. Innerhalb des Einriß-

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strei'fens 4 ist an einem Ende, ein Ziehstreifen oder ein Zugring 6 befestigt, welcher an dem Einrißstreifen 4 mittels eines herkömmlichen einstückigen Nietes 7 befestigt ist. Das Dosenende 3 ist am Körperabschnitt 2 mittels einer Falznaht 8 .befestigt« Im Betrieb wird das Dosenende geöffnet, indem der Ziehstreifen oder der Zugring 6 gezogen wird, welcherlängs den vorgearbeiteten Linien 5 einreißt, so daß der Einrißstreifen 4 von dem Dosenende entfernt wird.

Wie gezeigt ist, ist der Zugring oder der Ziehstreifen an dem Einrißstreifen mittelseines einförmigen Nietes befestigt, welcher direkt aus dem Behälterende gebildet ist. Die Herstellung des einstückigen Nietes erfordert, daß das Dosenendinaterial ausreichend verformbar ist, um in eine Ausbildung gebracht zu werden und um die Ringbefestigung an dem Dosenende zu halten, ohne bei der Handhabung zu brechen. Der einstückige Niet wird in einer Vielzahl von Arbeitsvorgängen ausgebildet, welche eine Kombination guter Festigkeit und Formbarkeit erfordern, wie dies oben erwähnt ist. Ein typisches Verfahren zum Ausbilden des einförmigen Nietes wird unten kurz umrissen.

Stufe 1 ist ein Streckziehvorgang, bei welchem eine halbkugelförmige Blase vertikal abwärts erzeugt wird. Der Zweck der Ausbildung dieser halbkugelförmigen Blase be-

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steht darin, das Metall in dem Mittelabschnitt des Dosenendes zu verdünnen und somit extra Metall zum Formen zu schaffen. Zusätzlich wird hierzu die Härte des Formvorganges nach Stufe 2 reduziert.

Stufe 2. In dieser Stufe wird ein schmaler Vorsprung -vertikal aufwärts erzeugt, indem die Blase nach Stufe 1 in einer umgekehrten Richtung in eine kleinere Eormöffnung gedrückt wird. Somit ist die Arbeitsweise in Stufe 2 eine Kombination von Biegen, Streckziehen und Ziehen.

Stufe 3. Dies ist die abschliessende Stufe. Nach dem Ausbilden des Vorsprunges nach Stufe 2 wird das Dosenende gekerbt, um den Streifen oder den Einrißstreifen zu bilden, und' verschiedene kleine Vorsprünge werden ausgebildet, um dem Dosenende Knickfestigkeit zu verleihen, wenn der Ziehstreifen von dem Verbraucher geöffnet wird. In dieser abschließenden Stufe wird der Zugring um den Vorsprung nach Stufe 2 angeordnet, welcher dann gestaucht wird, um die abschließende einstückige Nietausbildung zu schaffen«

Beispielsweise wurde ein Dosenende in Übereinstimmung mit den-vorstehend erwähnten Stufen hergestellt. Die Blase nach Stufe 1 war 2,03 mm tief, und der Innendurchmesser betrug 10 mm. Somit war das Verhältnis von Höhe zu Durchmesser dieser Stufe 1 0.203. Die maximale Metallverdün-

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iiung in dieser Stufe 1 war von ,0,325 auf 0,25 mm oder eine Abnahme von 23,2 %. In dem Vorgang nach Stufe 2 war die Höhe des Vorsprunges 1,67 mm mit einem Innendurchmesser von 2,46 mm. Das gesamte Verhältnis von Höhe zu Durchmesser für die Stufe 2 war 0.685. Wach dem Verfahren nach Stufe 3 war das Ende der Dose um ungefähr 50 $> von 0,2 auf 0,1 mm verdünnt worden.

Somit ist ersichtlich, daß der Blechmetallgegenstand gemäss Erfindung einen hohen Grad von Festigkeit, Zähigkeit und Verformbarkeit aufweisen muss, um in das Dosenendmaterial gemäss Erfindung verarbeitet werden zu können.

