DE2347882A1

DE2347882A1 - Architektur-blattprodukt aus aluminiumlegierung und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE2347882A1
Application number: DE19732347882
Authority: DE
Inventors: Edmund Clarence Franz
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1972-09-20
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1974-04-04
Also published as: NL152604B; FR2200366B1; DE2347882C3; FR2200366A1; NO135370C; NO135370B; GB1448146A; JPS5442339B2; AU467491B2; DE2347882B2; CA996779A; JPS4970415A; SE396775B; US3827952A; NL7312801A; AU5879073A; IT996187B

Description

' PATENTANWÄLTE

Dr. - Ing. HANS RUSCHKE
Dipl. - Ing. OLAF RUSCHKE

DiPL-IOg-HAi¹NJSE₁RUSCHKE

1 BERLIN 33 AtfgKSte-Vlfrtoria-Straße 65

A 1396

Aluminium Company of America, Pittsburgh, Pennsylvania, V.St.v.A.

Architektur-Blattprodukt aus Aluminiumlegierung und Verfahren zur Herstellung

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Blattmaterial Aluminiumlegierung, das Silizium, Kupfer und Chrom in geregelten Mengen enthält und eine hochreine Aluminiumbasis ausweist, von welchem integral gefärbte anodische Überzüge erzeugt werden können.

Aluminiumblech bzw. -blatt und andere Produkte haben eine weitverbreitete Aufnahme auf dem Architekturgebiet gefunden, wo sie wesentliche Teile oder sogar sämtliche Teile des Außenbereichs mehrerer Hochhäuser oder anderer Gebäudetypen bilden. Besonders brauchbar sind jene Aluminiumprodukte, welche in anodisiertem Zustand einen integral gefärbten Oxidüberzug erhalten.

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Die integrale Färbung ist einer gefärbten oder in anderer Weise verliehenen Färbung vorzuziehen, da sie dauerhafter ist und ästhetische Vorzüge bezüglich der Tiefe der Färbung hat. Blattprodukte aus Aluminiumlegierung, die eine wirtschaftliche und rasche Farbentwicklung in anodisierenden Bädern zusammen mit guten Formungseigenschaften und guter Korrosionsfestigkeit hervorzubringen vermögen, sind jedoch schwierig zu erhalten. Zum Beispiel können einige Produkte eine gewünschte Färbung erlangen, beispielsweise eine schwarze Färbung, jedoch nicht leicht, wie durch Biegung, zu den gewünschten Formen für eine gegebene Außenwandausstattung verformt werden. Andere, die gebogen oder in anderer Weise geformt werden können, neigen zur Entwicklung von Anrissen, Falten oder Rißbildung an dem Biegungsradius, was die Integrität des anodischen Überzugs in diesem Bereich zerstört. Überdies kann der gefärbte anodische Überzug selbst ein rissiges oder netzadriges Aussehen deshalb haben·, weil der anodische Überzug an dem Biegungsradius viel rauher erscheint als an den flachen Teilen. Dieses Problem scheint etwas mit dem Warmwalzen zusammenzuhängen, das zur Reduktion der Dicke des Gußblocks oder Ausgangsmaterials angewendet wird. Die wirtschaftliche Herstellung.eines Blattproduktes erfordert jedoch ein wesentliches Maß an Warmwalzen unter Verwendung der vorhandenen oder herkömmlichen Vorrichtungen. Ein anderes Problem, dem man sich bei vielen Produkten aus Aluminiumlegierung für Architekturanwendungen gegenübersteht, wird durch die atmosphärische Verschmutzung verursacht, die das Blattprodukt korrodieren kann, selbst wenn es anodisiert wurde, und seine ästhetische Qualität beeinträchtigt. Zum Beispiel können bestimmte atmosphärische Verschmutzungen eine integrale schwarze Färbung auf einem Blatt- oder Plattenprodukt aus Aluminiumlegierung mit einem blauen schmuddligen Aussehen hervorrufen, das die Qualität beeinträchtigt.

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Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Architektur-Blatt-; Produkt aus Aluminium vorgeschlagen, welches eine hohe Korrosionsbeständigkeit besitzt, leicht durch Biegen oder andere Arbeitsgänge unter Herstellung gewünschter Formgestaltungen geformt wird, die - wenn- anodisiert wurde - praktisch frei von Rissen oder Rißbildung in Bereichen sind, wo das Blatt gebogen wird. Das Blatt vermag eine integrale schwarze Färbung innerhalt 30 Minuten zu erzeugen, wenn man die derzeitigen, technisch annehmbaren Anodisierungsverfahren verwendet. Das Blatt vermag .auch goldene oder andere Färbungen durch Veränderung der Anodxsierungsbedingungen aufzunehmen.

