DE69515010T2 - Verfahren zum Herstellen von Stahlband zum Tiefziehen von Stahldosen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Stahlband zum Tiefziehen von StahldosenInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes, das zur Herstellung von Stahlbehältern mittels Tiefziehen und Napfziehen dient.
- Zur Herstellung von Stahldosen und insbesondere von Dosen zur Aufnahme von Getränken werden kaltgewalzte Bänder aus Stahl mit niedrigem oder äusserst niedrigem Kohlenstoffgehalt verwendet, die durch Tiefziehen/- Napfziehen verformt werden. Die Bänder werden erhalten ausgehend von warmgewalzten Bändern, welche ein erstes Mal kaltgewalzt werden gind danach ausgeglüht werden, wonach sie ein zweites Mal kaltgewalzt werden, wobei der zweite Kaltwalzvorgang in einem einzigen Durchlauf erfolgt, wodurch eine Dickenverringerung von ungefähr 40% erhalten wird. Die derart erhaltenen Bänder weisen eine Dicke von mehr oder gleich 0,18 mm auf, eine Zugfestigkeit von weniger als 600 MPa und eine ausreichende Eignung für das Tief ziehen. Ein derartiges Verfahren ist in der EP 524162 A beschrieben.
- Um jedoch die Dicke der Wände von Stahlbehältern durch Tiefziehen/Napfziehen zu verringern, ist man bestrebt, Bänder aus kaltgewalztem Stahl herzustellen, deren Dicke kleiner als 0,18 mm ist und deren Zugfestigkeit grösser als 600 MPa ist. Zu diesem Zweck wird entweder der Verringerungsgrad während des zweiten Kaltwalzvorgangs vergrössert oder aber der Gehalt an Kohlenstoff oder der Gehalt an Mangan des Stahls. Eine entsprechende Technik ist in der EP 581 629 A1 beschrieben. Diese beiden Techniken weisen jedoch noch den Nachteil auf, die Eignung für das Tiefziehen der Bänder herabzusetzen, bis diese nicht mehr ausreicht.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalzten Stahlbändern vorzuschlagen, mit einer guten Eignung für das Tiefziehen, indem ihnen ein Anisotropiekoeffizient r zwischen 1,5 und 2,5 zugeordnet wird bei einer Zugfestigkeit von mehr als 600 MPa und einer Dicke von weniger als 0,18 mm.
- Zur Lösung dieser Aufgabe betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes, das zur Herstellung durch Tiefziehen und Napfziehen von Stahlbehältern bestimmt ist, wobei:
- - ein warmgewalztes Stahlband mit äusserst niedrigem Kohlenstoffgehalt bereitgestellt wird,
- - ein erster Kaltwalzvorgang des Bandes durchgeführt wird, um einen Rohling zu erhalten,
- - der Rohling einem Ausglühen unterworfen wird - und ein zweiter Kaltwalzvorgang durchgeführt wird und zwar mit wenigstens zwei Durchläufen.
- Vorzugsweise wird während des zweiten Kaltwalzvorgangs eine Dickenverringerung von wenigstens 35% durchgeführt.
- Der zweite Kaltwalzvorgang kann zwei Durchläufe aufweisen, wobei in diesem Fall während des ersten Durchlaufs eine Dickenverringerung von wenigstens 25% erfolgt und während des zweiten Durchlaufs eine Dickenverringerung von wenigstens 5%.
- Vorzugsweise beträgt die Dickenverringerung während des zweiten Kaltwalzvorgangs zwischen 38% und 47%, während das Ausglühen häufig zwischen 600ºC und 700ºC erfolgt und kontinuierlich durchgeführt werden kann.
- Zur Durchführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn ein Stahl mit äusserst niedrigem Kohlenstoffgehalt verwendet wird, dessen chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozenten aufweist:
- C ≤ 0,006%
- Si ≤ 0, 02%
- 0,15% ≤ Mn ≤ 0 0,35%
- S ≤ 0,015%
- P ≤ 0, 015%
- N ≤ 0,006%
- 0,02% ≤ A1 ≤ 0,06%
- Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende Verunreinigungen.
