DE2510985A1

DE2510985A1 - Verfahren zur herstellung tiefziehfaehiger bleche und baender aus einer dauerstandfesten und faltbaren zink-kupfer- titan-walzlegierung

Info

Publication number: DE2510985A1
Application number: DE19752510985
Authority: DE
Inventors: Volker Groth; Erich Dr Pelzel; Adolf Stradmann
Original assignee: Rheinisches Zinkwalzwerk GmbH and Co KG
Current assignee: Rheinisches Zinkwalzwerk GmbH and Co KG
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1975-03-13
Publication date: 1976-09-23
Also published as: NL176439C; FR2303864A1; US4051887A; NL7600789A; NL176439B; FR2303864B1

Description

Verfahren zur Herstellung tiefziehfähiger Bleche und Bänder aus einer dauerstandfesten und faltbaren Zink-Kupfer- Titan-Walzlegierung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung tiefziehfähiger Bleche und Bänder mit Hilfe einer Stranggießmaschine mit mitlaufender Kokille und mit kontinuierlicher Fertigwalzung ohne Richtungswechsel aus einer nach DIN 17 770 dauerstandfesten und nach DIN 1 623 faltbaren Zink-Kupfer-Titan-Walzlegierung, bestehend aus 1,5 bis 5,5 % Kupfer, 0,05 bis 0,25 % Titan und gegebenenfalls 0,005 bis 0,05 % Aluminium, Rest Zink. Beim Tiefziehen werden aus Blechen Hohlkörper hergestellt, wobei gefordert wird, daß sich die Formteile ohne Anriß und ohne größere Zipfelbildung im betrieblichen Maßstab umformen lassen. Die Tiefziehfähigkeit bei der Blechumformung läßt sich grundsätzlich auf zwei Wegen erreichen, nämlich durch die Umformtechnik und durch die Legierungstechnik.

Aus "Metall" 1j>, 8, 1962 Seiten 750/52 ist bekannt, daß mit dem Kupfergehalt die mechanischen und technologischen Eigenschaften der Titan-haltigen Zink-Walzlegierung ,unter anderem auch die Tiefziehfähigkeit , beeinflußt werden können.

Aus der japanischen Patentanmeldung 14 596/1968 ist ein Verfahren zur Herstellung einer tiefziehfähigen Zinklegierung bekannt, die 0,3 bis 3 % eines oder mehrerer der Metalle Kupfer, Aluminium, Nickel, Beryllium, Mangan, Kadmium sowie 0,03 bis 0,16 % eines oder mehrerer der Metalle Titan, Magnesium, Molybdän, Zirkonium, Tantal, Chrom enthält und einer Temperaturbehandlung größer 250⁰C, vorwiegend 300 bis 400° C, und dann einer Kaltwalzung unterworfen wird, wobei der Kaltumformungsgrad verfahrensgemäß 20 bis 60%

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— d. —

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beträgt. Die Tiefziehfähigkeit dieser Legierung beträgt maximal 1,90 bis 1,98. Bekannt ist auch ein Verfahren (DT-OS 18 14 657) bei dem eine Zinklegierung mit 0,05 bis 2,0 % Kupfer und 0,005 bis 0,4 % Titan bei 230 bis 270° C v/armgewalzt' wird, wobei mindestens ein Stich mit einer Abnahmerate von 85 bis 95 % vorgesehen ist, um beim Ziehen der aus dieser Legierung hergestellten Bleche die Zipfelbildung zu verringern.

Versuche, diese aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrensmaßnahmen auch zur Herstellung einer tiefziehfähigen, nach DIN 17 770 dauerstandfesten und nach DIN 1 623 faltbaren Zink-Kupfer-Titan-Walzlegierung mit der Zusammensetzung 1,5 bis 5,5 % Kupfer, 0,05 bis 0,25 % Titan und gegebenenfalls 0,005 bis 0,03 % Aluminium, Rest Zink anzuwenden, haben nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt.

Vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe die Tiefziehfähigkeit der vorstehend genannten unter Anwendung einer Stranggießmaschine mit mitlaufender Kokille und mit kontinuierlicher Fertigwalzung ohne Richtungswechsel gegossenen Zinkwalzlegierung bei Temperaturen im Bereich primärer Rekristallisation auf einen Wert; von wenigstens 1,8 bis 2,0 und darüber gebracht werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die eingangs genannte Zink-Kupfer-Titan-Walzlegierung, bei der mit steigendem Kupfergehalt ein fallender Titangehalt vorgesehen ist, zu einem 6 bis 24 mm dicken und größer 0 bis 2000 mm, vorzugsweise 500 bis 1500 mm insbesondere 1000 mm breiten Strang gegossen und dei Strang von beiden Seiten gleichzeitig und gleichmäßig zur Erstarrung gebracht wird, wobei das erstarrte Volumen pro Zeiteinheit konstant ist und der Strang anschließend bei einer Temperatur von größer 100 C und in mindestens drei, vorzugsweise fünf Stichen warmgewalzt wird, wobei keiner der Einzelstiche mehr als 80 % Querschnittsabnahme beträgt.