Das verbesserte Blatt ist aufgebaut aus einer verbesserten Legier mg, die im wesentlichen aus 0,4 bis 0,6 $ Kupfer, 0,1 bis 0,25 $> Chrom, 0,08 bis 0,18 $ Silizium, Rest Aluminium und nicht mehr als die folgenden Mengen anderer Elemente und Verunreinigungen besteht: Eisen 0,3 $» Mangan 0,05 $, Zink 0,05 $, Titan 0,05 ?£> Magnesium 0,1 $, wobei alle anderen Bestandteile auf 0,05 io für ;jeden und insgesamt auf 0,1 $ begrenzt sind. Außerdem sollte die Gesamtmenge aller Verunreinigungen, ausschließlich Eisen, nicht über 0,2 $ hinausgehen. Obwohl Magnesium als Verunreinigung beschrieben wurde, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kontrollierte Zusätze von Magnesium innerhalb des Bereichs bis zu 0,1 fi vor, wobei die bevorzugte Mindestgrenze für Magnesium bei 0,005 i° und die bevorzugte Höchstgrenze beiO,O5 i° liegt. Innerhalb dieser Grenzen führt Magnesium bei einem verbesserten Blatt zu einem Vorteil bezüglich der Herabsetzung jeder Neigung zur Strukturstreifenbildung.

Das verbesserte Verfahren zur Herstellung des Architektur-Blattproduktes besteht darin, einen Körper der oben beschriebenen Legierung vorzugeben und ihn bei 'einer genügend hohen Temperatur zu homogenisieren, um die Chrom- und Kupfer-haltigen Phasen zu lösen, wonach das Metall bei geregelten Temperaturen

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heiß-warmgewalzt wird, um ein Blattprodukt herzustellen. Das so hergestellte Blattprodukt kann gegebenenfalls durch Kaltwalzen weiterverarbeitet werden, das vorteilhafterweise durch Spannungshärtung zur Verstärkung des Blattes ergänzt wird; dem Kaltwalzen kann ein Tempern vorausgehen. Wenn ein leichtes Verformen wichtig ist, kann einem Kaltwalzen ein Temperachritt folgen.

Die Legierung wird als Gußblock nach einem der herkömmlich verwendeten Verfahren hergestellt, obwohl ein kontinuierliches Gießen bevorzugt wird. Eine technische Herstellung erfordert, von einem Gußblock wesentlicher Dicke auszugehen, der mindestens 20,32 cm und vorzugsweise 25,4 cm oder dicker ist, zum Beispiel 30,48 cm oder sogar größer. Jedoch scheint das Warmwalzen, dasnormalerweise bei Anfertigung eines gewalzten Produktes aus einem Ausgangsblock dieser Größe erforderlich ist, das oben diskutierte Problem des Biegungsaussehens hervorzurufen, ungeachtet nachfolgender Arbeitsgänge oder Behandlungen. Wie unten erläutert wird, mildern jedoch bestimmte spezielle Kontrollen gemäß der vorliegenden Verbesserung diesen Zustand, wodurch eine wirtschaftliche Herstellung eines verbesserten Architektur-Blattproduktes möglich ist.

Der Gußblock wird homogenisiert durch Erhitzen auf eine Temperatur von 538° bis 621°c, vorzugsweise 565,5° bis 593,5°C, für eine Zeitspanne, die typischerweise im Bereich von etwa 4 bis 20 Stunden oder mehr liegt. Dies gewährleistet die Lösung der Kupfer und Chrom enthaltenden Phasen und führt ferner zum Weichglühen der Bestandteilsphasen, wie der Al-Pe-Si- und Al-Fe-Cr-Bestandteile. Der Gußblock wird dann auf Raumtemperatur oder auf etwa 426,5⁰C zum Walzen abgekühlt. Es wird bevorzugt, daß jedes Kühlen ziemlich rasch erfolgt, wie durch Kühlen an der offenen Luft statt des Ofenkühlens; das verbesserte Verfahren begünstigt solche raschen Kühlgeschwindigkeiten, wie sie mit

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- 5 einer Kühlung an der offenen Luft erreichbar sind.

