DE2629838C3 - Aluminiumblech für Finnen bei Wärmetauschern und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Aluminiumblech für Finnen bei Wärmetauschern und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
30
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Aluminiumblech zur Verwendung bei der Herstellung von Finnen für
Wärmeaustauscher gemäß Oberbegriff des Hauptan-Spruchs und auf ein zugehöriges Herstellungsverfahren
für solche Bleche.
Finnen werden sehr viel bei z.B. rohrartigen Wärmeaustauschern eingesetzt, damit der Wärmeaustauschbereich
verbessert und der Nutzungsgrad vergrö- -to ßert wird. Üblicherweise verwendet man für solche
Finnen Aluminiumlegierungen bzw. entsprechende Metallbleche. Die dabei eingesetzten Aluminiumlegierungen
haben Zugfestigkeitswerte von etwa 70 bis 130 N/mm-. Solche Bleche müssen verhältnismäßig dick
sein, damit eine genügende Festigkeit erreicht wird. Wenn man zwecks Materialeinsparung versucht, dünnere
Metallbleche für die Finnen einzusetzen, ergeben sich bei der Blechverformung (Lochen. Austopfen. Tiefziehen,
Umbördeln) vielfach Risse und Brüche, da die ίο
bisher bekannten Ali«miniumlegierungsbleche nicht den
dafür nötigen höheren Zugfestigkeitsanforderungen genügen; die bekannten Blechzusammensetzungen
ergeben auch nicht genügend Anschmiegsamkeit bei der Anpassung der Finnen an die Wärmeaustauscherrohre,
so daß der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung vermindert wird. Diese unzureichenden Materialeigenschaften
beruhen ganz wesentlich u. a. darauf, daß die Aluminiumlegierungen nach bisheriger Kenntnis einer
Rekristallisation unterworfen werden mußten, bevor sie weiterverarbeitet und als Bleche verformt und eingesetzt
werden konnten. Jedoch haben solche Bleche nicht genügend Festigkeit, wenn sie in dünner Form
verwendet werden.
Aus dem Aluminium-Taschenbuch (1974), S. 65—69,
145, 210-212, 219, 378 und 491 sind Al-Legierungen
bekannt, bei denen Kaltwalzen, kritischer Verformungs-■_ grad, Grobkornbildung bei der Rekristallisation, Tiefziehfähigkeit
und Narbigkeil generell erörtert siml. ferner auch unter Zusatz bestimmter weiterer Elemente.
Aus der Literaturstelle »Constitution of Binary Alloys« (1958), S. 138-141 gehen z.B. Einflüsse von Ti-Zusalz
hervor. Man ersieht jedoch aus dieser Literatur keine speziellen Arbeitsanweisungen für Finnen von Wärmeaustauschern.
Die Aufgabe der Erfindung liegt daher in der Schaffung eines Aluminiumblechmaterials und eines
entsprechenden Herstellungsverfahrens dafür, wodurch dünnere und besser verformbare Metallbleche mit
hoher Festigkeit für solche Finnen von Wärmeaustauschern erhalten werden können, wobei keine Brüche
und Risse während der Verformungsstufen auftreten.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil gemäß Hauptanspruch und damit
in Verbindung gemäß Anspruch 3 gelöst. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist aus Anspruch 2 ersichtlich.
Man gehl von Aluminiumlegierungsplatten aus. I η der
Legierung liegt ein besonders günstiger Mcngcnbcrcich der zur peritektischen Reaktion befähigten Elemente
bei 0,1 bis 0,2%. Titan, Zirkonium und/oder Molybdän
sind in der Legierung die bevorzugten Zusatzelcmcntc.
Allgemein gilt, daß die Untergrenze von 0.05% des
zur peritektischen Reaktion befähigten Elements für die
Erzielung der nötigen Verformbarkeit wesentlich is*, dsgl. die Obergrenze von 0,4% (bei nur einem Element)
bzw. 04% (bei zwei oder mehr Elementen); dsgl. sind
diese Grenzen wesentlich für die Gießeigenschaften.
