DE2740066C2 - Titanstabilisierter Tiefziehstahl für die Heißgalvanisierung - Google Patents
Titanstabilisierter Tiefziehstahl für die HeißgalvanisierungInfo
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Description
0,03 bis 1,0% Cr
0,02 bis 0,05% Ni
0,04 bis 1,0% Cu
0,02 bis 0,05% Ni
0,04 bis 1,0% Cu
enthält
Die Erfindung betrifft einen kaltgewalzten Stahl, 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 141 147 (Schwedischer Industriestandard). Um die besten
Eigenschaften beim Tiefziehen zu erzielen, wird ein kaltgewalztes un' aufgewickeltes Stahlband in einem
Haubenglühofen oder einer ähnlichen Vorrichtung bei einer Temperatur von 65G bis 70u" C während annähernd
20 Stunden geglüht und anschließend dressiert. Die Tiefzieheigenschaften werden durch den »/?-Wert«
gemessen, der näher beschrieben wird in der bekanntgemachten schwedischen Patentanmeldung Nr. 375 326.
Die vorerwähnte Blechqualität erhält durch die Wärmebehandlung einen Ä-Wert von etwa 1,5.
Eine übliche Verfahrensweise zum Heißgalvanisieren besteht darin, daß man von kaltgewalztem und aufgewickeltem
Stahlband ausgeht, das in nacheinanderfolgenden Schritten zunächst durch einen Glühofen geleitet
wird, in dem es entspannt wird, und dann durch ein Galvanisierbad geführt wird, worauf es wiederum aufgewickelt
wird. Nach diesem Verfahren erhalten Stähle der Qualität SIS 141147 keine guten Tiefzieheigenschaften.
Sie liegen oftmals nicht oberhalb eines /?-Wertesvon
1,0.
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% bzw. 0,040%, und einen Zusatz
von Ti bis 0,40%. Im Gegensatz zur Stahlqualität SIS 141 147 enthält diese Qualität gute Tiefzieheigenschaften
auch nach dem Heißgalvanisieren. Wird das Band kontinuierlich durch einen Glühofen bei 800 bis 900°C
geführt, dann auf 450 bis 50O0C gekühlt und durch ein
heißes Galvanisierbad geleitet, so erhalten die so hergestellten Bänder Tiefzieheigenschaften entsprechend einem
Ä-Wert von 1,5 oder etwas darüber.
Bei der ersterwähnten Stahlqualität SIS 141 147 gab es keine wesentlichen Probleme, um das Zink an der
Blechoberfläche anhaften zu lassen. Bei den erwähnten Ti-Iegierten Blechen kommt jedoch ein erheblicher Ausschuß
zustande, der auf eine ungenügende Haftung des Zinks zurückgeführt 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 Stahls der Type SIS 141 147 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 Fatentansprach
angegeben.
Um festzustellen, ob eine befriedigende Haftung beim
Heißgalvanisieren von aufgewickelten Bändern erzielt wurde, wurden Proben längs der Walzrichtung genommen.
Der Biegeversuch entsprechend F i g. 4 wird an der Schnittkante längs der Walzrichtung vorgenommen.
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 Blechoberfläche
anhaftet oder 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:
F i g. 1 Der Gehalt an Ni in dem Stahl in % wird längs
der Abszisse angegeben und der Gehalt an Cr in dem Stahl in % längs der Ordinate. Stahl mit einem Cr und Ni
Gehalt oberhalb der Kurve zeigt eine ausreichende Anhaf lung nach dem Heißgalvanisieren.
Fig.2 Der Gehalt an Kupfer in dem Stahl in % ist
längst der Abszisse angezeigt und der Gehalt an Cr in dem Stahl in % 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 % ist längs
der Abszisse und der Gehalt an Cu in dem Stahl ist längs der Ordinate in % angegeben. Stahl .^nit einem Cu und
Ni Gehalt oberhalb der Kurve zeigt eine ausreichende Anhaftung nach dem Heißgalvanisieren.
F i g. 4 Diese Figur zeigt einen Prüfkörper, wie er vorher erwähnt wurde. Das galvanisierte Blech 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 Analysegrenzen·.
| C = | 0 | bis | 0,020% |
| Mn = | 0 | bis | 0,040% |
| Ti = | 0,15 | bis | 0J0% |
Reste Fe und übliche Verunreinigungen.
144 heißgalvanisierte Stahlstreifen aus diesen Ansätzen werden gründlich hinsichtlich der Anhaftung des
Zinks untersucht, indem man den Biegeversuch vornimmt und die Ergebnisse durch visuelle Untersuchung
nach der vorher beschriebenen Methode feststellt.
In der F i g. 1 bis 3 werden die zugefügten Legierungskomponenten in % jeweils auf der X- bzw. V-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.
F i g. 1 und 3 zeigen, daß der Ni Gehalt 0,02 bis 0,05%
betragen solL
Fig. 1 und 2 zeigen, daß der Cr Gehalt wenigstens
0,03% betragen soll und F i g. 2 und 3 zeigen, daß der Cu Gehalt wenigstens 0,04% ausmachen solL
Der Cr Gehalt wurde auf 1% als Höchstgrenze festgelegt weil keine weiteres Verbesserungen der Anhaftung oberhalb dieser Grenze zu erwarten ist
Der Cu Gehalt wurde auch auf 1 % als Höchstgrenze
beschränkt Oberhalb dieses Wertes besteht die Gefahr eines Ausfallens von Cu in den Koragrenzen, wodurch
eine Kupferversprödung eintritt Es kann auch ein Ausfallen des Kupfers in der Matrix stattfinden, wodurch
ein härteres Material mit schlechteren Zieheigenschaften erhalten wird.
Kaltgewalzter Stahl zum Tiefziehen mit befriedigenden Anhaftungseigenschaften für Zink soll somit enthalten:
0 bis 0,02% C
0 bis 0,04% Mn
0,01 bis 0,04% Ti
vorzugsweise 0,15—0,30%
0,04 bis 1,0% Cu
0,03 bis 1,0% Cr
0,02 bis 0,05% Ni
40
45
50
55
60
65
Claims (1)
- Patentanspruch:
TitansiabilisierterTiefziehstahi, bestehend aus0 bis 0,020% C
0 bis 0.040% Mn
0,01 bis 0,40% TiRest Eisen und übliche Verunreinigungen, zum Heißgalvanisieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl zusätzlich
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1977
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