Der homogenisierte Gußblock wird geschält und bei geregelten Temperaturen im Bereich von 148,9° bis 426,5⁰C gewalzt. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß der Warmwalzgang zu Anfang der Kornstruktur des Walzblocks bestimmte Eigenschaften verleiht, welche sich in dem Endprodukt widerspiegeln, ungeachtet der nachfolgenden Bearbeitungsschritte, selbst wenn diese drastische Kaltreduktionen einschließen. Es wurde gefunden, daß die oben beschriebene verbesserte Blattlegierung Arbeitsgänge oberhalb Temperaturen von etwa 454,5⁰C nicht aushält. Ohne die Probleme des Aussehens in den Biegebereichen zu zeigen. Dieser Effekt scheint mit der Tatsache verknüpft zu sein, daß herkömmliche Warmbearbeitungsoperationen bei Temperaturen von 454,5 bis 51O⁰O die Körner beträchtlich recken können, ohne daß ein bedeutender Betrag an Kornfragmentierung eintritt. Obwohl der Kornreckungseffekt nicht von spezieller Bedeutung ist, ist es besonders wichtig, daß die allerersten Stiche mindestens einen gewisses Maß an Kornfragmentierung quer zur langen Diagonalrichtung oder -dimension hervorbringen, da diese die Entwicklung irgendwelcher gestreifter Kornstrukturen vermeidet. Die lange Diagonalrichtung ist jene, die der Blattbreite entspricht, welche normal zur Blattlänge und Blattdicke steht. Es wurde gefunden, daß der erste Warmwalzstich das Modell für diesen Effekt liefert, welches Modell einen starken Einfluß auf das Endprodukt ausübt, ungeachtet der nachfolgenden Bearbeitungsgänge, selbst wenn hiermit eine drastische Kaltwalzung und drastische Kornfragmentierung verbunden ist. Erfindungsgemäß ist es wichtig, daß Walzoperationen bei Temperaturen über 426,5⁰C im wesentlichen vermieden werden, da sie eine Kornverlängerung ohne ausreichende Kornfragmentierung entlang der langen Diagonaldimension hervorrufen. Demgemäß, sieht die Erfindung vor, solche Operationen bei Temperaturen über 426,5 C zu vermeiden, und schreibt stattdessen ein Warmwalzen bei Walzwerk-Eintrittstemperaturen von 315,5° bis 426,5°C, vorzugsweise 371° bis 426,5°C, vor. D.h. der G-ußblock

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oder Walzblock wird so abgekühlt oder erneut erwärmt, daß eine praktisch gleichmäßige Metalltemperatur von 315,5° oder 371° bis 426,5°C vorgegeben wird, wenn das Metall die Warmwalzstraße erreicht. Das Metall kann jedoch auf eine höhere Temperatur gebracht werden, wie 44o,5° oder 454,5⁰C oder sogar 482⁰C vor der Walzung, solange es auf im wesentlichen nicht über 426,5 C abgekühlt wird, wenn es in den Walzgang eintritt.

Die Erfindung sieht wesentliche Reduktionen bei erhöhten, jedoch kontrollierten Temperaturen vor, welche technisch in Warm- und kontinuierlichen Walzwerken durchgeführt werden können. Demgemäß wird der Walzblock bei Temperaturen zwischen der Eintrittstemperatur von nicht über 426,5⁰G bis herab zu Temperaturen von 148,9⁰C oder höher heiß-warmgewalzt. Es wird bevorzugt, daß die Temperaturen während des Heiß-Warmwalzens nicht unter 190,5⁰C und vorzugsweise nicht unter 232°C fallen. Das Ausmaß der Walzreduktionen bei den geregelten erhöhten Temperaturen sollte mindestens 40 $ der Dicke des Ausgangsmaterials und vorzugsweise mindestens 80 fo betragen; es wird bevorzugt, daß die Reduktionen ohne erneutes Aufheizen des Metalls zwecks Kompensation des Wärmeverlustes bei der Walzoperation vorgenommen werden. Diese Reduktionen bei diesen geregelten Temperaturen führen zu einer Kornstruktur, welche - obwohl etwas gereckt in der Diagonalrichtung gut fragmentiert ist, wobei das breiteste Korn oder die breiteste Kornfragmentdimension nicht über etwa 0,05 mm liegt, gemessen in Diagonalrichtung des Blattes nach Abschluß der Walzoperationen bei geregelter Temperatur.

