DE2529064B2 - Verwendung einer aluminiumlegierung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Aluminiumlegierung als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen, die wie Küchengeschirr emaillierbar und korrosionsbeständig sein müssen und im fertigen Zustand eine hohe Beulsteifigkeit aufweisen sollen.

Bei Werkstoffen für derartige Verwendungszwecke wird die Emaillierbarkeit üblicherweise dadurch geprüft, daß emaillierte Probebleche mit blanken Schnittkanten in eine Lösung von 10 bis 20 g Antimon-III-chlorid in 1 I Wasser getaucht werden. Als emaillierbar wird eine Legierung angesehen, wenn bei diesem Test nach mindestens 24, bei höheren Ansprüchen nach 96 Stunden, die korrosive Unterwanderung der Emailschicht vom Rand der Probe her weniger als 3 mm beträgt.

Es ist bekannt, daß magnesiumhaltige Aluminiumlegierungen den Test nur dann bestehen, wenn die Probebleche vor dem Emaillieren neben der üblichen Vorbehandlung durch alkalisches Entfetten, evtl. Dekapieion und Klarspülen noch zusätzlich einer Passivierung der Oberfläche auf der Basis chromathaltiger Lösungen unterworfen worden. Aus diesem Grund wird liu ilen o. a. Anwendungszweck eine magnesiumfreie (Mg < 0,01%) Legierung gemäß USA-Norm 3003 mit eingeengtem Toleranzbereich benutzt.

Diese Legierung hat folgende Zusammensetzung: 1,0 bis 1,3% Mangan
0 bis 0,4Co Silizium
0 bis 0.6% Eisen

0 bis 0,1% Zink
0,1 bis 0,2% Kupfer
Rest Aluminium
Sie zeigt bei dem oben angegebenen Antimon-Ill-

chlorid-Test keinerlei korrosive Unterwanderung unter der Emailschicht. Die Legierung besitzt an sich eine ausreichende Festigkeit, hat jedoch den Nachteil, daß sie beim Einbrennen des Emails, d. h. bei Temperaturen oberhalb 500° C, in den Zustand »weich«

ίο übergeht und daß daraus hergestellte Fertigprodukte, wie z, B. Töpfe und Pfannen, keine befriedigende Beulsteifigkeit aufweisen.

Andererseits sind Legierungen vom Typ AIMgSi (z. B. Werkstoff Nr. 3.3206 nach DIN 1727) bekannt,

»5 mit denen die letztgenannte Schwierigkeit umgangen werden könnte, da sie nach dem Einbrennen des Emails wieder aushärten. Sie kommen aber wegen ihres Mg-Gehaltes und der damit verbundenen Notwendigkeit, eine aufwendige und wegen der chromat-

*o haltigen Lösung umweltbelastende Vorbehandlung durchführen zu müssen, aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Betracht.

Ferner ist bekannt, daß Legierungen der Gattung AlCuMg in gewissen Toleranzbereichen ohne eine zu-

»5 sätzliche Vorbehandlung mit chromathaltigen Lösungen emaillierbar sind und daß diese Legierungen auch den gewünschten Aushärtungseffekt aufweisen. Dieser Legierungstyp scheidet für den vorgesehenen Anwendungsbereich aber deswegen aus, weil er gegen

eine interkristalline Korrosion, der die Fertigteile normalerweise ausgesetzt sind, nicht beständig ist. Es hat sich gezeigt, daß mit diesen Legierungen zwar eine befriedigende Emailhaftung erreicht werden kann, daß aber schon nach kurzem Gebrauch eine Zerstörung der Pfannen, Töpfe und dergleichen durch interkristalline Korrosion des Werkstoffs eintritt:.

Es besteht somit die Aufgahe, eine Legierung anzugeben, die sowohl emaillierbar als auch in jeder Hinsicht korrosionsbeständig ist und darüber hinaus eine

♦o ausreichende Beulsteifigkeit am Fertigprodukt, d. h. nach der durch das Einbrennen des Emails bedingten Erwärmung, aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung einer Legierung aus

0,8 bis 2,2 % Mangan

0,1 bis 0,35% Zirkonium
0 bis 0,5 % Kupfer
0 bis 1,0 % Eisen
0 bis 0,6 % Silizium

höchstens 0,1 % Magnesium und

Aluminium als Rest

einschließlich zulässiger Beimengungen gelöst. Dabei ist es überraschend, daß der vielfach beobachtete Effekt, wonach ein Legierungszusatz zur Festiglkeitssteigerung oder Gefügeverbesserung in der Regel eine Verschlechterung des Korrosionsverhaltens mit sich bringt, durch den Zirkoniumzusatz bei der beanspruchten Legierung nicht hervorgerufen wird. Es kann vielmehr die an sich bekannte rekristallisationsverzögernde Wirkung des Zirkoniums ohne Einbuße an Emaillierbarkeit ausgenutzt werden. Damit ist für den vorgesehenen Anwendungszweck eine Legierung gefunden, die allen technischen und wirtschaftlichen Anforderungen entspricht.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann Mangan durch bis zu 1 % Eisen ersetzt werden, sofern ein Mindestgehalt von 0,8% Mangan nicht unterschritten wird. Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich

der genannten Anforderungen werden mit einer Legierung erzielt, bei der im Rahmen der angegebenen Werte hohe Mangangehalte mit niedrigen Zirkoniumgehalten kombiniert werden, oder umgekehrt. Im Hinblick auf eine absolut sichere Emaillierbarkeit ist es ferner zweckmäßig, wenn bei Abwesenheit von Kupfer der Magnesiumgehalt höchstens 0,02% beträgt. Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß anzuwendende Legierung 1,0 bis 1,8 % Mangan und 0,15 bis 0,3% Zirkonium.

Neben dem bereits erwähnten Anwendungsbereich für Küchengeschirr kann die beanspruchte Aluminiumlegierung selbstverständlich auch in allen anderen Fällen benutzt werden, bei denen gleiche oder ähnliche Anforderungen erfüllt werden müssen, Die Fertigprodukte weisen eine festhaftende Emailschicht auf, die im Antimon-III-chlorid-Test nicht unterwandert wird. Sie sind beständig gegen alle vorkommenden Korrosionsangriffe und weisen gegenüber Gegenständen aus einer AIMn-Legierung ohne Zirkonium eine deutlich höhere Beulsteifigkeit auf. Maßgebend für die Beulsteifigkeit ist die Streckgrenze, die bei dem erfindungsgemäß zu verwendenden Werkstoff am Fertigprodukt wesentlich höher ist als bei den emaillierfähigen AlMn-Legierungen gemäß USA-Norm 3003.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Aluminiumlegierung aus: 0,8 bis 2,2 % Mangan

0,1 bis 0,35% Zirkonium

0 bis 0,5 % Kupfer

0 bis 1,0 % Eisen

0 bis 0,6 % Silizium
höchstens 0,1 % Magnesium und
Aluminium als Rest

einschließlich zulässiger Beimengungen als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen, die - wie Küchengeschirr - emaillierbar und korrosionsbeständig sind und im fertigen Zustand eine hohe Beulsteifigkeit aufweisen.

2. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

1,0 bis 1,8% Mangan
0,15 bis 0,3% Zirkonium und
Aluminium als Rest.

3. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens 0,8% Mangan weiteres Mangan durch bis zu 1% Eisen ersetzt ist.

4. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hohe Mangangehalte mit niedrigen Zirkoniumgehalten kombiniert sind, oder umgekehrt.

5. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abwesenheit von Kupfer der Magnesiumgehalt höchstens 0,02% beträgt.