Cu. Mg und Mn bewirken eine Vergrößerung der Festigkeit; wenn die Cu-Menge bis zu 0,25% gehl, kann
eine Festigkeitsverbesserung erzielt werden; wenn jedoch der Cu-Anteil über 0,25% liegt, wird der
Korrosionswiderstarid vermindert Mg und Mn werden in einer Menge bis zu 0,5% eingesetzt. Bei bis zu 0,5%
wird die Festigkeit verbessert, darüber hinaus jedoch nicht.
Fe verhindert die Narbenbildung während des
Tiefziehens beim Finnen-Verformverfahren. Wenn Fe
in einer Menge bis zu 0,7% vorhanden ist, wird NarbenbiMung verhindert bei gleichzeitiger Verbesserung
der Verformbarkeit und einer Verfeinerung in der Kristallbildung. Ein Fe-Gehalt oberhalb von 0,7% ist zu
vermeiden, da sonst der Korrosionswiderstand vermindert wird.
Be verhindert die Oxidation der Schmelze; besonders bei Anwesenheit von Mg od. dgl. wird Be in einem
Mengenanteil bis zu 0,002% verwendet
B dient der Verfeinerung der Kristalle und des Gußgefüges, wenn es in Form von TiB2 eingebracht wird
(Menge bis zu 0,1%).
Si und Seltene Erdmetalle sind an sich nur als Verunreinigungen anzusehen. Dabei kann z.B. Si in
einer Menge bis zu 0,7% vorhanden sein.
Zur Regelung der Korrosionsprobleme von Al-Rohren kann im Finnenmaterial Zn in einer Menge von 0,5
bis 2,0% vorhanden sein. Wenn die Zn-Menge weniger als 0,5% beträgt, kann das Elektrodenpotential nicht
hinreichend eingestellt werden; wenn die Zn-Menge größer als 2,0% ist, geht Korrosion in den Fi'-nen zu
schnell voran. Im Fall eines üblichen, aus Kupfer hergestellten Wärmeaustauschers kann die Zn-Menge
aus Gründen des Korrosionswiderstandes unterhalb 0,25% gehalten werden.
Die nach dem Homogenisieren erhaltene Platte wird unter Bedingungen warmgewalzt, die entsprechend dem
Walzprogramm eingestellt sind, das im Hinblick auf das nachfolgende Kaltwalzen festgelegt ist. Beim Warmwalzen
erhält man eine Blechdicke zwischen 2 und 25 mm; die Temperatur am Ende des Warmwalzvorgangs liegt
zwischen 250 und 5000C.
Beim anschließenden Kaltwalzen ist der Abwalzgrad wichtig, d.h. mindestens 20%. Bei einem Wert
<20% können die erwünschte Festigkeit und Verformbarkeit nicht erreicht werden. Vorzugsweise liegt der Abwalzgrad
der Kaltwalzstufe bei mindestens 70%. Unter diesen Bedingungen können harte Materialien erhalten
werden.
Zwischengiühungen nach dem Kammerofen-Verfahren (unter Verwendung von Heizschlangen) laufen bei
einer Temperatur unterhalb von 400° C ab. Wenn das Glühen im Schnellheizverfahren, z. B. mit kontinuierlichen
Glühverfahren durchgeführt wird, kann eine Temperatur von 400 bis 6000C angewandt werden. Stets
werden die Glühbedingungen entsprechend dem angewandten Wärmebehandlungsverfahren variiert und es
ist jeweils notwendig, das Glühen bei einer Temperatur durchzuführen, bei der eine Rekristallisation noch nicht
eintritt.
Das Blech gemäß der Erfindung hat eine Zugfestigkeit von etwa 180 N/mm2; es ist ein hartes Blech mit
hoher Festigkeit und ausgezeichneter Verformbarkeit.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigen
Fig. la bis c ein Zieh-ßördel-Verfahren zur Herstellung
von Finnen für Wärmeaustauscher.