- Die Erfindung betrifft ausserdem ein Stahlband mit äusserst niedrigem Kohlenstoffgehalt zur Herstellung von Stahlbehältern mittels Tiefziehen/Napfziehen, dessen:
- Dicke kleiner als 0,18 mm ist,
- - Bruchfestigkeit grösser oder gleich 600 MPa ist,
- - Zipfeligkeitsgrad C zwischen 0 und -0,4 liegt,
- - der Anisotropiekoeffizient r zwischen 1,5 und 2,5 liegt und vorzugsweise in der Nähe von 2.
- Die Dicke des Bandes kann kleiner als 0,17 mm sein.
- Das Band kann aus einem Stahl bestehen mit der folgenden chemischen Zusammensetzung:
- 0,03% ≤ C ≤ 0,06%
- Si ≤ 0,03%
- 0,15% ≤ Mn ≤ 0,35%
- S ≤ 0,03%
- P ≤ 0,02%
- N ≤ 0,008%
- 0,02% ≤ Al ≤ 0,06%
- Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende Verunreinigungen.
- Zum besseren Verständnis wird die Erfindung im folgenden im einzelnen beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
- Die Erfinder haben in überraschender Weise festgestellt, dass beim Herstellen eines kaltgewalzten Bandes aus einem Stahl mit äusserst niedrigem Kohlenstoffgehalt, das erhalten wird ausgehend von warmgewalzten Bändern, die ein erstes Mal kaltgewalzt werden, danach geglüht werden, danach ein zweites Mal kaltgewalzt werden, dann, wenn der zweite Kaltwalzvorgang in zwei Durchläufen anstatt in einem Durchlauf erfolgt, es möglich ist, zugleich eine geringe Dicke, eine erhöhte mechanische Widerstandsfähigkeit und eine gute Eignung für das Tiefziehen zu erzielen.
- Unter geringer Dicke wird hierbei eine Dicke von weniger als 0,20 mm verstanden und vorzugsweise von weniger als 0,17 mm; unter erhöhter mechanischer Widerstandsfähigkeit wird eine Zugfestigkeit von mehr als 600 MPa verstanden; unter guter Eignung für das Tiefziehen wird ein Grad der Zipfeligkeit C zwischen 0 und -0,4 verstanden sowie ein Anisotropiekoeffizient r in der Nähe von 2 (der zwischen 1,5 und 2,5 liegt).
- Zur Herstellung eines derartigen Bandes wird ein Stahl mit äusserst niedrigem Kohlenstoffgehalt verwendet der folgenden chemischen Zusammensetzung in Gewicht:
- C ≤ 0,006%
- Si ≤ 0,02%
- 0,15% ≤ Mn ≤ 0,35%
- S ≤ 0,015%
- P ≤ 0,015%
- N ≤ 0,006%
- 0,02% ≤ Al ≤ 0,06%
- Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende Verunreinigungen.
- Mit diesem Stahl wird in herkömmlicher Weise ein warmgewalztes Band hergestellt, welches anschliessend kaltgewalzt wird, um ein kaltgewalztes Band (Rohling) einer Dicke zwischen 0,2 mm und 0,3 mm zu erhalten. Dieser Rohling wird anschliessend kontinuierlich zwischen 600ºC und 700ºC und vorzugsweise zwischen 630ºC und 680ºC geglüht. Danach wird dieser geglühte Rohling einem zweiten Kaltwalzvorgang unterworfen, der aus wenigstens zwei Durchläufen in einer kontinuierlichen Walzanordnung besteht. Die Dickenverringerung im ersten Durchlauf muss mehr als 30% betragen und die Dickenverringerung im zweiten Durchlauf muss mehr als 5% betragen; der gesamte Verringerungsgrad muss zwischen 35% und 50% liegen und vorzugsweise zwischen 40% und 45%. Man erhält damit kaltgewalzte Bänder, die besonders gut geeignet für die Herstellung von Stahlbehältern in Form von Getränkedosen durch Tiefziehen/Napfziehen sind und deren Eigenschaften weiter oben aufgeführt sind. Beispielsweise wurde ein Band mit der Dicke von 0,16 mm aus einem Stahl der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
- C = 0,002%
- Si = 0,003
- Mn = 0,208
- S = 0,012
- P = 0,01
- N = 0,005
- Al = 0,025%
- Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende Verunreinigungen.
