DE2511831C2 - Use of an aluminum alloy - Google Patents
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Description
Das Offset-Druckverfahren Ist ein weit verbreitetes Druckverfahren, bei dem eine Druckplatte derart behandelt wird, daß Teile der Druckplatte wasserannehmend und andere Teile der Druckplatte annehmend für eine Farbe auf Ölgrundlage sind. Das Druckverfahren besteht darin, zuerst Wasser auf die Platte zu bringen und anschließend die Farbe. Nach dem Aufbringen von Wasser und Farbe wird die Aluminiumplatte In BerührungThe offset printing process is a widely used printing process in which a printing plate is treated in such a way that parts of the printing plate accept water and other parts of the printing plate accept one Are oil-based paint. The printing process consists of first putting water on the plate and then the color. After the water and paint have been applied, the aluminum plate will come into contact
JS mit einer Gummiwalze gebracht, wobei ein Teil der Farbe von der Aluminiumplatte auf die Gummiwalze übertragen wird. Die Gummiwalze wird dann In Berührung mit einem Papierbogen gebracht. Das Bild, das auf dem Papier entsteht, entspricht unmittelbar dem Original auf der Aluminiumplatte. Die Alumlnlumplatte wird gewöhnlich durch ein photographisches Verfahren vorbereitet. Bei einer Variante dieses Verfahrens wird eine Schicht aus einem photosensiblen Polymer auf die Oberfläche der Druckplatte bzw. -folie aufgebracht, die überJS with a rubber roller, some of the paint from the aluminum plate being transferred to the rubber roller. The rubber roller is then brought into contact with a sheet of paper. The picture on the Paper is created, corresponds directly to the original on the aluminum plate. The aluminum plate is usually prepared by a photographic process. In a variant of this process, a Layer of a photosensitive polymer applied to the surface of the printing plate or film, which over ein dem zu druckenden Bild entsprechendes Licht- und Schattenmuster belichtet wird. Anschließend entfernt ein Entwickler die photosensible Polymerschicht, die nicht belichtet wurde. Aufgrund von Oberflächenspannungswlrkungen haftet die Farbe an Flächen, wo die photosensible Schicht stehenbleibt, während das Wasser an Flächen haftet, wo die ursprüngliche Oberfläche der Alumlnlumplatte oder -folie freigelegt Ist. Von einer solchen Druckplatte können eine große Anzahl von Kopien hergestellt werden, manchmal mehr als einea light and shadow pattern corresponding to the image to be printed is exposed. Then removed a developer the photosensitive polymer layer that was not exposed. Due to the effects of surface tension, the paint adheres to areas where the photosensitive layer remains, while the water adheres Areas adheres where the original surface of the aluminum sheet or foil is exposed. From one Such a printing plate can produce a large number of copies, sometimes more than one Million. Well das sich ergebende Druckbild von der Oberflächenbeschaffenheit der Alumlnlumplatte oder -folie abhängt, 1st sehr wichtig, daß die ursprüngliche Oberfläche der Platte der Folie sanft, eben und frei von Defekten 1st. γ, Alumlnlumleglerungen werden weithin zur Herstellung von Offset-Druckplatten eingesetzt. Schwierigkelten jf traten In Fällen auf, wo die Druckplatten In außerordentlich langen Produktionsläufen eingesetzt wurden. Diese $Million. Well, the resulting printed image depends on the surface properties of the aluminum plate or foil It is very important that the original surface of the sheet of film be smooth, even and free from defects. γ, Aluminum surrounds are widely used in the manufacture of offset printing plates. Difficulties jf occurred in cases where the printing plates were used in extraordinarily long production runs. This $
so Schwierigkelten schließen Springen oder Reißen und übermäßigen Verschleiß der Platten ein. Diese Schwierig- |?Such difficulties include cracking or tearing and excessive wear of the panels. This difficult- |?