F i g. 2a bis f das sog. Weldun-Verfahi* -\
Fig.3a bis d ein weiteres Verfahren in anderer Stufenfolge,
Fig.4 und 5 mikroskopische Photographien ζητ
Veranschaulichung der erfindungsgemäß erhaltenen Bereiche von Finnen.
Weiterhin wird die Erfindung durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert In den Beispielen werden
für die Legierungen JIS-Standardbezeichnungen verwendet.
Ein Aluminiumlegierungs-Rohblock wurde nach einem halbkontinuierlichen Gießverfahren hergestellt
und dann die Oberfläche abgefräst, um dadurch eine Platte mit einer Dicke von 40 mm zu erhalten. Die
chemische Zusammensetzung dieser Probe ergibt sich aus der Tabelle I.
Chemische Zusammensetzung der untersuchten Proben
Probe
Nr. |
Cu | Si | Fe | Mn | Mg | Zn | Cr | Ti | AI |
1 2 |
0,007 0,001 |
0,05 0,05 |
0,29 0,15 |
0,008 0,001 |
0,010 0,004 |
0,002 0,006 |
Spur Spur |
0,015 0,170 |
Rest Rest |
Die PrGbc Nr. I betrifft ein konventionelles Blech,
nämlich cine J050-Legierung, während die Probe Nr. 2
ein Blech mit der Zusammensetzung nach der Erfindung betrifft, das Ti enthält.
Jede dieser Proben wurde einer Homogenisierung*- behandlung bei 54O0C wahrend 6 Stunden unterzogen
ut d dann heißgewalzt, um die Dicke auf 5 mm zu reduzieren. Unter Beibehaltung dieser Dicke wurde ein
Zwischenglühen bei 360°C wahrend 1 Stunde durchgeführt
und dann die Probe abgekühlt und kaltgewalzt, e.0
wobei ein Blech mit einer Dicke von 0,15 mm erhalten wurde. In Verbindung mit Probe Nr. 2 wurde ein Blech
auf ähnliche Weise, jedoch ohne Zwischenglühen hergestellt [Probe Nr. 2(A)].
Probe Nr. 2(B) betrifft ein ausschließlich kaligcwalztes
Blech, während die Proben Nr. 1, 2(A) und 2(C) Bleche darstellen, welche .nch dem Kaltwalzen durch
Warmauslagerung bei 100 bis 4000C während 2 Stunden
erhalten wurden.
Diese Proben wurden der sogenannten Auslopf-Behandlunp
unterworfen, welche eine der bedeutsamen Maßnahmen des Verfahrens zur Herstellung von Finnen
für einen Wärmeaustauscher darstellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle Il dargestellt. Das in dieser Tabelle II
gezeigte Austopf-Verhältnis bedeutet einen Wert, welcher nach der folgenden Formel berechnet wurde:
D- il
■ 100,
wobei d den Durchmesser des zuerst durchbohrten Loches und Dden Durchmesser eines Austopf-Stempels
bezeichnet
Demzufolge hat ein Blech mit einem höheren, den Bruch verursachenden Austopf-Verhältnis eine bessere
Verformbarkeit
Tabelle II
Austopf-Versuchsergebnisse
Austopf-Versuchsergebnisse
Probe
Nr.
Nr.
Zwischenglühen
Warmauslagerung
Austopf-Verhältnis (%)
43 47 52
43 47 52
61
67
72
1 | ja | H29 | ΔΔ0 |
2(A) | nein | H29 | 000 |
2(B) | ja | H19 | 000 |
2(C) | ja | H29 | 000 |
ΔΔΔ ΔΧΧ XXX XXX XXX XXX XXX
000 ΔΟΔ ΧΔΔ XXX XXX XXX XXX
000 000 0X0 OXX XXX XXX XXX
000 000 000 004 ΔΧΧ XXX XXX
Bemerkungen:
0: keine Risse
Δ: vena contracta (Stadium unmittelbar vor der Rißbildung)
X: Risse
H29 & H19: H29 stellt ein Produkt dar, das nach Wärmebehandlung von H19 (ausschließlich kaltgewalztes Produkt) bei niedrigen
Temperaluren erhalten wurde und eine Festigkeit aufweist, die mit der von H19 vergleichbar ist.