Es wurde gefunden, daß die oben beschriebene Legierungsmasse und die geregelten Heiß-Warmwalzgänge, welche die beschriebene fragmentierte Kornstruktur liefern, unter Erzeugung eines äußerst einzigartigen Produktes kombinieren, eines wirtschaftlichen Architektur-Blattes, welches eine rasch entwickelte integrale anodische schwarze Färbung bei derzeitigen Anodisierungsvorrich-

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tungen und -Arbeitsweisen hervorzubringen-vermag, welches Blattprodukt gebogen werden kann, ohne Anrisse, Rißbildung, Knicke oder irgendeinen allgemein rauh erscheinenden Oberflächenzustand zu zeigen, wodurch die Herstellung gebogener Blattformen für architektonische Anwendungen möglich ist, die frei von diesen Nachteilen sind, welche bisherigen Produkten anhafteten, die diese Art Parbentwicklung annähernd erreichen konnten. Außerdem wurde gefunden, daß das verbesserte Blattprodukt praktisch vollständig frei ist von Strukturstreifenbildung und - was sehr bedeutsam ist - eine stark erhöhte Korrosionsfestigkeit in verschmutzten Atmosphären zeigt, wodurch eine stark verbesserte Instandhaltung bei reduzierten Kosten an einem fertigen Gebäude gegeben ist, insbesondere einem Hochhaus, das sich-in die verschmutzte Atmosphäre erstreckt, welche sich oben fast an jeder Seite zu. konzentrieren scheint, wo große Gebäude gebaut werden.

Das Blattprodukt, welches den geregelten Warmwalzgang verläßt, kann in der Dicke bezeichnenderweise von 1,90 bis 6,35 mm liegen und ist mit dieser und anderen Dicken mit oder ohne Weiterbearbeitung brauchbar. Gegebenenfalls kann das Blatt getempert werden, um es für die Weiterbearbeitung oder Formungsoperationen auszuglühen. Zum Beispiel kann es voll bei einer Temperatur von etwa 315,5° bis 371⁰C getempert werden; das so behandelte Blatt zeigt weniger Zugfestigkeit, ist jedoch einfacher zu biegen als in dem Zustand, in dem es die Warmwalzoperation verläßt. Gegebenenfalls kann das Blattprodukt weiterbearbeitet werden, so durch Kaltwalzen.mit oder ohne erstes Tempern. Die Spannungshärtungseffekte des Kaltwalzens wurden dem Blatt eine höhere Festigkeit verleihen, was in einigen Fällen erwünscht sein mag.' Zusätzlich kann manchmal ein gewisses Maß an Kaltwalzen einige Strukturstreifenbildungsprobleme bei dem anodisierten Blattprodukt vermindern. Ob ein Tempern vor dem Kaltwalzen erwünscht ist, hängt bis zu einem gewissen Ausmaß vom

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- 8 Grad der Kaltreduktion ab.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die definierte verbesserte Legierung als Kaschierschicht auf einem legierungskern vorzulegen, um eine Kompositstruktur zu erhalten. Dies hat den Torteil, daß ein gewünschtes Pestigkeitsmaß von dem Kernmaterial erhalten wird, während die Vorteile der Erfindung in der Kaschierschicht realisiert werden. Eine geeignete Kernlegierung ist die legierung 3003, welche nominell 1,2 $ Mangan und 0,12 io Kupfer, Rest im wesentlichen Aluminium, enthält. So sieht die Erfindung die Verwendung solcher kaschierten Kompositstrukturen vor, die gekennzeichnet sind durch die verbesserte Legierung als Kaschierung auf einer oder beiden !"lachen eines Blattproduktes und einen Kern, der aus einer Aluminiumlegierung zusammengesetzt ist, welche bezeichnenderweise bis zu 2 $, zum Beispiel 0,3 bis 2 fo Mangan, enthält. Biese Art Kernlegierung ist äußerst verträglich mit der verbesserten Legierung in Hinblick auf die Wäla- und anderen Fabrikationseigenschaften, wodurch eine verhältnismäßig wirtschaftliche Herstellung eines Kaschierproduktes ermöglicht wird. Bei Herstellung einer solchen Kompositstruktur wird das Kaschiermaterial in der verbesserten Legierung zu einem Blatt gemäß den hier beschriebenen Verfahren verarbeitet. Dieses Blatt wird auf eine oder beide Seiten des Kernwalzbloeks gesetzt und durch Warmwalzen mit diesem verbunden, um eine gebundene Kompositstruktur herzustellen, welche durch Walzen reduziert wird. Das Walzen braucht hier nicht nach den verbesserten geregelten Bedingungen zu erfolgen, da die Kaschierung nach dem verbesserten Verfahren bereits zuvor vorgefertigt worden ist.