Bei der Ausbildung des Dosenendmaterials ausdem Blechmetall gemäss Erfindung wird das Metall zunächst einem Beschichtungsvorgang unterworfen, wobei das Material mit einem Polymermaterial vor der Verwendung, wie beispielsweise einem Harz auf Epoxygrundlage beschichtet wird. Das Metall kann kontinuierlich eine Straße durchlaufen, wobei es zunächst mit einer Schicht von Lösungsmittel und Harz bedeckt wird. Dann läuft es durch einen Ofen, in welchem das Lösungsmittel freigelassen wird und die Harzschieht verlässt. Die Metalltemperatur während dieses Vorganges ist gewöhnlich oberhalb 149 0 während einer Zeitperiode von 1 bis 3 Minuten. Das beschichtete Metall wird dann in leicht zu öffnende

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Dosenenden verformt, indem kreisförmige Stücke herausgestanzt werden, ein Endflansch geschaffen wird, um einen Platz für die Befestigung an dem Dosenkörper zu schaffen, und indem eine Latexschicht in dem Flanschbereich zwecks Verwendung als Dichtungsmittel vorgesehen wird.Die gebogenen Stücke werden dann behandelt, wie dies oben beschrieben ist, um den Ziehstreifen oder den Zugring an dem Oberteil der Dose mittels des einstückigen Nietes zu befestigen. Das Oberteil mit der Ziehstreifenbefestigung wird dann an dem Dosenkörper mittels des gekrümmten Flansches befestigt, wobei das Latex als ein Druckdichtungsmittel für das System wirkt.

Das Verfahren und der Gegenstand gemäss vorliegender Erfindung wird aus den nachfolgenden Beispielen verständlich.

Beispiel I

Es wurde eine Aluminiumlegierung 3oo4 vorgesehen, welche die Zusammensetzung gemäss nachfolgender Tabelle I aufweist.

	Tabelle I	0,43 $>
	Zusammenset zung	0,115 %
Eisen		1,1 %
Kupfer	-	1,02 %
Mangan	-	0,03 f°
Magnesium	-	0,04 ψ
Chrom	-	0,01 °/o
Zink	-	im wesentliehen Rest
Titan	—
Aluminium	_

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Das Material, wurde in der folgenden Weise behandelt. Das Material wurde bei einer Temperatur von 580 C während 12 Stunden homogenisiert, wonach ein Warmwalzen mit einer Anfangstemperatur von 427°C mit einer Abnahme pro Stich von 10 $ von 50,8 auf,15,2 mm erfolgte, wonach nach jeder Abnahme bei 427⁰C während 5 Minuten ein Wiedererwärmen erfolgte. Das Material wurde dann bei einer Anfangstemperatur von 288 C warm gewalzt, wobei pro Walzstich Abnahmen von 10 % von 15,2 auf 6,2 mm und nach jedem Walzen bei 288⁰C während 5 Minuten ein Wiedererwärmen erfolgte. Das Material wurde dann von 6,25 mm auf 1,5 mm kalt gewalzt, wobei während aines jeden Walzvorganges eine Abnahme von 10$ erfolgte. Das Material wurde dann während 2 Stunden bei einer Temperatur von 127⁰C wärmebehandelt, wonach ein Kaltwalzen mit einer Abnahme von 10$ pro Schritt von einem Maß von 1,5 auf 0,76 mm erfolgte. Das Material wurde dann bei 127°C während 2 Stunden wärmebehandelt, wonach ein Kaltwalzen auf das endgültige Maß durchgeführt wurde. Das Material wurde dann bei einer Temperatur.von 177⁰C während 1 Stunde stabilisiert. Das Vorstehende stellt die Behandlung gemäss vorliegender Erfindung dar.