Wie aus den in der Tabelle II gezeigten Ergebnissen 20 Zwischenglühen bzw. Auslagern bewerkstelligt wurde,
erkennbar ist, ist im Blech Nr. 2 mit der Zusammenset- Das warmausgelagertc Blech Nr. 2(C) weist eine mit
zung nach der Erfindung durch Ti die Verformbarkeit der des nicht so behandelten Blechs Nr. 2(B) vergleich-
iiber jene der konventionellen Legierung 1050 hinaus bare Festigkeit auf, übertrifft jedoch das Blech Nr. 2(B)
verbessert, wobei diese Verbesserung durch das hinsichtlich der Verformbarkeit.
Eine Aluminiumlegierungs-Platte wurde nach einem halbkontinuierlichen Gießverfahren hergestellt und
deren Oberfläche so abgefräst, daß eine Platte mit einer Dicke von 40 mm erhalten wurde. Die chemische
Chemische Zusammensetzung der Probe
Zusammensetzung dieser so hergestellten Probe ist in Tabelle III gezeigt. Diese Probe nach Tabelle III betrifft
ein Material mit der Zusammensetzung nach der Erfindung, das Mo enthält.
Si
Fe
Mn
Mg
Zn
Cr
Ti
Mo
0,05
0,16
0,002
0,003 0,006
Spur
0,029
0,10
Diese Probe wurde einer Homogenisierungsbehandlung bei 540° C während 6 Stunden unterworfen und
dann heißgewalzt, um die Plattendicke auf 5 mm zu reduzieren. Unter Beibehaltung dieser Dicke wurde bei
360° C eine Stunde lang eine Zwischenglühung durchgeführt. Dann wurde die Probe abgekühlt und kaltgewalzt,
Tabelle IV
Austopfversuchsevgebnisse
Austopfversuchsevgebnisse
bis ein Blech mit einer Dicke von 0,15 mm erhalten wurde, und warm ausgelagert.
Dieses Blech wurde dann dem Austopf-Versuch unterworfen, bei dem die in Tabelle IV gezeigten
Ergebnisse erhalten wurden.
Warmaushigerung
Austopfverhältnis (%)
39 43
39 43
47
52 56
67
72
000
000
000
000 400
ΧΔΧ
XXX
XXX
Wie aus den in der Tabelle IV dargestellten Versuchsergebnissen hervorgeht, kann das erfindungsgemäße
Blech, das eine geeignete Menge an Mo enthält, ohne Rißbildung bei einem Austopf-Verhältnis bis zu
60 56% verarbeitet werden, woraus sich ergibt, daß dieses
Blech in seiner Verformbarkeit sehr außergewöhnlich ist
Eine Aluminiumlegierungs-Platte wurde nach einem halbkontinuierlichen Gießverfahren hergestellt und
dann deren Oberfläche so beschnitten und abgeflacht, daß eine Platte von 50 mm erhalten wurde. Die
chemische Zusammensetzung dieser Probe ist in Tabelle V dargestellt
Chemische Zusammensetzung der Probe
Probe
Nr.
Nr.
Cu
Si
Fe
Mn
Mg Zn
Cr
Ti
Zr
Al
3 | 0,008 | 0,10 | 030 | 0,010 | 0,027 | 0.002 | — | 0,020 | — | Rest |
4 | 0,017 | 0,08 | 030 | 0,008 | 0,010 | 0,001 | Spur | 0,015 | 0,04 | Rest |
5 | 0,017 | 0,08 | 0,29 | 0,008 | 0,002 | 0,001 | Spur | 0,018 | 0,20 | Rest |
Die Probe Nr. 3 betrifft ein übliches Blech, nämlich eine 1050-Legierung; die Probe Nr. 4 betrifft ein mit
diesem Blech vergleichbares, welches Zr in einer Menge außerhalb des in der Erfindung spezifizierten Bereichs
aufweist, und die Probe Nr. 5 betrifft ein Blech nach der Erfindung mit einem Gehalt von 0,2% Zr.