Das Blattprodukt kann anodisiert werden, um integral gefärbte anodische Überzüge zu entwickeln. Bei Verwendung eines wäßrigen Bades mit 130 bis 200 g je Liter Schwefelsäure bei einer Temperatur von 21 - 33⁰O und Stromdichtewerten von 20 bis

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Ampere je 929 cm sowie Einhaltung der Anodisierungsbedingungen für 20 bis 60 Minuten wird ein Überzug erzeugt, der in seiner Dicke von etwa 0,0175 bis 0,030 mm reicht und eine integrale goldene oder gelbe Färbung zeigt. Bei Verwendung eines wäßrigen Bades, das etwa 95 g Sulfophthalsäure und 5 g Schwefelsäure je Liter enthält, und Einhaltung von Temperaturen bei etwa 21 26,7⁰C und Stromdichtewerten von 25 bis 30. Ampere je 929 cm² wird ein schwarzer integraler anodischer Farbüberzug innerhalb etwa 30 Minuten erhalten. Die schwarze Färbung ist gekennzeichnet durch scheinbare Reflexions- und Gelbheitswerte von weniger als 4 %, bestimmt vermittels der Color-Eye-Messung. Der Überzug ist wiederum etwa 0,0178 mm dick. Anstelle von Sulfophthalsäure könnte der Elektrolyt eine der anderen Sulfonsäuren enthalten, wie Sulfobernsteinsäure und SuIfοsalicy!säure.

Es ist gewöhnlich erwünscht, den anodischen Überzug zum Beispiel durch Eintauchen in heißes Wasser (98,9°C) oder andere geeignete Lösungen zu versiegeln. Die bei der anodischen Behandlung entwickelte Färbung und Textur kann modifiziert werden vermittels Behandlung des Blattes vor der anodischen Oxidation. Die Oberfläche kann chemisch aufgehellt werden durch Waschen mit einer Lösung aus Phosphorsäure und Salpetersaure oder elektrochemische Prozeduren. Mechanische Behandlungen, wie Fachschliff, Polieren, Sandblasen und ähnliche, können ebenfalls verwendet werden, um die Textur der Oberfläche vor Anodisierung zu ändern.

Wie früher angegeben wurde, zeigt das verbesserte architektonische Blattprodukt, wenn es anodisiert ist, eine verbesserte Korrosion.sfestigkeit, wodurch es äußerst geeignet ist für Hochhäuser und andere Gebäude, wie in Städten, wo verschmutzte Ati/ioijphären vork'ommen können. Zum Vergleich unterschiedlicher anodisierter 31attprodukte ist ein beschleunigter Test entwickelt worden, weicher zur Ermittlung der potenti--._L !.en jforrosionsempri'rjdlicbkei t in äußerst verschmutzten Umgebungen dient. Da die

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Korrosion im gesamten anodischen Überzug eintritt und von schwachen Stellen im Überzug abhängig ist, ist der Test auf den Überzug abgestellt. Bei diesem Test werden Probeplatten, die unter den zuvor beschriebenen Bedingungen zwecks Entwicklung integraler schwarzer Überzüge auf der vorliegenden Legierung dieser Erfindung anodisiert wurden, in eine Lösung aus 200 g CuSO^ und 10 ml H₂SO^ in 1 Liter Wasser getaucht. Es wird ein kathodisehes Potential von 1,5 Volt für 3 Minuten angelegt. Durch diese Prozedur wird in dem anodischen Überzug an irgendwelchen Hohlräumen oder Löchern Kupfer abgeschieden. Bei diesem Test zeigte das verbesserte Blatt eigentlich keine Kupferabscheidung, was einen intakten anodischen Überzug von sehr hoher Integrität und somit von sehr guter Festigkeit gegenüber Korrosionswirkungen von verschmutzten Atmosphären anzeigt. Andererseits zeigten Platten einer handelsüblichen architektonischen Blattlegierung, 6061-Legierung, die nonriral Al, 1 ^ Mg, 0,6 °/o Si, 0,25 $ Cu und 0,2 fo Cr enthält, die zur integralen Farbanodisierung verwendet wurde, zahlreiche Flecke von Cu-Abscheidung, eine Anzeige für schwache Punkte in dem Überzug, so daß das anodisierte Blatt sehr empfindlich gegenüber Korrosion durch atmosphärische Verschmutzungen blieb.

