DE3410037A1

DE3410037A1 - Verfahren zum kaltfliesspressen von aluminium und aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE3410037A1
Application number: DE19843410037
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Dipl.-Ing. 5300 Bonn Becker
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1984-03-19
Filing date: 1984-03-19
Publication date: 1985-09-19
Also published as: NO854266L; BR8505858A; AU583816B2; EP0211831B1; IT8519950A0; EP0211831A1; EP0211831B2; WO1985004194A1; JPS61501458A; IT1184738B; AU4069885A; DE3566556D1

Description

Verfahren zum kaltfließpressen von
Aluminium und Aluminiumlegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kaltfließpressen von Aluminium und Aluminiumlegierungen, wobei als Rohteil ein Butzen (auch Butze, Ronde oder Platine genannt) verwendet wird. Als Werkstoffe für die Herstellung von Fließpreßteilen eignen sich grundsätzlich alle Aluminiumknetwerkstoffe (Aluminium-Taschenbuch, Seite 469/471).
Reinaluminium und nichtaushärtbare Aluminiumlegierungen werden ausschließlich im Zustand"'richgeglüht" fließgepreßt. Auch aushärtbare Legierungen werden nur im Zustand "Teichgeglüht" fließgepreßt, lediglich Legierungen des Typs AlMgSi können ggf. im Zustand "frisch abgeschreckt" oder "kaltausgehärtet" verarbeitet werden (Aluminium-Taschenbuch, Seite 372/K.Mayerhofer, Seite 30).
Es ist bekannt, daß Legierungen des Typs AlMgSi nach einer Lo, sungsglühung undAbschrecken nicht wesentlich fester sind als im Zustand weich. Auch die Verformbarkeit nimmt dadurch nicht sehr stark ab. AlMgSi-Legierungen zeigen keine besonders ausgeprägte Kaltaushärtung. Die Festigkeit der Legierungen AlMgSi steigt durch Kaltaushärten nicht stark an, im Gegensatz zu z.B. Legierungen des Typs AlCuMg oder AlZnMgCu.
Das Formänderungsvermögen der Rein- und Reinstaluminiumsorten hängt von ihrer Reinheit ab. Der erreichbare Umformgrad steigt mit größer werdendem Reinheitsgrad (K.Mayerhofer, Seite 28).
Nicht aushärtbare Legierungen des Typs AlMg, mit einem Legierungsgehalt von 2 - 3 % Magnesium, werden nur dann verarbeitet, wenn es zwingend erforderlich ist, da das Formänderungsvermögen gegenüber Reinaluminium erheblich verringert ist (K.Mayerhofer, Seiten 29, 30).
Bei aushärtbaren Legierungen sinkt das Umformvermögen mit steigender Festigkeit ab. Wegen ihrer hohen Formänderungsfestigkeit lassen die Werkstoffe AlCuMg1 und AlZnMgCuO,5 nur größere Wanddicken zu. Sie können nur im Zustand weichgeglüht fließgepreßt werden (Aluminium-Taschenbuch, Seiten 471/472 / K.Mayerhofer, Seiten 30/31).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Festigkeitswerte von Fließpreßteilen aus Reinaluminium und Aluminiumlegierungen bei gleichzeitig guten Dehnungseigenschaften zu verbessern. Erfindungsgemäß geschieht dies durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß Rohlinge aus allen Legierungstypen, die im Zustand verformungsverfestigt (preßhart, walzhart etc.) verarbeitet wurden, nach dem Fließpressen sowohl bessere Festigkeitswerte als auch Dehnungswerte aufwiesen. Dabei wurden Umformgrade größer 90 % verwirklicht.
Besonders hohe Festigkeitswerte konnten durch die Verarbeitung von vor dem Kaltfließnressen . wärmebehandelten Butzen erreicht werden. Es handelt sich hierbei insbesondere um aushärtbare Legierungen, auch aushärtbare Gußlegierungen.
Die Werkstoffe wurden löungsgeglüht, abgeschreckt, teilweise kaltausgelagert und/oder stabilisiert, d.h. kurzzeitig bei niederen Temperaturen warmausgelagert und/oder voll warmausgelagert. Dadurch konnten Festigkeitswerte erzielt werden, die weit über denen von herkömmlich verarbeitetem Material liegen.
Herkömmlicherweise werden Butzen aus aushärtbaren Legierungen vor dem Fließpressen weichgeglüht. Die Wärmebehandlung um die notwendigen Festigkeitswerte zu erzielen, wird erst nach dem Fließpressen durchgeführt. Meist kommt es durch das Abschrecken nach dem Lösungsglühen zu einem Verzug der Bauteile, sodaß ein zusätzlicher Richtvorgang notwendig wird. Die Festigkeitswerte derartig behandelten Materials liegen normalerweise unter denen von stranggepreßtem oder geschmiedetem Halbzeug.
Hierfür ist die außerordentlich hohe Versetzungsdichte des sehr stark kaltgeformten Materials verantwortlich.
Erfindungsgemäß sollen Butzen aus verformungsharten Werkstoffen verarbeitet werden, die dann nach dem Fließpressen je nach Bedarf noch wärmebehandelt werden können. Diese Bauteile weisen gegenüber denen aus weichgeglühtem Material hergestellten Bauteilen deutliche Vorteile in bezug auf Festigkeitswerte und Dehnungswerte auf.
Erfindungsgemäß sollen auch solche Butzen verarbeitet werden, die bereits vor dem Fließpressen teilweise oder vollständig wärmebehandelt (Lösungsglühen, Abschrecken, Kalt- oder Warmauslagern) worden sind. Diese Bauteile weisen Festigkeitswerte auf die weit über denen herkömmlich (weichgeglüht) hergestellter Bauteile liegen.
Auch können erfindungsgemäß Guß legierungen im Zustand gegossen , verformt oder wärmebehandelt verarbeitet werden.
Neben guten Festigkeitswerten weisen Bauteile aus diesen Legierungen auch die charakteristischen Vorteile der aus Aluminiumgußwerkstoffen hergestellten Teile auf. Dies sind insbesondere eine höhere Warmfestigkeit, hohe Verschleißbeständigkeit und geringe Wärmeausdehnung.
Das erfindungsyemäße Verfahren zum Fließpressen von Aluminium und Aluminiumlegierungen bringt eine erhebliche Festigkeitssteigerung der Bauteile gegenüber herkömmlich hergestellten Bauteilen. Dadurch können beispielsweise mit Legierungen des Typs AlMgSiO,5 Festigkeitswerte erreicht werden, die über denen der Legierung AlMgSi1 liegen, wenn diese herkömmlich verarbeitet wurden. Durch das erfindungsgemäße Verarbeiten von hochfesten Aluminiumlegierungen des Typs AlCuMg, AlZnMg und AlZnMgCu sowie pulvermetallurgisch hergestellten Aluminiumlegierungen, wie z.B.
Al-Lithium-Legierungen oder ähnlichen werden Festigkeitswerte erzielt, die wenigstens 20 % über den bisher gemessenen Festigkeitswerten liegen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in einer erheblichen Energieeinsparung zu sehen. Zum einen entfällt die nach herkömmlichen Verfahren notwendige Weichglühung vor dem Fließpressen und dadurch auch bei aushärtbaren Aluminiumlegierungen der nach dem Lösungsglühen und Abschrecken notwendige Richtvorgang.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dazu wurde die Legierung AlMgSiO,5 (AA 6060) im weichen (herkömmlichen Verfahren), verformungsharten und voll warmausgehärtetem Zustand fließgepreßt.
Unten angegebene Werte wurden an Hülsen mit einem Umformgrad von 92% ermittelt: F-Werte der F-Werte der F-Werte der HUl-Butzen Flüssen im Zu- sen fp und wärstand fp mebehandelt Legierung Butzenzustand Rpo 2 Rm A5 Rp0,2 zum A5 Rp0,2 Rm A5 Butzen-(Nrnn2> (V) (N/mm ) (9) (N/mm2) (g) ' AR 6060 weich 33 89 42 185 208 4 233 245 6,5 29,5 AA 6060 verformungs- 44 135 32 231 254 5 220 251 6,5 47,5 verfestigt AA 6060 verformungsverfestigt 249 267 13,5 333 350 4,5 - - - 91 und warmausgehärtet Die Weichglühung erfolgte während 4 Stunden bei 360 OC mit anschließender Ofenabkühlung.
Zustand "verformungsverfestigt" wurde durch Strangpressen aufgebracht.
Die Aushärtung erfolgte durch eine Glühung von 7 Minuten bei 525 OC mit nachfolgender Abschreckung an Wasser und einer Warmauslagerung von 10 Stunden bei 180 OC