Jede dieser Proben wurde 3 Stunden lang einer Homogenisierungsbehandlung bei 540°C unterworfen
und solange warmgewalzt, bis die Blechdicke auf 3,5 mm
reduziert war.
Unter Beibehaltung dieser Blechdicke wurde während 2 Stunden ein Zwischenglühen bei 3500C
ausgeführt. Im Fall der Proben Nr. 4 und 5 wurden auch Bleche hergestellt, welche einem solchen Zwischenglühen
nicht unterworfen wurden.
Jede Probe wurde kaltgewalzt, bis ein Blech mit einer Dicke von 0,15 mm erhalten wurde. Im Hinblick auf jede
kaltgewalzte Probe wurde die Wärmebehandlung 2 Stunden lang bei einer im Bereich von 150 bis 500°C
variierenden Temperatur durchgeführt.
Diese Proben wurden dann dem Austopf-Vorgang unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI
dargestellt.
Tabelle VI
Verformbarkcits-Versuchsergebnissc
Verformbarkcits-Versuchsergebnissc
Probe
Nr.
Nr.
Zwischenglühen
Warmauslagerung Austopf-Verhältnis (%)
43 47 52
61
67
72
3 | ja | H29 | 000 |
4 | nein | H29 | 000 |
4 | ja | H29 | 000 |
5 | nein | H29 | 000 |
UV | nnr\ |
000 X^X XXX XXX XXX XXX XXX
000 ΔΔΧ XXX XXX XXX XXX XXX
004 XXX XXX XXX XXX XXX XXX
000 000 000 XOX XXX XXX XXX
QQQ QQQ QQQ QQQ QQ/ ./JXX
Wie aus den in der Tabelle VI gezeigten Ergebnissen -*o
hervorgeht, übertrifft das Blech Nr. 5 der Erfindung die bekannte Legierung 1050 im Hinblick auf die Verformbarkeit.
Diese ausgezeichnete Verformbarkeit wird weiterhin durch ein Zwischenglühen erhöht.
Wie aus den im Hinblick auf die Legierung Nr. 4 -ti
erhaltenen Ergebnissen ersichtlich ist, kann der beabsichtigte Effekt nicht erhalten werden, wenn Zr in
einer geringen Menge von nur 0,04% enthalten ist.
Ein Aluminiumlegierungs-BIock wurde nach einem
halbkontinuierlichen Gießverfahren hergestellt und dessen Oberfläche so abgefräst, daß eine Platte mit
einer Dicke von 40 mm erhalten wurde. Die chemische Zusammensetzung dieser Probe ist in Tabelle VlI
dargestellt.
Diese Probe ist ein Blech nach der Erfindung und enthält sowohl Cr als auch Ti und Zr.
Chemische Zusammensetzung der Probe
Si
Fe
Mn
Mg Zn
Cr
Ti
Zr
Al
0,06
0.15
0.002
0,004 0,005
0,11
0,15
0,13
Rest
Die Ergebnisse des mit dieser Legierung durchgeführten Austopf-Versuches sind in Tabelle VIII gezeigt.
Austopf-Versuchsergebnisse
39 43 47
52
56
67
72
000
000
000
XXO OXX
XXX
XXX
XXX
Vergleichsbeispiel
In diesem Beispiel wird gezeigt, daß das Einbringen von Elementen, die mit AI eutektische Reaktionen
bedingen, keine Verbesserung der Verformbarkeit erzielt. Die getesteten Bleche wurden in der gleichen
10
Weise wie die in Beispiel 1 aufgeführten Bleche vorbereitet mit dar Ausnahme, daß die Blechdicke nach
dem Warmwalzen 3 mm betrug, und alle zu untersuchenden Proben wurden einem Zwischenglühen unterworfen.
Die chemische Zusammensetzung ist in Tabelle IX dargestellt.
