DE2410854C3 - Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten, mit einem Phosphatierungs- und Schmiermittel versehenen Stahlbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Stahlbandes in Fein- und Feinstblechdicke zur Fertigung von abstreckgezogenen Dosen oder anderen Tiefziehteilen, bei welchem das Band nach dem Glühen in einem Durchlaufofen mit einer sowohl ein Phosphatierungsmiuel als auch ein Schmiermittel enthaltenden Flüssigkeit unter Wärmeeinwirkung behandelt wird.

Zur Fertigung kostengünstiger Getränkedosen durch Tiefziehen und Abstreckziehen werden seit längerer Zeit Versuche unternommen, um hierbei unveredeltes Stahlfeinstblech zu verarbeiten. Durchschlagende Erfolge konnten hierbei bisher jedoch nicht erzielt werden. Wegen der örtlich hohen Flächenpressung während des Abstreckvorganges kommt es auch bei Verwendung von Hochdruckschmiermitteln nach kurzer Zeit zu Freßerscheinungen zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug infolge von örtlichem Aufschweißen des Stahles auf die notwendigen Hartmetallwerkzeuge. Zur Zeit werden deshalb Getränkedosen aus verzinntem Stahlblech (Weißblech) hergestellt. Die Verzinnung iwirkt als Trennschicht und vermeidet Freßerscheinungen.

Es ist auch in anderen Bereichen der Technik bekannt, daß phosphatiertes Blech, also Blech, das mit einem dünnen Phosphatüberzug versehen ist, nicht oder in geringerem Maße zu Freßerscheinungen beim Tiefziehen neigt, jedoch muß die Phosphatierung in einem besonderen Arbeitsgang erfolgen und anschließend muß das phosphatide Blech noch mit einem Ölfilm verschen werden, der einerseits ein Rosten des Bleches verhindert und außerdem beim Tiefziehen schmierend wirkt. Durch diese zusätzliche Verfahrensschritte läßt sich ein phosphatiertes Blech nicht wesentlich billiger herstellen als ein verzinntes Blech.

Um die Phosphatierung und die Aufbringung des Schmiermittels in einem Arbeitsgang durchführen zu können, ist ein saures Reaktionsschmiermittel (durch die DT-OS 21 02 295) bekannt. Es enthält gleichzeitig ein Phosphatierungsmittel und ein organisches Schmiermittel. Zur Behandlung wird das geglühte Stahlband in die das Phosphatierungsmittel und das Schmiennittel enthaltende Flüssigkeit längere Zeit eingetaucht. Die Badtemperatur soll dabei 65 bis 70⁰C betragen, die Tauchzeit etwa 10 Minuten. Nach der Behandlung muß das behandelte Band etwa 5 Minuten über dem Badbehälter hängen, damit der größte Teil des überschüssigen Schmiermittels ablaufen kann. Vor der weite-en Umformung soll das Band in Schräglage die Raumtemperatur annehmen. Durch die Behandlung in der genannten Flüssigkeit wird auf dem Band sowohl ein- Phosphatschicht als auch eine Schmiermittelschicht erzeugt. Die Phosphatschicht hat die Eigenschaft, das Schmiermittel besser festzuhalten; das Schmiermittel dient als Rostschutz. Bei der Kaltverformung wirkt die Phosphatschicht als Trennschicht und das Schmiermittel schmierend.

Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist die Tatsache, daß das Band verhältnismäßig lange Zeit in die Flüssigkeit eingetaucht werden muß. Hierdurch ist es nicht oder nur mit einem erheblichen Aufwand möglich, sofort anschließend an das Glühen die Phosphatierung vorzunehmen, denn entweder müßte das Glühen außerordentlich langsam durchgeführt werden oder es müßte anschließend an den Durchlaufofen ein der Bandgeschwindigkeit entsprechendes langes Bad zur Verfugung stehen. Ein derartige Verfahren wäre jedoch genauso unwirtschaftlich wie das getrennte Durchlaufglühen mit normaler Bandgeschwindigkeit und das Phosphatieren mit niedrigerer Bandgeschwindigkeit in einem eigenen gesonderten Verfahrensschritt.

Weiterhin ist es (aus der DT-PS 9 74 365) bekannt, das Phosphatierungsbad durch heiße, zu phosphatierende Gegenstände aufzuheizen, wodurch eine zusätzliche Heizung des Phosphatierungsbddes entfällt. Wegen der erforderlichen, verhältnismäßig langen Einwirkungszei • en des Phosphatierungsbades auf die zu phosphatierenden Gegenstände treffen die oben erwähnten Nachteile in vollem Umfang auch für dieses bekannte Verfahren zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines kaltgewalzten Stahlbandes in Fein- und Feinstblechdicke zur Fertigung von abstreckgezogenen Dosen oder anderen Tiefziehteilen der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß die Herstellung kostengünstiger ist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Band anschließend an das Glühen auf eine Temperatur zwischen 120° und 50⁰C abgekühlt, dann die Flüssigkeit in einem dünnen Film auf das wärme Band gebracht und anschließend das Band mit dem noch feuchten Film zu einer Rolle aufgewickelt wird.