kelten, die auf geringer Ermüdungsfestigkeit und übermäßigem Verschleiß beruhen, hängen mit der Unfähigkeit j$j·Celts based on low fatigue strength and excessive wear are related to the inability to j $ j
der Legierung zusammen, Im Betrieb welter auszuhärten. Gewöhnlich werden die genormten amerikanischen |': the alloy together to harden further in operation. Usually the standardized American | ' :
von etwa 68,5 N/mm2 bei 500 000 000 Lastwechseln haben. iof about 68.5 N / mm 2 at 500,000,000 load changes. i
10% Mg, weniger als 1% Cu, 0,05 bis 1% Fe, 0,5 bis 3% Sl und weiteren Legierungsbestandteilen bekannt ''10% Mg, less than 1% Cu, 0.05 to 1% Fe, 0.5 to 3% Sl and other alloy components known ''
(US-PS 34 90 955), wobei anschließend an eine Kaltverformung eine Glühung bei Temperaturen zwischen 120 J(US-PS 34 90 955), followed by a cold deformation annealing at temperatures between 120 J.
und 350° C vorgenommen und anschließend erneut eine Kaltverformung durchgeführt wird. ;and 350 ° C and then cold working is carried out again. ;
W) Festigkeit nicht beseitigt werden, well mit den üblichen kommerziellen Verfahren kein Halbzeug mit der erforderlichen Breite. Ebenheit und Oberflächenqualltät unter Verwendung einer Legierung hergestellt werden kann, die eine Zugfestigkeit oberhalb von 241 N/mm2 aufweist.W) Strength cannot be eliminated because the usual commercial processes do not result in a semi-finished product of the required width. Flatness and surface quality can be produced using an alloy that has a tensile strength above 241 N / mm 2 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aluminiumlegierung für lithographische Druckplatten anzugeben, mit der die oben genannten Schwierigkelten beherrscht werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe wirdThe invention is based on the object of specifying an aluminum alloy for lithographic printing plates with which the above-mentioned difficulties can be overcome. To solve this problem is
<i5 gemäß der Erfindung eine Aluminiumlegierung mit 0,2 bis 0,9% Magnesium, 0,35 bis 0,7% Kupfer, 0,1 bis 0,7% Elsen, bis 0,3% Silizium, Rest Aluminium, verwendet. Zweckmäßig wird die erfindungsgemäß verwendete Legierung wie in Anspruch 7 oder 8 angegeben hergestellt. Eine für den Zweck der Erfindung geeignete Aluminiumlegierung hat In rückgeglühtem Zustand eine mäßige<i5 according to the invention an aluminum alloy with 0.2 to 0.9% magnesium, 0.35 to 0.7% copper, 0.1 to 0.7% Elsen, up to 0.3% silicon, the remainder aluminum, is used. The one used according to the invention is expedient Alloy produced as specified in claim 7 or 8. An aluminum alloy suitable for the purpose of the invention has a moderate in the re-annealed state
Zugfestigkeit von etwa 171,5 N/mm2. Die Zugfestigkeit ist vergleichbar zu derjenigen der üblicherweise verwendeten Aluminiumlegierungen, wahrend die Ermüdungs- oder Dauerwechselfestigkeit bei 88 bis 103 N/mm2 und damit 30 bis 50« höher Hegt als die Ermüdungsfestigkeit von anderen Üblicherwelse für Druckplatten verwendeten Aluminiumlegierungen. Diese Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit stellt den entscheidenden Vorteil der neuen Legierung im Hinblick auf die Verwendung als Werkstoff für lithographische Druckplatten dar.Tensile strength of about 171.5 N / mm 2 . The tensile strength is comparable to that of the commonly used aluminum alloys, while the fatigue strength or fatigue strength of 88 to 103 N / mm 2 and thus 30 to 50% higher than the fatigue strength of other conventional aluminum alloys used for printing plates. This increase in fatigue strength represents the decisive advantage of the new alloy with regard to its use as a material for lithographic printing plates.