Tabelle IX Chemische Zusammensetzung |
Cu | Si | der Probe | Mn | Mg | Zn | Cr | Ti | Al |
Probe Nr. |
0,08 0,16 |
0,08 0,14 |
Fe | 0,004 1,32 |
0,003 0,009 |
Spur 0,076 |
Spur 0,002 |
0,035 0,038 |
Rest Rest |
7 8 |
0,54 0,59 |
||||||||
Die Probe Nr. 7 wurde durch Hinzufügenn von Fe zu :o
der konventionellen Legierung 1050 und die Probe Nr. 8 durch Hinzufügen von Fe und von Mn zu der Legierung
1050 hergestellt. Die Ergebnisse des Austopf-Versuches
sind in Tabelle X dargestellt.
Tabelle X Austopf-Versuchsergebnisse |
Austopf-Verhältnis (°i 39 43 |
Δ0Δ XOX |
47 | 52 | 56 | 61 | 67 | 72 |
Probe Warmauslagerung Nr. |
000 Δ0Δ |
OXX XXX |
XXX XXX |
XXX XXX |
XXX XXX |
XXX XXX |
XXX XXX |
|
7 H29 8 H26 |
||||||||
„ Um das Festigkeitsniveau zu vereinheitlichen, wurde
i die Probe Nr. 8 zu H26 warmausgelagert. Wenn die
Festigkeit auf das Niveau von H29 angehoben wird, werden die Versuchsergebnisse weiter verschlechtert.
Wie aus den in Tabelle X dargestellten Ergebnissen erkennbar ist, ist in den I egierungen dieser Vergleichsprobe die Verformbarkeit nicht über die der Legierung
1050 (welche im Beispiel 1 dargestellt ist) verbessert.
Es wurden Bleche der bekannten Legierungen 1050 und der erfindungsgemäßen Materialien, welche in den
Beispielen 1 bis 4 hergestellt wurden und eine Dicke von 0,15 mm aufwiesen, einem weiteren Kaltwalzen unterworfen,
bis die Dicke auf 0,11 mm reduziert war. Diese Bleche wurden gemäß dem Verformungsverfahren
einschließlich des Tiefziehschrittes in Finnen für einen Wärmeaustauscher umgeformt, weiche einen Lochdurchmesser
von 9,8 mm aufweisen. Im Fall der
•jo Legierung 1050 wurden Risse bereits im Bereich der
Öffnungsweite gebildet, wobei für den praktischen Gebrauch verwendbare Finnen nicht erhalten werden
konnten. Demgegenüber konnte jedes der erfindungsgemäßen Bleche in Finnen ohne Rißbildung umgeformt
4j werden. Finnenabschnitte sind in den Fig.4 und 5
gezeigt.
Eine Aluminiumplatte wurde nach einem halbkontinuierlichen
Gießverfahren hergestellt und deren Oberfläche abgefräst, um eine Platte mit einer Dicke von
40 mm zu erhalten. Die chemische Zusammensetzung dieser Probe ist in der Tabelle XI dargestellt.
Chemische Zusammensetzung der Probe
Probe Nr. |
Cu | Si | Fe | Mn | Mg | Zn | Cr | Ti | Zr | AI |
! | 0,007 | 0,05 | 0,29 | 0,008 | 0,010 | 0,002 | Spur | 0,015 | — | Rest |
2 | 0,002 | 0,040 | 0,15 | 0,005 | 0,002 | 1,05 | Spur | 0,031 | — | Rest |
3(A) | 0,002 | 0,036 | o,u | 0,004 | 0,002 | 1,02 | Spur | 0,028 | 0,06 | -Rest |
3(B) | 0,004 | 0,040 | Λ IC | 0 002 | O1OOi | 1,05 | Spur | 0,032 | 0,11 | Rest |
3(C) | 0,003 | 0,05 | 0,15 | C7DO3 | 0,005 | 1,06 | 0,003 | 0,16 | — | Rest |
3(D) | 0,008 | 0,04 | 0,17 | 0,007 | 0,006 | 1,09 | 0,15 | 0,14 | 0,17 | Rest |
Probe
Nr.
