DE2917627A1

DE2917627A1 - Verfahren zum herstellen von aluminiumbaendern oder -blechen sowie deren verwendung

Info

Publication number: DE2917627A1
Application number: DE2917627A
Authority: DE
Inventors: Juergen Hennings; Werner Dipl Ing Dr Horn
Original assignee: Aluminium Walzwerke Singen GmbH
Current assignee: Constellium Singen GmbH
Priority date: 1979-05-02
Filing date: 1979-05-02
Publication date: 1980-11-13
Also published as: US4460418A; JPS55152160A; EP0018946B1; US4326895A; EP0018946A1; DE3063052D1

Description

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' PATENTANWALT

PROFESSIONAL REPRESENTATIVE BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRE AGREE PRES L'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS

Aluminium Walzwerke D-7700 singen ι

Erzbergerstr. 5a Singen GmbH Postfach 464

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Bodenseepatent

Aluminiumstraße 22 Teiex 793850

================== Telefon (0 77 31) 61135

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Verfahren zum Herstellen von Aluminiumbändern oder -blechen sowie deren Verwendung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumbandes oder -bleches, insbesondere eines Aluminiumbleches von etwa 0,1 bis 7 mm Dicke für den Karosseriebau, durch Warm- und Kaltwalzen sowie deren Verwendung.

Der Einsatz von Aluminiumblechen zur Herstellung von Karosserieteilen wie z. E. Türen, Motorhauben, Heckklappen und Kotflügel ist bekannt. Im Hinblick auf die vorgesehenen Maßnahmen zur Energieeinsparung, insbesondere auch der bereits bestehenden Gesetze in den Vereinigten Staaten von Nordamerika, müssen u. a. die Fahrzeuge leichter gemacht werden, so daß mit dem vermehrten Einsatz von festen und gut umformbaren Aluminiumwerkstoffen für Karroserieteile zu rechnen ist.

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Bei der Fertigung von Automobilkarosserien wird als Verbindungsverfahren das Widerstandspunktschweißen eingesetzt, wobei die Standzeiten der Elektroden beim Verbinden von Stahlblechen mit ca. 10 0OO - 15 0OO Schweißpunkten angegeben werden. Entsprechende Werte beim Verbinden von Aluminium liegen derzeit etwa bei 100 - 500 Punkte. Danach müssen die Kupferelektroden von dem anlegierten Aluminium gereinigt werden.

Die Ursache für die im Vergleich zur Stahlblechpunktschweißung verstärkte Legierungsbildung von Aluminium und Kupfer beim Vorgang der Widerstandspunktschweißung ist neben den unbeeinflußbaren physikalischen und thermodynamlschen Eigenschaften der Metalle Aluminium und Kupfer der relativ hohe und stark schwankende Übergangswiderstand von Kupferelektrode zum Aluminiumblech. Dieser ist in erster Linie auf die Dicke der Oxidschicht und die Zusammensetzung der Oberflächenschicht zurückzuführen. Bekanntlich hat der übergangswiderstand von Aluminium-Legierungen einen wesentlichen Einfluß auf deren WiderStandspunktSchweißbarkeit, wobei die Hauptursachen für die Unregelmäßigkeit der Schweißungen und für die kurzen Elektrodenstandzeiten bei unbehandelten Aluminiumblechen die hohen und ungleichmäßigen Ubergangswiderstände an den Stromübergangsstellen sind. Diese beeinflussen die Energieumsetzung im Sekundärkreis und bewirken, daß die Qualität der erstellten Verbindungen stark schwankt.

Eine Oberflächenbehandlung wie: Bürsten, Sandstrahlen, Naßstrahlen und Beizen der Aluminiumhalbzeuge vor dem Widerstandspunktschweißen setzen den Übergangswiderstand stark

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herab. Allerdings wird dann ζ. B. bei Aluminiumblechen die gewalzte Oberfläche meist sehr aufgerauht, wodurch die Gleichmäßigkeit der Oberfläche gestört wird und die etwa bei Karosserieteilen aufgebrachte Lackierschicht entsprechend unruhig wirkt.

So hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren zum Herstellen gut verformbarer Aluminiumbänder bzw. -bleche erhöhter Punktschweißbarkeit zu schaffen, die eine für die Verformung und Lackierung günstige Oberfläche aufweisen. Darüber hinaus soll deren Verwendbarkeit verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem das Band oder Blech nach dem Warm- und Kaltwalzen auf ehe Zwischendicke, welche der etwa 1,5 bis 2,5facher Enddicke des Bandes entspricht, in alkalischer Lösung gebeizt sowie anschließend auf seine Enddicke unter Verwendung von Kaltwalzhilfsmitteln kaltgewalzt und gegebenenfalls dann wärmebehandelt wird.

überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß sich eine v/esentliche Verbesserung der Punktschweißbarkeit durch Abtragen der übergangswiderstand erhöhenden Oberflächenschicht bei 1,5 bis 2,5facher Enddicke erzielen läßt. Die nachfolgenden Kaltwalzgänge und Wärmebehandlungen verschlechtern diese gute Punktschweißbarkeit nur unwesentlich. Man erhält somit die Möglichkeit, durch das anschließende Walzen eine für das Umformen und Lackieren optimale Oberfläche einzustellen. Außerdem ist dieser Weg im Vergleich zur Oberflächenbehandlung der fertiggewalzten Bänder wirtschaftlicher, da die zu behandelnde Oberfläche im Zwischenstadium kleiner ist.

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AIs besonders günstig haben sich dabei Aluminiumlegierungen der folgenden Zusammensetzungen erwiesen:

1. 0,4 bis 1,5 % Magnesium, 0,3 bis 1,5 % Silizium, 0 bis 0,03 % Kupfer, 0 bis 0,5 % Eisen, 0 bis 1,0 % Mangan und Aluminium als Rest.