Die erfindungsgemäß zu verwendende Aluminiumlegierung kann In üblicher Welse hergestellt und für graphische Zwecke oberflächenbehandelt, z. B. gekörnt sein.The aluminum alloy to be used according to the invention can be produced in the usual way and for surface-treated for graphic purposes, e.g. B. be granular.
Wenn die Aluminiumlegierung In rückgeglühtem Zustand verwendet wird, können die genannten Festigkeiten erhalten werden, wobei die Aluminiumlegierung eine ausreichende Verfestigung behält, so daß der Verschleiß Im Betrieb mlnlmallslert wird.When the aluminum alloy is used in the back-annealed state, the foregoing strengths can be obtained, and the aluminum alloy maintains sufficient solidification so that the Wear and tear is reduced during operation.
Ein weiterer Bereich und ein beschrankter bevorzugter Bereich für die Zusammensetzung der Aluminiumlegierung gemäß der Erfindung sind in Tabelle I angegeben.A further range and a restricted preferred range for the composition of the aluminum alloy according to the invention are given in Table I.
Die zwingend erforderlichen Bestandteile der Aluminiumlegierung sind Magnesium, Kupfer, Elsen und Silizium. Die anderen In Tabelle I angegebenen Bestandteile können zusätzlich bis zu den In der Tabelle I maximal angegebenen Konzentrattonen ohne schädliche Wirkungen verwendet werden. Titan kann als zweckmäßiger Zusatz für die Kornverfeinerung beigegeben sein. Selbstverständlich können alle von den als nicht wesentlich angegebenen Elementen in Größenordnungen von 0,001% als Spuren vorhanden sein.The essential components of the aluminum alloy are magnesium, copper, Elsen and silicon. The other constituents indicated in Table I can be added up to the maximum in Table I specified concentrate tones can be used without harmful effects. Titanium can be considered more useful Addition for grain refinement should be added. Of course, all of those can be considered not essential specified elements may be present as traces in the order of magnitude of 0.001%.
Die Legierungsbestandteile der Aluminiumlegierung sind so gewählt, daß die sich ergebende Legierung in ihrem Endzustand ein Minimum von Legierungsbestandtellen hat, die nicht in fester Lösung sind.The alloy components of the aluminum alloy are chosen so that the resulting alloy in its final state has a minimum of alloy constituents that are not in solid solution.
Tabelle II gibt die ungefähre feste Löslichkeit der Legierungsbestandteile bei einer Temperatur von etwa 275° C an. Diese Temperatur wurde deshalb gewählt, well sie für das abschließende Glühen im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung repräsentativ Ist. In Tabelle U sind ferner die ungefähren Prozentgehalte der Legierungsbestandteile angegeben, die unter ungünstigen Bedingungen nicht in Lösung sind, was der Fall Ist, wenn die Legierungsbestandteile In Ihren Maximalbeträgen vorhanden sind. Die Summe der nicht In Lösung befindlichen Legierungsbestandteile beträgt gemäß der Tabelle weniger als 0,9%.Table II gives the approximate solid solubility of the alloy components at a temperature of about 275 ° C. This temperature was chosen because it is used for the final annealing in the context of the Use according to the invention is representative. Table U also shows the approximate percentages of Alloy components specified that are not in solution under unfavorable conditions, which is the case, if the alloy components are present in their maximum amounts. The Sum of Not In Solution contained alloy components is less than 0.9% according to the table.
Die Zusammensetzung der Legierung Ist vorzugsweise so gewählt, daß die maximale Menge der Legierungselemente, die nicht In Lösung sind, kleiner als 0,9% und vorzugsweise kleiner als 0,7% Ist. Diesel Betrag wird natürlich noch kleiner, wenn die bevorzugten Mengen an Legierungsbestandteilen gemäß der rechten Spalte In Tabelle I In der Legierung vorhanden sind.The composition of the alloy is preferably chosen so that the maximum amount of alloying elements which are not in solution is less than 0.9% and preferably less than 0.7%. Diesel amount will of course even smaller if the preferred amounts of alloy components according to the right column In Table I are present in the alloy.