Nr.
Die Proben Nr. 1 und 2 sind übliche Legierungen 1050 Tabelle XII
bzw. 7072. Die Proben Nr. 3(A) bis 3(D) sind crfindungsge-.T.äß zusammengesetzte Bleche mit einem
yorbestimmten Gehalt von mindestens einem zur
Peritektikumbildung mit Aluminium befähigtet: EIement
aus der Gruppe Zr, Ti und Cr und außerdem mit l%Zn.
Jede dieser Proben wurde einer Homogenisierungsbehandlung bei 4500C während 6 Stunden unterworfen
und warmgewalzt, wodurch die Dicke auf 5 mm to reduziert wurde. Dann wurde unter Beibehaltung dieser
Dicke bei etwa 3600C 1 Stunde lang zwischengeglühL
Die Probe wurde dann abgekühlt und kaltgewalzt, um ein Blech mit einer Dicke von 0,15 mm zu erhalten. Im
Fall der Proben Nr. 2 und 3 wurden die Bleche ähnlich hergestellt, jedoch ohne eine Zwischenglühung. Ausschließlich
kaltgewalzte Bleche und Bleche, welche durch Wärmebehandlung der ausschließlich kaltgewalzten
Bleche bei innerhalb eines Bereiches von !50 bis 4000C variierenden Temperaturen 2 Stunden behandelt
wurden, wurden als Testmaterialien verwendet. Die
Elcktrodenpotcntiale dieser Legierungen wurden gemessen, wodurch die in Tabelle XH gezeigten
Ergebnisse erhalten wurden.
Elektrodenpotenlial
(VS.S.GE.)·)
(VS.S.GE.)·)
1 -750 (mv)
2 -890 (mv)
3 (A) bis (D) -890 (mv/
*) 3% NaCI, in offener Luft.
Wie aus den in Tabelle XIl dargestellten Ergebnissen hervorgeht, weisen die Bleche Nr. 3(A) bis 3(D) mit der
Zusammensetzung der Erfindung ein Potential auf, wplches dem Potential der konventionellen Legierung
Nr. 2 äquivalent ist, wobei jedoch das Potential wei' niedriger ist als das der Legierung 1050. Daraus ist
ersichtlich, daß die erfindungsgemäß zusammengesetzdi
ih
Anoden haben.
Diese Materialien werden dem Austopf-Vorgang unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle XIIl
gezeigt.
Austopf-Versuchsergebnisse
Probe
Nr.
Nr.
Zwischenglühen
Warmauslagerung
Austopfverhältnis (%)
43 47
43 47
52
56
67
ja
nein
ja
ja
nein
ja
ja
ja
ja
H29
H29
H29
H19
H29
H 29
H19
H29
H29
H29
H29
H29
H19
H29
H 29
H19
H29
H29
H29
440 | ΔΔΔ | 4XX | XXX | XXX | XXX | XXX | XXX |
000 | 0ΔΔ | XXX | XXX | XXX | XXX | XXX | XXX |
000 | 000 | ΔΔΔ | XXX | XXX | XXX | XXX | XXX |
000 | 000 | ΔΧΔ | XXX | XXX | XXX | XXX | XXX |
000 | 000 | 000 | Δ0Δ | ΔΔΧ | XXX | XXX | XXX |
000 | 000 | 040 | ΧΧΔ | •XXX | XXX | XXX | XXX |
000 | 000 | ΔΔΔ | ΧΔΧ | XXX | XXX | XXX | XXX |
000 | 000 | 000 | 400 | ΔΔΔ | 4XX | XXX | XXX |
000 | 000 | 000 | 040 | 044 | XXX | XXX | XXX |
000 | 000 | 000 | 440 | ΧΔΔ | XXX | XXX | XXX |
Wie aus den in Tabelle XIlI dargestellten Ergebnissen ersichtlich ist, weisen die Materialien Nr. 3(A) bis 3(D)
der Erfindung, welche mindestens ein zur Peritektikumbildung mit AI geeignetes Element enthalten, eine
gegenüber der konventionellen Legierung 7072 (Nr. 2) .stark verbesserte Verformbarkeit auf, wobei diese
Verbesserung noch durch ein Zwischenglühen erhöht werden kann.
