DE2740066A1 - Titanstabilisierter tiefziehstahl fuer die heissgalvanisierung - Google Patents
Titanstabilisierter tiefziehstahl fuer die heissgalvanisierungInfo
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Description
HOFFMANN EITLE & PARTNER 9 7 4 0 Q 6
DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN
ARABEILASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO N CH EN 81 · TELEFON (08?) 911087 . TE LE X 05-29619 (PATH E)
SL
29 666 o/wa
BERGSLAGS AB, FALLUN / SCHWEDEN
Titanstabilisierter Tiefziehstahl für die
Heissgalvanisierung
Die Erfindung betrifft einen Kaltwalzstahl, der tiefgezogen
wird und mit Kupfer, Chrom und Nickel in solchen Mengen legiert ist, dass die bestmögliche Anhaftung zwischen der Stahloberfläche
und der Zinkschicht beim Heissgalvanisieren erhalten wird.
Eine übliche Stahlqualität zum Tiefziehen ist SIS 141147
(Schwedischer Industriestandard). Um die besten Eigenschaften beim Tiefziehen zu erzielen, wird ein kaltgewalzter und
aufgerollter Stahlstreifen in einem glockenartigen Ofen oder einer ähnlichen Vorrichtung bei einer Temperatur von 650 bis
7OO°C während annähernd 20 Stunden angelassen und anschliessend wird der Streifen walzgeglüht. Die TiefZieheigenschaften
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werden durch den "R-Wert" gemessen, der näher beschrieben wird in der bekanntgemachten schwedischen Patentanmeldung
Nr. 375 326. Die vorerwähnte Blattqualität erhält durch die Wärmebehandlung einen R-Wert von etwa 1,5.
Eine übliche Verfahrensweise zum Heissgalvanisieren besteht darin, dass man von dem kaltgewalzten und aufgerollten Stahlstreifen
ausgeht, der in nacheinanderfolgenden Schritten zunächst durch einen Glühofen geleitet wird, in dem er erweicht
und und leicht gehandhabt werden kann, und dann weiter durch ein Galvanisierbad geführt wird, worauf er dann wiederum
aufgerollt wird. Nach diesem Verfahren erhalten Stähle der Qualität SIS 141147 keine guten Tiefzieheigenschaften, die
oftmals nicht oberhalb eines R-Wertes von 1,0 liegen.
Eine andere Stahlqualität zum Tiefziehen ist mehr und mehr in Gebrauch gekommen. Diese Stahlqualität enthält geringe
Mengen an C und Mn, vorzugsweise nicht oberhalb 0,020 Gew.% bzw. 0,040 Gew.%,und einen Zusatz von Ti, der 0,40 Gew.%
nicht übersteigen soll. Im Gegensatz zur Stahlqualität SIS 141147 erhält diese Qualität gute Tiefzieheigenschaften auch
nach dem Heissgalvanisieren. Wird der Streifen in kontinuierlichen Schritten durch einen kontinuierlichen Anlassofen bei
800 bis 900°C geführt, dann auf 450 bis 5000C gekühlt und
durch ein heisses Galvanisierbad geleitet, so erhalten die so hergestellten Blätter Tiefzieheigenschaften entsprechend
einem R-Wert von 1,5 oder etwas darüber.
Bei der ersterwähnten Stahlqualität SIS 141147 gab es keine
wesentlichen Probleme, um das Zink an der Blattoberfläche anhaften
zu lassen. Bei den erwähnten Ti-legierten Blättern
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kommt jedoch ein erheblicher Ausschuss zustande, der auf eine ungenügende Haftung des Zinks zurückzuführen ist.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass beim Legieren von Cu, Cr und Ni in gewissen vorbestimmten Mengen zu einem
titanstabilisierten Stahl die Anhaftung erheblich verbessert werden kann und ein Niveau erreicht, das dem eines normalen
mit Aluminium beruhigten Stahl der Type SIS 141147 entspricht. Durch die eingestellte Zugabe der vorerwähnten Legierungskomponenten war es möglich, den aufgrund schlechter Haftung
bedingten Ausschuss um 7 % zu senken. Die Zusammensetzung des Stahls wird im Patentanspruch angegeben.
Um festzustellen, ob eine befriedigende Haftung beim Heissgalvanisieren
von aufgerollten* erzielt wurde, wurden Proben genommen, indem man den Stahl längs der Walzrichtung aufgeschnitten
hat. Die Biegung entsprechend Fig. 4 wird an der abgeschnittenen Kante eingerichtet. Sie erstreckt sich dann in
Richtung längs der Walzrichtung. Durch diese Anordnung ist es möglich, die Anhaftung sowohl an der Seite als auch an den
mittleren Teilen des Stahlstreifens zu prüfen. Nach dem Biegen wird die Oberfläche an der Biegung visuell untersucht, um
festzustellen, ob die Zinkschicht noch an der Blattoberfläche
anhaftet oder ob irgendeine Flockenbildung aufgetreten ist. Die Ergebnisse wurden nach einer 5-gradigen Skala bewertet, wobei
1 für "einwandfrei" und 5 für "merkliches Flocken" steht.
Beschreibung der Figuren:
Fig. 1 Der Gehalt an Ni in dem Stahl in Gew-% wird längs der Abszisse angegeben und der Gehalt an Cr in dem
Stahl in Gew.% längs der Ordinate. Stahl mit eine, Cr und Ni Gehalt oberhalb der Kurve zeigt eine ausreichende
Anhaftung nach dem Heissgalvanisieren.
rBändern 809817/0825 -4-
Fig. 2 Der Gehalt an Kupfer in dem Stahl in Gew.% ist längs der Abszisse angezeigt und der Gehalt an Cr in dem
Stahl in Gew.% ist längs der Ordinate angezeigt. Stahl mit einem Gehalt an Cr und Cu oberhalb der gezeigten
Kurve weist nach dem Heissgalvanisieren eine ausreichende Haftung auf.