Elementelement
Löslichkeit in Aluminium bei etwa 275° CSolubility in aluminum at about 275 ° C
max. Prozentsatzmax percentage
max. Prozentsatz außer Lösung bei etwa 275° Cmaximum percentage except Solution at about 275 ° C
Eine Reihe von Alumlnlumleglerungen, die einen konstanten Eisengehalt (0,45%) und unterschiedliche Gehalte von Magnesium, Kupfer umi Silizium hatten, wurden zu Testzwecken vergossen. Die Zusammensetzung der Barren oder Blöcke sind zusammen mit weiteren Einzelheiten, wie der anfänglichen Homogenisierung in Tabelle III angegeben. Die Barren wurden warm von 38 mm Dicke auf eine Enddicke von 5 mm bei einer Temperatur von 440° C heruntergewalzt. Die Barren wurden 5 Minuten lang nach jeder Dickenverringerung von 2,5 mm wieder aufgewärmt. Dann wurden die Barren unter einer Dickenverringerung von etwa 10% je Walzenstich von 5 mm auf 2,5 mm heruntergewalzt. Die kaltgewalzten Barren wurden dann für 3 Stunden bei 330° C geglüht. Einige Barren wurden gesteuert mit 14° C/h vor und nach dem Glühen angewärmt und wieder abgekühlt, um die kommerzielle Praxis mit größeren Abmessungen zu simulieren. Die Barren, welche gesteuert crwfirmt und abgekühlt wurden, sind In Tabelle HI gesondert bezeichnet.A series of aluminum coatings with a constant iron content (0.45%) and different Magnesium, copper and silicon contents were cast for test purposes. The composition of the ingots or blocks are given along with other details such as the initial homogenization given in Table III. The ingots were warmed from 38 mm thick to a final 5 mm thick at a Rolled down temperature of 440 ° C. The bars were for 5 minutes after each reduction in thickness 2.5 mm warmed up again. The bars were then rolled down from 5 mm to 2.5 mm with a reduction in thickness of about 10% per pass. The cold rolled billets were then kept at 330 ° C for 3 hours annealed. Some ingots were heated and cooled again at a controlled rate of 14 ° C / hr before and after annealing to simulate larger size commercial practice. The bars that controlled crwfirmt and cooled are separately identified in Table HI.
Die weichgeglühten Barren wurden dann um 10% Dickenabnahme je Walzenstich auf 1,52 oder 1,1 mm heruntergewalzt. Die kaltgewalzten Barren wurden dann bei 330° C für 3 Stunden geglüht. Bei diesem Glühen wurden alle Barren gesteuert um 14° C/h gekühlt und erwärmt. Die geglühten Barren wurden dann um eine Dickenabnahme von 10% je Walzenstich auf eine Dicke von 0,76 mm gewalzt. Dies stellt eine Dickenabnahme von 50% für die 1,52 mm starken Barren und eine Dickenabnahme von 30% für die 1,1 mm starken Barren dar. Abschließend wurden die Legierungen rückgeglüht, wie In Tabelle III angegeben.The soft-annealed bars were then reduced in thickness by 10% per roll pass to 1.52 or 1.1 mm rolled down. The cold rolled billets were then annealed at 330 ° C for 3 hours. With this glow all bars were cooled and heated at a controlled rate of 14 ° C / h. The annealed bars were then turned around one Thickness decrease of 10% per roll pass rolled to a thickness of 0.76 mm. This represents a decrease in thickness of 50% for the 1.52 mm thick bars and a thickness decrease of 30% for the 1.1 mm thick bars. Finally, the alloys were re-annealed as indicated in Table III.