Beispiel 1

Ein Biattprodukt wurde aus einer Legierung angefertigt, die 0,47 '-fo Cu, 0,18 ;i Pe, 0,07 ύ Si, 0,17 % Cr, 0,00 ί Mg, 0,02 % Zn, 0,01 ;:.^? Ti, liest Aluminium, enthielt. Die Legierung wurde konti nuieriich als Gußblock gegossen, welcher bei einer Temperatur von 593,5 °C homogenisiert, an der offenen Luft auf Räumt emperE. , tür abgekühlt, geschält und dann erneut auf etwa 510 C erhitzt wurde. Der geschälte Guüblock wurde dann in eine Umkehrwarmv.¹ "Iz-

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straße eingegeben bei einer üblichen Gußblockmetalltemperatur von 488⁰C, was zur Reduktion der Dicke, von etwa 30,48 cm auf etwa 10,16 cm führte, einer Reduktion um 67 </o. Die 10,16 cm-Platte wurde dann zu einer zweiten Walzstraße befördert, welche ihre Dicke auf etwa 1,905 cm reduzierte. Diese Platte wurde dann durch eine kontinuierliche Walzstraße mit einer Eintrittstemperatur von: etwa 343,5⁰C laufen gelassen, was zur Reduktion ihrer Dicke auf etwa 0,317 cm bei einer Austrittstemperatur von etwa 1'76,5°C führte. Ausschnitte des so hergestellten Blattes wurden über, einen 4T-Radius gebogen (ein Radius des 4-fachen der Blattdicke,) entlang einer Längsrichtung und zeigten Oberflächenris.se, ^falten und fehlerhafte Knicke und Rißbildung entlang des Biegeradius. Die gebogenen Blattabschnitte wurden in dem oben beschriebenen wäßrigen Anodisierungsbad aus Sulfophthalsäure-Schwefelsäure 30 Minuten anodisiert, um einen integralen schwarzen Überzug zu entwickeln. Metallographische Untersuchungen an Diagonalschnitten durch die Biegebereiehe enthüllten mangelhafte dünne Stellen des anodischen Überzugs in lokalisierten Bereichen als Polge irregulärer Bildung des Überzugs über der angerauhten Oberfläche, welche die Integrität des Überzugs beträchtlich verringerte. Die anodisierte Biegefläche zeigte auch sichtbare Defekte, einschließlich Knicke und Oberflächenrisse oder -rißbildung, welche ungeachtet der Integrität des Überzugs als solche äußerst beeinträchtigend für architektonische Anwendungen sind.

Beispiel 2

Ein verbessertes Blattprodukt wurde aus einer Legierung angefertigt, die 0,52 $ Cu, 0,22 <fo Pe, 0,14 i» Si, 0,06 $ Mn, 0,007 $ Mg, 0,16 ia Cr, 0,025 % Ti enthielt. Die Legierung wurde kontinuierlich als Gußblock gegossen, welcher bei einer Temperatur von 593,5 °C homogenisiert, auf Raumtemperatur an offener Luft

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abgekühlt, geschält und dann auf eine Temperatur von 426,5°O aufgeheizt wurde. Der geschälte Gußblock wurde dann in eine Umkehrwarmwalzstraße mit einer Gußblockmetalltemperatur von 404,5 415,5⁰C eingegeben, welche die Dicke von etwa 35,56 cm auf etwa 15,24 cm reduzierte, entsprechend einer Reduktion von über 55 f». Die Temperatur bei Austritt aus der Walzstraße betrug etwa 382⁰C. Die 15,24 cm-Platte wurde dann zu einer zweiten Walzstraße geführt, welche ihre Dicke auf etwa 2,54 cm reduzierte, wobei die Austrittstemperatur der zweiten Walzstraße etwa 343,5⁰C betrug. Die gesamte Warmreduktion an diesem Punkt machte über 90 %> des 35,56 cm dicken Ausgangsblockes aus. Die 2,54 cm-Platte wurde dann durch ein kontinuierliches Warmwalzwerk laufen gelassen, wo sie eine Reduktion um 80 % erfuhr, um ein Blatt von annähernd 3,175 mm Dicke bei einer Austrittstemperatur von etwa 176,5°C herzustellen. Abschnitte des Blattes wurden in dem wäßrigen Anodisierungsbad-m.it Sulfophthalsäure-Schwefelsäure - siehe oben-30 Minuten anodisiert; der integrale Überzug zeigte eine gagatschwarze !Färbung, die durch scheinbare Reflektions- und Gelbheitswerte beide unter 4 $ gekennzeichnet waren, wenn mit dem Color—Eye—Gerät gemessen wurde. Abschnitte dieses Blattes wurden auch über einen 1T-Radius entlang einer Längsrichtung gebogen. Diese Biegung ist viermal schärfer und daher härter als die in Beispiel 1 erwähnte. Dennoch zeigten die Prüfstücke keine Anrisse, Falten oder mangelhafte Rißbildung entlang des Biegeradius. Die gebogenen Blattabschnitte wurden unter Anwendung der oben beschriebenen Bedingungen anodisiert, um die gagatschwarze Färbung zu entwickeln. Metallographische Untersuchungen an Diagonalschnitten durch die Biegebereiche bestätigten, daß der anodische Überzug von sehr hoher Integrität war und außerdem keine sichtbaren Defekte zeigte.