Fig. 3 Der Gehalt an Ni in dem Stahl in Gew.% ist längs der Abszisse und der Gehalt an Cu in dem Stahl ist längs
der Ordinate in Gew.% angegeben. Stahl mit einem Cu und Ni Gehalt oberhalb der Kurve zeigt eine ausreichende
Anhaftung nach dem Heissgalvanisieren.
Fig. 4 Diese Fig. zeigt einen Prüfkörper, wie er vorher erwähnt wurde. Das galvanisierte Blatt wurde zu der
gezeigten Form gebogen, um die Anhaftung nach dem Heissgalvanisieren bewerten zu können.
Um die gewünschten Mengen an Cu, Cr und Ni zum Erhalt eines befriedigenden Materials hinsichtlich der Anhaftung herauszufinden,
werden diese Materialien in 101 Ansätzen zu einem titanstabilisierten Stahl zugegeben, innerhalb der folgenden Analysengrenzen:
C =0 bis 0,020 Gew.%
Mn = 0 bis 0,040 Gew.%
Ti =0,15 bis 0,30 Gew.%
Mn = 0 bis 0,040 Gew.%
Ti =0,15 bis 0,30 Gew.%
wobei der Rest Fe und übliche Verunreinigungen sind.
heissgalvanisierte Stahlstreifen aus diesen Ansätzen werden
gründlich hinsichtlich der Anhaftung des Zinks untersucht, indem
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man den Biegeversuch vornimmt und die Ergebnisse durch visuelle Untersuchung nach der vorher beschriebenen Methode feststellt.
In den Fig. 1 bis 3 werden die zugefügten Legierungskomponenten in Gew.% jeweils auf der X- bzw. Y-Achse gezeigt.. Die drei
Kurven sind so gezeichnet worden, dass alle Streifen, die gute Ergebnisse hinsichtlich der Anhaftung zeigten, in den Raum oberhalb
der Kurven fielen, während alle Streifen, die nicht annehmbar waren, in den Raum unterhalb der Kurven fielen. Unter
"annehmbar" wird verstanden, dass die Streifen die Bewertung 1 beim Biegetest erhielten. Einige Proben mit der Bewertung 2
sind jedoch in den 1-Werten oberhalb der Kurve mit eingeschlossen.
Aber diese mit 2 bewerteten Proben übersteigen bei keinem der Diagramme 10 % der mit 1 bewerteten Proben.
Fig. 1 und 3 zeigen, dass der Ni Gehalt 0,02 bis 0,05 Gew.% betragen soll.
Fig. 1 und 2 zeigen, dass der Cr Gehalt wenigstens 0,03 Gew.% betragen soll und Fig. 2 und 3 zeigen, dass der Cu Gehalt wenigstens
0,04 Gew.% ausmachen soll.
Der Cr Gehalt wurde auf 1 Gew.% als Höchstgrenze festgelegt, weil keine weitere Verbesserung der Anhaftung oberhalb dieser Grenze
zu erwarten ist.
Der Cu Gehalt wurde auch auf 1 Gew.% als Höchstgrenze beschränkt. Oberhalb dieses Wertes besteht die Gefahr eines Ausfallens von
Cu in den Korngrenzen, wodurch eine Kupferversprödung eintritt. Es kann auch ein Ausfallen des Kupfers in der Matrix stattfinden,
wodurch ein härteres Material mit schlechteren Zieheigenschaften erhalten wird,
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Kaltgewalzter Stahl zum Tiefziehen mit befriedigenden Anhaftungseigenschaften
soll somit enthalten:
0 bis 0,02 Gew.% C
0 bis 0,04 Gew.% Mn
0,01 bis 0,04 Gew.% Ti vorzugsweise 0,15-0,30 Gew.%
0,04 bis 1,0 Gew.% Cu
0,03 bis 1,0 Gew.% Cr
0,02 bis 0,05 Gew.& Ni
wobei der Rest Eisen und übliche Verunreinigungen sind.
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Claims (1)
- HOFFMANN · EITLE «& PARTNER ? 7 Λ Q Q fi 6PATENTANWÄLTE ^DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . D I PL.-I N G. W. E ITLE - OK. RER. NAT. K. HOFFMANN . D I PL.-1 N G. W. LE H NDIPl.-ING. K. FOCHSlE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELIASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MD N C H E N 81 · TE LE FO N (089) 911087 · TE LEX 05-29619 (PATH E)29 666 o/waBERGSLAGS AB, FALLUN / SCHWEDENTitanstabilisierter Tiefziehstahl für die HeissgalvanisierungPATENTANSPRUCHTitanstabilisierter Tiefziehstahl, enthaltendO bis 0,020 Gew.% C O bis 0,040 Gew.% Mn 0,01 bis 0,40 Gew.% Tivorzugsweise 0,15 bis 0,30 Gew.%, wobei der Rest Eisen und übliche Verunreinigungen sind, dadurch gekennzeich net, dass ein zum Heissgalvanisieren bestimmter Stahl zusätzlich0,03 bis 1,0 Gew.% Cr0,02 bis 0,05 Gc;.*. % Niund 0,04 bis 1,0 Gew.% Cuenthält.8098 1 7/0625ORIGINAL INSPECTED
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