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Wenn diese Verfahrensbedingungen eingehalten werden, ergibt sich ein vorzugsweise globulitisch.es Gefüge, als Folge dessen der Werkstoff eine Tiefziehfähigkeit von mindestens 1,8 besitzt,

Zweckmäßigerweise beträgt das erstarrte Volumen pro Zeiteinheit ca. 6 bis 2OC dm⁵.

Im Rahmen der besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird die mit einer Temperatur von 120 bis 400° C, vorzugsweise 300 bis 380° C als Strang aus der Gießmaschine austretende Walzlegierung in fünf Stichen bei einer Temperatur von 100 bis 350 C, vorzugsweise 200 bis 300° C warmgewalzt*

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die perlitische Zinklegierung mit 1,7 % Kupfer, 0,06 % Titan und 0,01 % Aluminium, Rest Zink wird bei einer Temperatur von 520° C auf einer Stranggießmaschine mit einer Geschwindigkeit von 5000 mm pro Minute gegossen. Der aus der Gießmaschine mit einer Temperatur von 360 C austretende Gußstrang von 18 mm Dicke wird wie folgt gewalzt:

Gerüst I II III IV V

Abwalzgrad (%) Temperatur (⁰C)

vor

nach

Eigenschaften

Streckgrenze Zugfestigkeit

Bruchdehnung

Härte HV

DauerStandfestigkeit Faltprobe D=O Erichsentiefung bei

0,7mm Materialdicke 14

Grenzziehverhältnis (Rondendurchmesser)

(Stempeldurchmesser) 1,92

* // = parallel zur Walzrichtung

* l_ = senkrecht zur Walzrichtung

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50	50	50 50	160	Z*	50
270		220	140 N/mm²
	220	300 »	110
// *		70 %
140
250		70 "
80		sehr gut
	50
70
sehr gut

Die als "superplastisch" bekannt gewordenen Werkstoffe zeichnen sich bekanntlich dadurch aus, daß sie sich, meist bei erhöhter Temperatur nach Art des Tiefziehens gut verformen lassen.,Besitzt ein Werkstoff in Form eines Bleches einen guten Tiefzugwert bei Raumtemperatur, so ist Superplastizität bei hohen Temperaturen noch nicht die natürliche Folge. Voraussetzung hierfür ist ein hohes Maß an Gleichmaßdehnung.

Überraschenderweise zeigt die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Legierung mit 1,5 bis 5,5 % Kupfer, 0,25 bis 0,05 % Titan und gegebenenfalls 0,005 bis 0*05 % Aluminium,Rest Zink nicht nur bei Raumtemperatur hohe Gleichmaßdehnung, also hohen Tiefzug sondern auch bei Temperaturen bis ca. 300° C hohe Gleichmaßdehnung bei stetig ansteigendem Tiefzug und ansteigender Dauerstandfestigkeit. Die Legierung besteht zu mindestens 80 % aus Mischkristallen.

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Patentansprüohe

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung tiefziehfähiger Bleche und Bänder mit Hilfe einer Stranggießmaschine mit mitlaufender Kokille und mit kontinuierlicher Fertigwalzung ohne Richtungswechsel aus einer nach DIN 17 770 dauerstandfesten und nach DIN 1 623 faltbaren Zink-Kupfer-Titan-Walzlegierung, bestehend aus 1,5 bis 5,5 % Kupfer, 0,05 bis 0,25 % Titan und gegebenenfalls 0,005 bis 0,05 % Aluminium, Rest Zink, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung_fbei der mit steigendem Kupfergehalt ein fallender Titangehalt vorgesehen ist, zu einem 6 bis 24 mm dicken und größer 0 bis 2000 mm, vorzugsweise 500 bis 1500 mm, insbesondere 1000 mm breiten Strang gegossen und der Strang von beiden Seiten gleichzeitig und gleichmäßig zur Erstarrung gebracht wird, wobei das erstarrte Volumen pro Zeiteinheit konstant ist und der Strang anschließend bei einer Temperatur von größer 100° C in mindestens drei, vorzugsweise fünf Stichen warmgewalzt wird, wobei keiner der Einzelstiche mehr als 80 % Querschnittsabnahme beträgt,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erstarrte Volumen pro Zeiteinheit mit ca. 6 bis 200 dm konstant bleibt. . ■.' *

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die .als Strang mit einer Temperatur von größer 120 bis 400⁰C, vorzugsweise 300 bis 380° C aus der Gießmaschine austretende Legierung in fünf Stichen bei einer Temperatur von 100 bis 350° G, vorzugsweise 200 bis 300° C warmgewalzt wird.

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