Im Gegensatz zu bekannten Verfahren unter Verwendung Schmiermittel enthaltender Phosphatierungslösungen verweilt also das Band bei dem neuen Verfahren nicht während der ganzen zur Phosphatierung notwendigen Reaktionszeit in einem auf die notwendige Temperatur gebrachten Flüssigkeitsbad, sondern die Flüssigkeit, die gleichzeitig das Phosphatierungsmittel und das Schmiermittel enthält, wird auf das noch heiße Band aufgebracht und dann wird das Band mit dem noch feuchten Film aufgewickelt. Die eigentliche Phosphatierungsreaktion findet dann in der aufgewickelten Rolle statt. Da sich eine derartige Stahlbandrolle mit einigen Tonnen Gewicht nur verhältnismäßig langsam abkühlt, steht genügend Reaktionszeit zur Verfugung, ohne daß hierfür besondere technische Einrichtungen erforderlich sind. Das Band kann mit der üblichen Geschwindigkeit den Durchlaufglühofen durchlaufen und wird anschließend soweit abgekühlt, daß es noch die für die Reaktion notwendige Wärme aufweist. Die dem Band zum Glühen zugeführte Wärme wird anschließend teilweise zur Erwärmung der Flüssigkeit und zur Aufrechterhaltung der für die

Phosphatierungsreaktion notwendigen Temperatur ausgenutzt. Es ist deshalb auch nicht erforderlich, die Reaktionsflüssigkeit auf die erforderliche Temperatur von 65 bis 70° zu bringen, sondern diese kann mit Raumtemperatur vorzugsweise durch Walzenauftrag « oder durch Aufsprühen auf das Band aufgebracht werden. Gegebenenfalls wäre es auch denkbar, das Band während einer kurzen Strecke in ein Flüssigkeitsbad eintauchen zu lassen. Es entfällt in jedem Fall die sonst notwendige Aufheizung und Aufrechterhaltung der Temperatur des Flüssigkeitsbades.

Nach der vollständigen langsamen Abkühlung der Stahlbandrolle ist der Phosphatierungsprozeß beendet. Die Phosphatschicht schützt zusammen mit dem organischen Schmiermittel das Stahlband vor Korrosion bis zur Weiterverarbeitung. Bei der Weiterverarbeitung durch Abstreckziehen oder Tiefziehen wirkt die Phosphatschicht als Trennschicht.

Auf welche Temperatur das Band nach dem Glühen abgekühlt wird hängt davon ab, welche Ausmaße die Stahlbandrolle hat und welche Reaktionszeit für die betreffende Flüssigkeit benötigt wird. Die Temperatur muß deshalb so gesteuert werden, daß die Flüssigkeit nicht verdampft oder antrocknet und das Stahlband zusammen mit dem noch feuchten Flüssigkeitsfilm aufgewickelt wird. Sie muß jedoch hoch genug sein, damit während der Abkühlungszeit der Stahlbandrolle die notwendige Reaktionstemperalur tatsächlich vorhanden ist. Je größer die Stahlbandrolle ist, desto länger ist auch ihre Abkühlzeit.

Vorteilhaft wird das Band nach dem Glühen und vor dem Aufbringen der Flüssigkeit auf eine Temperatur von etwa 100⁰C abgekühlt. Hierdurch ist sichergestellt.

daß einerseits die Flüssigkeit nicht verdampft oder antrocknet und andererseits während der Reaktionszeit die notwendige Reaktionstemperatur vorhanden ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Band nach dem Aufwickeln ohne Kaltnachwalzen (Dressieren) weiterverarbeitet wird. Einerseits entfällt der gesonderte Arbeitsgang des Dressierens und andererseits hat sich herausgestellt, daß ein derartiges umJressiertes Stahlblech für das Abstreckziehen genauso gut geeignet ist wie ein dressiertes Stahlband. Dem steht jedoch nicht entgegen, daß das Stahlband vor der Verarbeitung in einer Stanz- und Napfziehpresse einem Richtvorgang unterworfen wird, der lediglich dazu dient, Unebenheiten und den Wickeldrall des Bandes zu beseitigen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Band in einer Flüssigkeit behandelt, die gleichzeitig ein Phosphatierungsmittel und ein Schmiermittel enthält. Phosphatierungsmittel sind Lösungen von Phosphaten (Zink- oder Alkalimetallphosphate), denen Phosphorsäure und Katalysatoren wie etwa oxydierende Verbindungen (Nitrate od. dgl.) beigemischt sind. Gegebenenfalls wäre es nun denkbar, das Band nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Flüssigkeit zu behandeln, die nur ein Phosphatierungsmittel enthalt. Auch hierdurch würde die für die Phosphaiierung erforderliche Behandlungszeit wesentlich verkür/t werdet·. Allerdings müßte dann vor der Kaltverformung beim Abwickeln des Bandes ein Schmiermittel aufgebracht werden. Dieses Verfahren kann jedoch nur dann angewendet werden, wenn das Band möglichst kurve Zeit nach der Phosphatierung weiterverarbeitet wird, um zu verhindern, daß das Band /wischen der Phosphatierung und der Weiterverarbeitung korrodiert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Hersteilung eines kaltgewalzten Stahlbandes in Fein- und Feinstblechdicke zur Fertigung von abstreckgezogenen Dosen oder anderen Tiefziehteilen, bei welchem das Band nach dem Glühen in einem Durchlaufofen mit einer sowohl ein Phosphatierungsmittel als auch ein Schmiermittel enthaltenden Flüssigkeit unter Warmeeinwirkung behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Band anschließend an das Glühen auf eine Temperatur zwischen 120° bis 50⁰C abgekühlt, dann die Flüssigkeit in einem dünnen Film auf das warme Band aufgebracht und anschließend das Band mit dem noch feuchten Film zu einer Rolle aufgewickelt wird.