Beispiel II

Das in Tabelle I genannte Material wurde für Vergleichszwecke in der folgenden Weise behandelt. Das Material

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wurde bei einer Temperatur von 566⁰C während 12 Stunden homogenisiert, wonach ein Warmwalzen auf ein Maß von 6,25 mm mit einer Anfängstemperatur von 44O°C und einer Endtemperatur von 343°C erfolgte. Das Material wurde dann von 6,25 mm auf das endgültige Maß gewalzt. Das Material wurde während 1 Stunde bei einer Temperatur von 177°C stabilisiert.

Beispiel III

Bei diesem Beispiel wurde die Legierung 5182 in der nachfolgenden Weise behandelt. Die Legierung hatte die Zusammensetzung gemäss Tabelle II.

Tabelle II Zusammensetzung

Silicium - 0,138 %

Eisen - 0,21 $

Mangan - 0,34 1>

Magnesium — 4,50 #

Chrom - 0,59 5*

Titan - 0,096

Aluminium - im wesentlichen Rest«

Das Material wurde bei 525 C während 15 Stunden homogenisiert und danach bei 44O⁰C auf 3,8 mm warmgewalzt, wobei pro Walzschritt eine Abnahme von 10% erfolgte und nach jedem »falzschritt während 5 Minuten auf 440° wiedererwärmt wurde. Das Material wurde dann von 3,81 mm auf 0,3 mm kaltgewalzt und dann bei einer Temperatur von 232°C während 15 Minuten stabilisiert.

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Beispiel IY

Das Material gemass Erfindung wurde in TJbereinstiiamung mit Beispiel I behandelt und v/ies im Vergleich mit dem herkömmlich behandelten Material nach Beispiel II verbesserte Streckengrenzen- und Zähigkeitseigenschaften auf. Bas Verhältnis von Festigkeit zu Dehnbarkeit ist wesentlich, um ein Dosenende zu erzeugen, da dieses Erzeugnis eine ausreichende Festigkeit aufweisen und ausreichend dehnbar sein muss, um in den einstückig en, oben erwähnten Ki et verformt zu werden. Um diese Eigenschaften zu bestimmen, wurden herkömmliche Zugversuche mit einer Probe von einer Länge von 50,8 mm aus dem gemäss Beispiel I und II behandelten Material durchgeführt mit der Ausnahme, daß das Material nach Beispiel I keiner abschliessenden Stabiliaierungsbehandlung unterworfen wurde, da hierdurch die Pestigkeitseigenschaften herabgesetzt wurden. Ein Vergleich wurde bei gleicher Metalldicke und der gleichen Streckgrenze durchgeführt, wobei die Streckbarkeit in Ausdrücken von $ Dehnung in einem herkömmlichen Zugversuch gemessen wurde. Der Versuch wurde bei Raumtemperatur mit einer Zugstangengeschwindigkeit von 1,27 mm pro Minute durchgeführt. Die Zunahme der Dehnung für das Material, welches erfindungsgemäss behandelt worden ist, gegenüber dem herkömmlich behandelten Material ist bemerkenswert. Die Ergebnisse werden unten in Tabelle III gezeigt. ·

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	I II	Dicke (mm)	tabelle III	Dehnung fa
Material		0,3o 0,38	Streckgrenze	4 1,5
Beispiel Beispiel	3163 kg/cm² 31 63 kg/cm

Beispiel Y

Dieses Beispiel zeigt die verbesserten Streckzieh-Eigenschafteii des materials geaiäss Beispiel I gegenüber dem LIaterial nach Beispiel III. Proben nach Beispiel I und III wurden für die Streckzielibarkeit untersucht, eine Eigenschaft, welche bei der Ausbildung eines einstückigen Nietes kritisch ist. Dieser Versuch wurde durchgeführt, indem das Metall mit einem Stempel mit einem Durchmesser von 2,54 mm durchdrungen wurde, bis da,s Metall zu Bruch ging. Die Eindring— tiefe (H) bei Bruch dividiert durch den Stempeldurchmesser (D) ist ein Maß für die Streekziehbarkeit des Metalls. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Streckziehbarkeit (B/D) der beiden Materialien. Es 'ist deutlich zu sehen, daß das Material, welches in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung behandelt wurde, überlegene Streckzieheigenschaften aufweist.