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Claims

Patentansprüche

1. Verbessertes Architektur-Blattprodukt, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Legierung zusammengesetzt ist, die im wesentlichen aus 0,4 bis 0,6 $ Kupfer, 0,1 "bis 0,25 $ Chrom, 0,08 "bis 0,18 fo Silizium, Rest Aluminium und nicht mehr als den folgenden'Mengen anderer Elemente und Verunreinigungen Besteht:

Eisen 0,3 #, Mangan 0,05 $, Magnesium 0,1 $, Zink 0,05 $, Titan 0,05 #, wobei alle anderen Verunreinigungen auf 0,05 $ für jede und insgesamt auf 0,1 fa begrenzt sind und die Menge aller Elemente und Verunreinigungen außer Aluminium, Silizium, Kupfer, Chrom und Eisen nicht über 0,2 fo hinausgeht.

2. Verbessertes Blattprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Legierung eine geregelte Menge Magnesium bis zu 0,1 io enthält,

3. Verbessertes Blattprodukt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Magnesium im Bereich von 0,005 bis 0,05 $ liegt

4. Verbessertes Architektur-Blattprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattprodukt einen wesentlichen Grad an Kornfragmentierung in der langen

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Diagonalrichtung zeigt, so daß das größte Korn oder die Kornfragmentgröße nicht über etwa 0,05 mm in der langen Diagonalrichtung liegt, als Folge geregelter Heiß-Warmwalzoperationen bei Temperaturen von 148,9°C oder mehr, jedoch nicht über 426,5⁰Oj daß bei Biegung dieses Blattes um.einen Radius von 1 mal seiner Dicke dieses Blatt praktisch frei von Rissbildung im Biegeradius ist und dieses Blatt ferner, wenn es anodisiert wird, eine integrale echte schwarze Färbung zu entwickeln vermag, wobei dieser anodische Überzug einen verbesserten Wert an Festigkeit gegenüber dem Angriff verschmutzter Atmosphären aufweist.

"Verbessertes Blatt-produkt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattprodukt mindestens eine Biegung um einen Radius von 1 mal seiner Dicke oder mehr sowie einen integral gebundenen anodischen Überzug mit einer integralen schwarzen Färbung aufweist, die durch maximal 4 $ Gelbheit und scheinbare Reflexion zu charakterisieren ist.

Kaschiertes bzw. verkleidetes Architektur-Kompositblattprodukt unter Verwendung eines Blattes nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es metallurgisch miteinander verbundene Kaschierungs- und Kernschichten enthält, worin die Kaschierung aus einer Legierung zusammengesetzt ist, die im wesentlichen aus 0,4 bis 0,6 $ Kupfer, 0,1 bis 0,25 $ Chrom, 0,08 bis 0,18 $ Silizium, Rest Aluminium und nicht mehr als den folgenden Mengen anderer Elemente und Verunreinigungen besteht: Eisen 0,3 '/, Mangan 0,05$ Magnesium 0,1 $, Zink 0,05 '%, Titan 0,05 $, wobei alle anderen Elemente und Verunreinigungen auf 0,05 fo für jedes und insgesamt auf 0,1 f begrenzt sind und die Menge aller Elemente außer Aluminium, Silizium, Kupfer, Chrom und Eisen nicht über 0,2 fo hinausgeht; und der besagte Kern aus einer unterschiedlichen Aluminiumlegierung zusammengesetzt ist.