Die wie oben angegeben behandelten Legierungen wurden auf mechanische Eigenschaften, Dehngrenze, Zugfestigkeit und Dehnung hin untersucht. Dte Ergebnisse sind In Tabelle III angegeben. Die Legierungen wurden auch auf Ihre Ermüdungsfestigkeit hin untersucht. Die in Tabelle III angegebenen Ermüdungsfestigkeiten stellen diejenige Beanspruchung in N/mm2 dar, welche die jeweilige Legierung bei 107 Lastwechseln aushielt.The alloys treated as indicated above were examined for mechanical properties, yield strength, tensile strength and elongation. The results are given in Table III. The alloys were also tested for their fatigue strength. The fatigue strengths given in Table III represent the stress in N / mm 2 which the respective alloy withstood at 10 7 load changes.
Vl Oκ »ro
Vl O
In Tabelle IV sind die Zusammensetzungen der unter der US-Bezeichnung zitierten Al-Legierungen angegeben. Table IV shows the compositions of the Al alloys cited under the US designation.
SiSi
FeFe
CuCu
MnMn
CrCr
ZnZn
1100 max. 1,0 Si+Fe 0,05-0,20 max. 0,051100 max. 1.0 Si + Fe 0.05-0.20 max. 0.05
1145 max. 0,55 Si+Fe max. 0,05 max. 0,051145 max.0.55 Si + Fe max.0.05 max.0.05
3003 max. 0,6 max. 0,7 0,05-0,20 1,0-1,53003 max. 0.6 max. 0.7 0.05-0.20 1.0-1.5
5050 max. 0,4 max. 0,7 max. 0,20 max. 0,105050 max. 0.4 max. 0.7 max. 0.20 max. 0.10
max. 0,10max.0.10
max. 0,10 1,1-1,8 max. 0,1 max. 0,25max. 0.10 1.1-1.8 max. 0.1 max. 0.25
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen haben durchschnittliche Ermüdungsfestigkelten In der Größenordnung von 98,1 N/mm2, während übliche Legierungen für die Herstellung von graphischen Platten, die In Tabelle IH auch angegeben sind, Ermüdungsfestigkelten In der Größenordnung von 68,7 N/mm2 haben. Die Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit wird ohne merkliche Änderung der anderen mechanischen Eigenschaften erreicht. Die Dehngrenze und die Zugfestigkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen liegen geringfügig höher als bei den üblichen Legierungen, während die Dehnung der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen etwas geringer als bei den untersuchten üblichen Legierungen Ist. Die Dehngrenze kann durch Steuern des Rückglühens kontrolliert werden. Die Angaben In Tabelle III verdeutlichen die Bedeutung des letzten Rückglühens für das Erreichen einer verbesserten Ermüdungsfestigkeit. Zum Beispiel hat die unter der laufenden Nr. 26 geführte Legierung eine Ermüdungsfestigkeit von 95,3 N/mm2 In dem nicht rückgeglühten Zustand und eine Ermüdungsfestigkeit von 108 N/mm2 nach dem Rückglühen, was einer Verbesserung von 13,4% entspricht. Das Rückglühen verbesserte ferner die Dehnung, die ein Maßstab für die verbleibende Verfestigung Ist, und zwar zwischen 2,0 und 5,5%. Die Dehngrenze wurde durch die Stabilisierung nicht merklich beeinflußt, während die Zugfestigkeit nur geringfügig angehoben wurde (19,6 bis 34,3 N/mm2). Es kann also festgestellt werden, daß das Rückglühen eine wichtige Rolle beim Herstellen von Legierungen mit hoher Ermüdungsfestigkeit spielt. Die Bedingungen bei dem Rückglühen wurden so gewählt, daß eine Dehngrenze von etwa 172 N/mm2 erreicht wurde. Eine Legierung mit einer solchen Dehngrenze kann unter Anwendung üblicher kommerzieller Verfahren hergestellt werden.The alloys to be used according to the invention have average fatigue strengths of the order of 98.1 N / mm 2 , while common alloys for the production of graphic plates, which are also given in Table IH, fatigue strengths of the order of 68.7 N / mm 2 to have. The improvement in fatigue strength is achieved without any noticeable change in the other mechanical properties. The yield strength and the tensile strength of the alloys to be used according to the invention are slightly higher than in the case of the usual alloys, while