Tabelle IV Material H/D

Beispiel I 0,306

Beispiel III 0,242

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Beispiel VI

Dieses Beispiel zeigt, daß das erfindungsgemäss behandelte Material eine verbesserte WärmeStabilität gegenüber dem herkömmlich behandelten Material nach Beispiel II aufweist. Bei diesem Beispiel wurden die Proben behandelt, wie dies in Beispiel I und II angegeben ist, jedoch ohne abschliessendes Stabilisieren. Die WärmeStabilität wurde durch die Zeit gemessen, die notwendig war, um die Streckgrenze auf 2952 kg/cm herabzusetzen, wenn die Proben bei einer Temperatur von 177 C gehalten wurden· Aus den Ergebnissen in Tabelle V ist deutlich ersichtbar, daß das Material, welches Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung behandelt worden.ist, eine bessere Wärmebeständigkeit gegenüber dem herkömmlich behandelten Material aufweist.

Tabelle V

Material Zeit bei 177 C, um die

Streckgrenze von 2952 kg/em zu erreichen"

Beispiel I 13 Stunden

Beispiel II 32 Minuten

Die Erfindung kann in anderen Arten durchgeführt werden, ohne sich dabei jedoch vom Kern der Erfindung zu entfernen. Die vorliegende Ausführungsform ist demzufolge lediglich beispielhaft und nicht beschränkend beschrieben worden, wocei der Kern der -Erfindung aus den nachfolgend en Ansprüchen hervorgeht. 4098U/0816

Claims

Ansprüche

1.) Verfahren zum Schaffen einer hohen Festigkeit und einer verbesserten Verformbarkeit in einer Legierung auf Aluminiumbasis, gekennzeichnet durch

A) Vorsehen einer Aluminiumlegierung, die iia wesentlichen aus 0,5 bis 2,0 ^a/o Mangan, 0,4 bis 2,0 $ Magnesium, Rest im wesentlichen Aluminium besteht;

B) Homogenisieren dieser Legierung bei einer temperatur von 454°C bis 621⁰O während 2 bis 24 Stunden;

0) Walzen dieser Legierung bei einer Anfangstemperatur im Bereich von 343 bis 51O⁰C mit einer Gesamtabnahme über 20fo auf ein Maß von 12,7 mm oder darüber;

D) v/alzen dieser Legierung bei einer Anfangs temp eratur im Bereich von 204 bis 427°G mit einer Gesamtabnahme über 20?i;

E) Weiteres \7alzen dieser Legierung bei einer Anfangstemperatur geringer als 204 0 mit einer Gesantabnahme oberhalb 20fo und

F) Halten dieser Legierung auf einer Temperatur zwischen 93 und 232 G während einer Zeitperiode von wenigstens 5 Selnmaen., jedoch nicht größer als durch folgende Formel bestimmt: T (12 + log t) = 12 500, wobei T die !Temperatur in G-raä Kelvin und t die Ilaxiaalzeit in Minuten bei der Semperatur T ist»

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2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Stufen E) und j?) wiederholt werden.

3·) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material während der Stufe F) während einer Zeitdauer von 30 Minuten bis 8 Stunden- gehalten wird.

4·) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material nach der Stufe F) bei einer !Temperatur von 121 bis 232 C während einer Zeitdauer warmestabilisiert wird, die von der folgenden Formel bestimmt ist: T (12 + log t) = 12 500, wobei T und t wie im Anspruch 1 definiert sind«

5·) Verfahren nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß nach der Stufe ]?} das Material mit einem Polymermaterial bei einer erhöhten Temperatur beschichtet wird.

6») Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß das Material während des Beschichtungsvorganges wärmestabilisiert wird.