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Fließpressen von Aluminium und Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohling nach seiner Herstellung durch Strangpressen, Fließpressen, Schmieden, Walzen, Gießen oder beliebige Verfahrenskombinationen im verformungsverfestigten Zustand kaltfließgepreßt wird.
2. Verfahren zum Fließpressen von Aluminium und Aluminiumlegierungen, wobei ein Rohling durch Strangpressen, Fließpressen, Schmieden, Gießen und/oder Walzen hergestellt und ggf. nach einer Wärmebehandlung fließgepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling im verformungsverfestigten Zustand kaltfließgepreßt wird.
3. Verfahren zum Fließpressen von Aluminium und Aluminiumlegierungen unter Verwendung eines Rohlings, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling im Gußzustand fließgepreßt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling aus einer Legie-.
rung des Typs AlCuMg, AlZnMg, AlZnMaCu besteht und nach einer Lösungsglühung und Abschreckung kaltfließgepreßt wird 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling vor dem Kaltfließpressen lösungsgeglüht und abgeschreckt wird.
6. Verwendung eines Rohlings im verformungsverfestigten Zustand zum Kaltfließpressen von Aluminium und Aluminiumlegierungen.
7. Rohling zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er im Zustand "verformungsverfestigt" kaltfließgepreßt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling nach der Abschreckung und vor dem Fließpressen kaltausgelagert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling nach dem Abschrecken und vor dem Fließpressen warmausgelagert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling nach dem Abschrecken und vor dem Fließpressen kalt- und warmausgelagert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der fließgepreßte Gegenstand kalt-und/oder warmausgelagert wird.