2. 0,3 bis 6 % Magnesium, 0 bis 1,0 % Mangan, 0 bis 0,40 % Silizium, 0 bis 0,40 % Eisen, 0 bis 0,2 % Kupfer, O bis 0,5 % Chrom und Aluminium als Rest.

3. 1,0 bis 5,0 % Kupfer, 0,4 bis 2,5 % Magnesium, 0 bis 0,8 % Silizium, 0 bis 0,7 % Eisen, 0 bis 1,5% Mangan.

Diese werden dann warm- und kaltgewalzt, zwischengebeizt, fertiggewalzt und wärmebehandelt.

Zum Beizen wird eine Lösung mit Natronlauge, Polyphosphate Netsmittel und Inhibitoren bevorzugt.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Verwendung von AIuminiumbändern oder -blechen als punktgeschweißte Vorrichtungsteile, insbesondere als Karosseriebieche, wobei die Aluminiumbänder oder -bleche nach dem Warm- und Kaltwalzen auf eine Zwischendicke vom etwa 1,5 bis 2,5fachen der Enddicke in alkalischer- Lösung gebeizt sowie anschließend auf ihre Enddicke unter Verwendung von Kaltwalzhilfsmitteln kaltgewalzt und gegebenenfalls wärmebehandelt worden sind.

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Beispiele;

Es wurde je ein Band der Werkstoffe

- Reinaluminium (A198,7),

- AlMgSi mit 0,4 % Mg und 1,2 % Si und

- AlMg3

hergestellt in den Varianten

1) ohne Zwischenbeizung, also normaler Fertigungsweg

2) mit Zwischenbeizung und anschließendem Abwälzen an Enddicke mit anschl. Wärmebehandlung.

In der folgenden Tabelle sind die Werte für die Widerstände Kupferelektrode zu Blech der jeweiligen Varianten aufgeführt.

Werkstoff	Var.	Übergangswider stand Cu/Al-Blech in ii Λ.	Streuung
A198,7 weich	1	32	+ 10
AlMgO,4Si- 1,2 ka	2	13,1	+ 3
AlMg3 weich	1	15,1	+ 6,3
2	4,3	+ 2,2
1	290	+ 40
2	30	+ 5

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

M/Verfahren zum Herstellen eines Aluminiumbandes oder -bleches, insbesondere eines Aluminiumbleches von
etwa 0,1 bis 7 mm Dicke für den Karosseriebau, durch Warm- und Kaltwalzen,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Band oder Blech nach dem Warm- und Kaltwalzen auf eine Zwischendicke, welche der etwa 1,5 bis 2,5fachen Enddicke des Bandes entspricht, in alkalischer Lösung gebeizt sowie anschließend auf seine Enddicke unter Verwendung von Kaltwalzhilfsmitteln kaltgewalzt und gegebenenfalls dann wärmebehandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminiumlegierung der Zusammensetzung 0,4 bis 1,5 % Magnesium, 0,3 bis 1,5 % Silizium, O bis 0,03 % Kupfer, O bis 0,5 % Eisen, ο bis 1,0 % Mangan und Aluminium als Rest, warm- und kaltgewalzt, zwischengebeizt, fertiggewalzt und wärmebehandelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminiumlegierung der Zusammensetzung 0,3 bis 6 % Magnesium, O bis 1,0 % Mangan, O bis 0,40 Silizium» O bis 0,40 % Eisen, O bis 0,2 % Kupfer, O bis 0,5 % Chrom und Aluminium als Rest warm- und kaltgewalzt, zwischengebeizt, fertiggewalzt und wärmebehandelt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aluminiumlegierung der Zusammensetzung 1,0 bis 5,0 % Kupfer, 0,4 bis 2,5 % Magnesium, 0 bis 0,8 % Silizium, 0 bis 0,7 % Eisen, 0 bis 1,5 % Mangan warm- und kaltgewalzt, zwischengebeizt, fertiggewalzt und wärmebehandelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das alkalische Beirzen in einer Lösung aus Natronlauge, Polyphosphat, Netzmittel und Inhibitoren erfolgt.
6. Verwendung von Aluminiumbändern oder -blechen als punktgeschweißte Vorrichtungsteile, insbesondere als Karosseriebleche, wobei die Aluminiumbänder oder -bleche nach dem Warm- und Kaltwalzen auf eine Zwischendicke vom etwa 1,5 bis 2,5fachen der Enddicke in alkalischer Lösung gebeizt sowie anschließend auf ihre Enddicke unter Verwendung von Kaltwalzhilfsmitteln kaltgewalzt und gegebenenfalls warmebehande.lt worden sind.
7. Verwendung von Aluminiumbändern oder -blechen gemäß Anspruch 6, bei denen eine Aluminiumlegierung der Zusammensetzung

0,4 bis 1,5 % Magnesium, 0,3 bis 1,5 % Silizium, 0 bis 0,03 % Kupfer, 0 bis 0,5 % Eisen, 0 bis 1,0% Mangan und Aluminium als Rest,

oder

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0,3 bis 6 % Magnesium, 0 bis 1,0 % Mangan, 0 bis 0,40 % Silizium, 0 bis 0,40 % Eisen, 0 bis 0,2 % Kupfer, 0 bis 0,5 % Chrom und Aluminium als Rest,

oder

1,0 bis 5,0 % Kupfer, 0,4 bis 2,5 % Magnesium, 0 bis 0,8 % Silizium, 0 bis 0,7 % Eisen, 0 bis 1,5% Mangan

warm- und kaltgewalzt, zwischengebeizt, fertiggewalzt und wärmebehandelt worden ist.

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