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7. Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Architektur-Blattes, gekennzeichnet durch die Schritte: ^

(1) Vorgeben eines Legierungskörpers auf Aluminiumbasis, im wesentlichen bestehend aus 0,4 bis 0,6 <fo Kupfer, 0,1 bis '0,25 # Chrom, 0,08 bis 0,18 $ Silizium, Rest Aluminium und nicht mehr als den folgenden Mengen anderer Elemente und Verunreinigungen: Eisen 0,3 $, Mangan 0,05 $, Magnesium 0,1 fo, Zink 0,05 ^, Titan 0,05 $> wobei alle anderen Elemente und Verunreinigungen auf 0,05 fo für jedes und insgesamt auf 0,1 $ begrenzt sind und die Menge aller Elemente außer Aluminium, Silizium, Kupfer, Chrom und Eisen nicht über 0,2 $ hinausreicht,

(2) Homogenisieren dieses Körpers durch Erhitzen auf eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 538 bis 621 ⁰C,

(3) Warmwalzen dieses Körpers bei Temperaturen, die so geregelt sind, daß die Metalltemperatur, wenn dieses zu Anfang in den Walzgang eintritt, zwischen 315,5° und 426,5 ⁰C liegt, wobei man im wesentlichen Metalltempe-

. raturen über 426,5 ⁰C während des Walzens vermeidet, um ein gewalztes Produkt herzustellen, · das eine Kornstruktur mit einem wesentlichen Betrag an Kornfragmentierung quer zur langen Diagonalrichtung aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (3) ein Walzen dieses Körpers einschließt, um seine Dicke zu reduzieren und seine Kornstruktur zu ändern, so daß ein wesentlicher Grad an Kornfragmentierung in der langen Diago-

. nalrichtung eintritt, wobei diese Fragmentierung beim ersten Walzstich.eingeleitet wird, indem man bei diesem Stich Metalltemperaturen über 426,5 ⁰C vermeidet; der Körper in diesen Walzstich zu Anfang mit einer Metalltemperatur zwischen

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'315,5° und 426,5 ⁰C eintritt, um ein gewalztes Produkt mit einer fragmentierten Kornstruktur zu erzeugen, dessen brei-¹-testes Korn oder Kornfragmentdimension in der langen Diagonalrichtung etwa 0,05 mm nicht übersteigt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Homogenisierung von Schritt (2) und vor dem Walzen von Schritt (3) diesen Körper mit einer Kühlgeschwindigkeit abkühlt, die mit Kühlung an der offenen Luft erreichbar ist; und Schritt (3) das Heiß-Warmwalzen dieses Körpers einschließt, um eine Reduktion seiner Dicke um mindestens 40 $ bei geregelten Temperaturen zu bewirken, wobei dieses Walzen die Dicke reduziert und die innere G-ußstruktur dieses Körpers dergestalt ändert, daß ein wesentlicher Grad ah Kornfragmentierung in der langen Diagonalriehtung eintritt, wobei diese Fragmentierung beim ersten Walzstich eingeleitet wird, indem bei diesem Stich Metalltemperaturen über 426,5 ⁰C vermieden werden, der Körper in diesen anfänglichen Walzstich mit einer Metalltemperatur zwischen 315»5° und 426,5 ⁰C eintritt, dieses Walzen ohne erneutes Aufheizen des Metallkörpers vor sich geht, die Metalltemperatur während dieses Walzens nur auf einen Wert fällt, der nicht unter 148,9 ^QC liegt, und das Walzen ein Walzprodukt mit einer fragmentierten Kornstruktur erzeugt, worin das breiteste Korn oder die Kornfragmentdimension in der langen Diagonal- · richtung nicht über 0,05 mm hinausgeht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß dieses gewalzte Produkt weiter durch Kaltwalzen in seiner Dicke reduziert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Legierung eine geregelte Menge Magnesium bis ta 0,1 io enthält.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnesiumbereich bei 0,005 bis 0,05 i» liegt.

13. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Heiß-Warmreduktion in diesem Schritt (3) mindestens 80 $ beträgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Schritt zur Anodisierung dieses Walzproduktes einbezogen ist, um einen integralen gefärbten anodischen Überzug herzustellen.

15. Legierung auf Aluminiumbasis, die zur Herstellung des Blattes nach Anspruch 1 bis 6 verwendbar ist oder im Verfahren der Ansprüche 7 bis 14. verwendet werden kann, gekennzeichnet durch die wesentlichen Bestandteile von 0,4 bis 0,6 # Kupfer, 0,1 bis 0,25 $> Chrom, 0,08 bis 0,18'^ Silizium, Rest Aluminium und nicht mehr als die folgenden Mengen anderer Elemente und Verunreinigungen: Eisen 0,3 $, Mangan 0,05 $, Magnesium 0,1 $, Zink 0,05 #, Titan 0,05 $, wobei alle anderen Elemente und Verunreinigungen auf 0,05 $> für jedes und insgesamt auf 0,1 # begrenzt sind und die Menge aller Elemente außer Aluminium, Silizium, Kupfer, Chrom und Eisen 0,2 i<> nicht übersteigt.

Ro/No

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