the elongation of the alloys to be used according to the invention is somewhat lower than in the case of the usual alloys examined. The proof stress can be controlled by controlling the back glow. The data in Table III illustrate the importance of the last back anneal for achieving improved fatigue strength. For example, the alloy under serial number 26 has a fatigue strength of 95.3 N / mm 2 in the non-annealed condition and a fatigue strength of 108 N / mm 2 after annealing, which corresponds to an improvement of 13.4%. The back anneal also improved the elongation, which is a measure of the remaining solidification, between 2.0 and 5.5%. The yield strength was not noticeably influenced by the stabilization, while the tensile strength was only slightly increased (19.6 to 34.3 N / mm 2 ). It can thus be seen that back annealing plays an important role in producing alloys with high fatigue strength. The conditions for the back-annealing were chosen so that a yield strength of about 172 N / mm 2 was achieved. An alloy having such a yield strength can be made using standard commercial processes.
Die Musterstücke der unter den laufenden Nummern 12 A, 12 B, 26 A und 26 B geführten Legierungen wurden welter hinsichtlich ihrer Verwendbarkelt für graphische Platten getestet, Indem lithographische Druckplatten aus diesen Legierungen hergestellt wurden. Die Untersuchung der mit solchen Platten sich ergebenden Druckbilder zeigten, daß die Legierungen hervorragend für die Herstellung von Druckplatten geeignet waren. Die gedruckten Bilder waren außerordentlich scharf, und es konnten keine durch den Oberflächenzustand der Legierung verursachten Fehler festgestellt werden.The sample pieces of the alloys listed under the serial numbers 12 A, 12 B, 26 A and 26 B. have also been tested for their usefulness for graphic plates by using lithographic printing plates made from these alloys. The study of the results obtained with such plates Printed images showed that the alloys were excellently suited for the production of printing plates. The printed images were extremely sharp and none could be seen by the surface condition of the Defects caused by the alloy can be detected.
Die erfindungsgemäß zu verwendende Aluminiumlegierung, die gemäß dem in den Ansprüchen 7 und 8 genannten Verfahren behandelt 1st, hat Überlegene Ermüdungsfestigkeit und Ist hervorragend zur Hersteilung von lithographischen Druckplatten für langen Lauf, d. h. eine große Anzahl von Drucken, geeignet. Bei Druckplatten für extrem große Druckserlen 1st übliche Praxis, eine Beschichtung von elektroplattlertem Kupfer auf die Oberfläche der Druckplatte zu bringen, um eine verschleißbeständige Oberfläche zu schaffen. Die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung kann leicht mit Kupfer plattiert werden, und die erhaltene kupferplattlerte Oberfläche Ist frei von Fehlern. Die Dicke der Kupferplatte liegt Im allgemeinen zwischen 0,0125 und O,!25 mm. Die Plattierung kann In üblicher Welse aufgebracht werden.The aluminum alloy to be used according to the invention, which according to the claims 7 and 8 Said Process is Treated 1st, Has Superior Fatigue Resistance, and Is Excellent for Manufacture of long run lithographic printing plates, d. H. a large number of prints, suitable. With printing plates For extremely large print serrations, the common practice is to have a plating of electroplated copper on the To bring the surface of the pressure plate to create a wear-resistant surface. According to the invention Alloy to be used can easily be clad with copper, and the obtained copper clad Surface is free from defects. The thickness of the copper plate is generally between 0.0125 and O,! 25 mm. The plating can be applied in the usual way.
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