Wenn Wärmeaustauscher z. B. ganz aus Aluminium hergestellt sind, verwendet man zum Schutz der
Wärmeaustauscherrohre vor Korrosion bevorzugt solche Finnen, die korrodiert werden. Dazu soll das
Elektrodenpotential des zur Finnenherstellung verwendeten
Materials negativ sein; ferner soll es sich um selbstverbrauchendes Material für die Anoden handeln.
Wie aus den Ergebnissen gemäß Beispiel 6 ersichtlich ist, sind die erfindungsgemäß zusammengesetzten
Materialien Nr. 3(A) bis 3(D) den bekannten Legierungsrnaterialien
1050 weitaus überlegen. Die bekannte Legierung 7072 (Probe Nr. 2) ist als selbstverbrauchendes
Anodenmaterial mit den erfindungsgemäß zusammengesetzten Materialien vergleichbar; jedoch sind
(vgl. Tabelle XIII) diese bekannten Legierungen bzgl. der Verformbarkeit weitaus unterlegen.
Bei Verwendung von 0,5 bis 2,0% Zn wird das
Finnen-Material aber nur für die Herstellung von solchen Finnen in Wärmeaustauschern eingesetzt, die
ausschließlich aus Aluminium hergestellt sind. Wenn man ein Finnenmaterial für aus Kupfer od. dgl.
hergestellte Wärmeaustauscher verwendet, kommt ein geringerer Zn-Gehalt in Frage, z.B.
<O,25o/o.
Das erfindungsgemäße Material ergibt brauchbare harte und dünne Finnen, ist ausgezeichnet verformbar
und bietet im Vergleich zu bekannten Blechen höhere Festigkeit bei der Herstellung der Finnen unter
Anwendung des hier angegebenen Verfahrens, so daß auch die Adhäsion zwischen den Finnen und den Rohren
des Wärmeaustauschers erheblich verbessert und dadurch der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers
wesentlich erhöht werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Aluminiumblech zur Verwendung bei der Herstellung von Finnen für Wärmeaustauscher
durch Ausbilden von Rohrdurchdringungslöchern mittels Lochen, Austopfen, Tiefziehen und Umbördeln,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung wenigstens eine weitere Mctallkomponente
aus der Reihe Titan, Zirkonium, to Molybdän, Chrom, Vanadin, Hafnium, Tantal, Wolfram,
Niob, Technetium und Rhenium, die zur peritekiischen Reaktion mit AI in der Lage ist, in
einer Menge von 0,05 bis 0,4% einzeln und höchstens bis 0,5% insgesamt enthält und die Aluminiumlegierung
weiterhin wenigstens eine Komponente aus der Reihe von bis zu 0,25% Kupfer, bis zu 0,5%
Magnesium, bis zu 0,5% Mangan, bis zu 0.7% Eisen, bis zu 0,002% Beryllium, bis zu 0,1% Bor in Form
von TiB2 und bis zu 0,7% Sildum enthält und einem Homogenisierungsglühen, einem Warmwalzen,
einem Kaltwalzen und einer Warnvauslagerung bei wenigstens 1500C, aber ohne Rekristallisation des
Gefüges unterworfen worden ist.
2. Metaliblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Legierung zusätzlich noch 04 bis 2,0% Zink enthält.
3. Verfahren zur Herstellung von Aluminiumblech gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Legierungs-Gußbarren im Temperaturbereich von 630 bis 3500C während 1 bis 48 h
homogenisiert, warmgewalzt, mit oder ohne Zwischenglühungen
mit einem Abwalzgrad von mindestens 20%, vorzugsweise mindestens 70% Kaltgewalzt
und während 1 bis 6 h warmausgelagert wird.
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