7·) Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Material während einer "Zeitdauer von 4 Stunden bis ' 24 Stunden wärmestabilisiert wird.

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8.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das material in der Stufe D) mit einer Gesamt abnähme von 45 - ö5/i auf ein Maß von 2,5 nun oder darüber gewalzt wird.

9o) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in der ^tufe E) mit einer Gesaritabnahme von 40 bis 80 γσ kaltgewalzt wird.

1o.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung eine Aluminiumlegierung 5ooh- ist.

11.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung Silicium bic zu 0,5 fi_f Jüisen bis zu. 1 f>, Kupfer bis au 0,5^₅ Zlnlz bis zu 0,5 ^, Chrom bis zu 0,2 5&, Beryllium bis zu 0,01 ^c/j, Bor bis zu 0,01 ¹Zj₁ Titan Ms zu 0,2 fo, andere Bestandteile je bis zu 0,05 ·ρ, gesaut bis zu 0,20 foo

12.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen E) und i¹) während einer Vielzahl von Haien wiederholt wird»

13·) Leicht zu öffnende Aluminiunido se mit einem Zörperabschnitt und «lud wand en, die daran befestigt sind, wobei jede der Endwände einen entf ernbaren Abschnitt mit einem Ziehelement aufweist, welches daran mittels eines ein

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stiickigen Mietes befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperabschnitt und die Endwünde im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung einer -legierung auf Aluniiniumbasis aufweisen, die im wesentlichen aus 0,4 bis 2,0 fo Magnesium, 0,5 bis 2,0 f> Mangan, Rest im wesentlichen Aluminium besteht, und daß die Endwand, welche den entfernbaren Abschnitt aufweist, ein Minimalverhältnis von Streekziehhöhe zu Durchmesser von 0,210 aufweist.

14·) Aluminiumdose nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch. bis zu 0,5 /o Silicium, bis zu 1,0 /» Eisen, bis zu 0·, 5 °/° iüipier, bis zu 0,5 ^c/o Zink, bis zu 0,2 io Ghrom, bis zu 0,01 \3 Beryllium, bis au 0,01 ^: _;Ό Bor, bis zu 0,2 $ Titan, weitere Bestandteile bis je 0,05 $>, gesamt bis" zu 0,20 ρ.

1ί>·) Alui:iiiiiui'.idoGe nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, aaß die üno.wanä, weiciie ο.θώ entfernbar en AbßcJmitt auf weis¹

eine minimale Streckgren.se von 2952 l:g/cni Dei einer Abweichung von 0,2 >b und. eine iviiiimalc¹.elmung von 3^ bei aiiior.1 };aß von 0,5Oo mm aufweist.

16.) !.-eicht zu öffnendes Doseuexiae mit einer Einrichtung sv/ecks Befestigung an einem Dosenkörper und mit einem eutfernbaren Abschnitt mit einen Zieliolement, das daran mittels eines einförmigen Kietes befestigt ist, dadurch

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ORIGINAL

iioT;, da K das Dosenenue eiiie Zusanraens ellung aufweist, 6.ie iu v/esentliciien aus 0,4 bis 2,0 ^ Liagiiesiun, 0,:,- -jis 2,C ~ I^anjaii, itesT im v;eseiixlieiien Aluminium be-3"üä>1;, und ia;j aas l)os=x:ende ein kiniiaalverliältnis von ötreolisieuiiöiie / DurcliraGecer von 0,210, eine minimale

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1?·) L ei eil "i; su öxfiiendes Doseriende nach Anspruch 16, _L*e>o:mKeicraiet durch bis au 0,5 f= Silicium, Ms zu 1 ^ leisen, bis su 0,3 >j Kupfer, öis au 0,5 $ Zink, "bis zu 0,2 >o Cnrom, bis su 0,01 ^- beryllium, bis zu O₅Oi ^ Bor, bis su 0,2 % xita.., andere Bestand τ; eile ie bis zu 0,05 p₅ ^esaiiit οίε j-iu 0,20 ^:ό

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