- Das Ausglühen erfolgte bei 650ºC; während des zweiten Kaltwalzvorgangs betrug die Dickenverringerung im ersten Durchlauf 30% und im zweiten Durchlauf 10%.
- Die Zugfestigkeit des Bandes betrug 675 MPa, die mittels der magnetischen Anisotropiemethode gemessene Zipfeligkeit betrug -0,36 und der Anisotropiegrad r, der mit der Texturmethode RX gemessen wurde, betrug 2,01.
- Als zweites Beispiel wurde ein Band mit der Dicke von 0,16 mm mit der folgenden chemischen Zusammensetzung hergestellt:
- C = 0, 002%
- Si = 0,002%
- Mn = 0,218
- S = 0,009
- P = 0,006
- N = 0,005%
- Al = 0,027
- Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende Verunreinigungen.
- Das Ausglühen erfolgte bei 650ºC; während des zweiten Kaltwalzvorgangs betrug die Verringerung im ersten Durchlauf 30% und im zweiten Durchlauf 8%.
- Die Zugfestigkeit des Bandes betrug 635 MPa, der mit der magnetischen Anisotropiemethode gemessene Zipfeligkeitsgrad betrug -0,25 und der mit der Texturmethode RX gemessene Anisotropiegrad r betrug 2.
- Als drittes Beispiel wurde ein Band mit einer Dicke von 0,16 mm aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt der folgenden chemischen Zusammensetzung hergestellt:
- C = 0,03
- Si = 0,009
- Mn = 0,197
- S = 0,012
- P = 0,01
- N = 0,006%
- Al = 0,022%
- Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende Verunreinigungen.
- Das Ausglühen erfolgte bei 650ºC; während des zweiten Kaltwalzvorgangs betrug die Verringerung im ersten Durchlauf 20% und im zweiten Durchlauf 10%.
- Die Zugfestigkeit des Bandes betrug 626 MPa, der durch die magnetische Anisotropiemethode gemessene Zipfeligkeitsgrad betrug -0,42 und der mit der Texturmethode RX gemessene Anisotropiegrad r betrug 1,5.
- Zum Vergleich wurde ein Band mit einer Dicke von 0,16 mm mit einem Stahl der folgenden chemischen Zusammensetzung hergestellt:
- C = 0,002%
- Si = 0,003%
- Mn = 0,208
- S = 0,012ºs
- P = 0,01%
- N = 0,208%
- Al = 0,03
- Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende Verunreinigungen.
- Das Ausglühen erfolgte bei 650ºC; der zweite Kaltwalzvorgang wurde in einem einzigen Durchlauf durchgeführt, wobei der Verringerungsgrad 45% betrug.
- Die Zugfestigkeit des Bandes betrug 599 MPa, der durch die magnetische Anisotropiemethode gemessene Zipfeligkeitsgrad betrug -0,34 und der mit der Texturmethode RX gemessene Anisotropiegrad r betrug 2,09.
- Weiterhin wurde aus Vergleichsgründen ein Band mit der Dicke von 0,16 mm mit einem Stahl der folgenden chemischen Zusammensetzung hergestellt:
- C = 0,197%
- Si = 0,09
- Mn = 0,197%
- S = 0,12%
- P = 0,01
- N = 0,006%
- Al = 0,021%
- Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende Verunreinigungen.
- Das Ausglühen erfolgte bei 650ºC; der zweite Kaltwalzvorgang wurde in einem einzigen Durchlauf durchgeführt, wobei der Verringerungsgrad 30% betrug.
- Die Zugfestigkeit des Bandes betrug 599 MPa, der durch die magnetische Anisotropiemethode gemessene Zipfeligkeitsgrad betrug -0,46 und der mit der Texturmethode RX gemessene Anisotropiegrad r betrug 1,5.
- Die erfindungsgemässen Beispiele bieten hinsichtlich der Kombination aus Zugfestigkeit, Zipfeligkeitsgrad und Anisotropiekoeffizient einen erheblichen Vorteil bezüglich den zu Vergleichszwecken verwendeten Beispielen gemäss dem Stand der Technik.
Claims (10)
1. Verfahren zum Herstellen eines Stahlbandes, das
zur Herstellung von Stahlbehältern mittels Tiefziehen und
Napfziehen dient, wobei:
- ein warmgewalztes Stahlband mit äußerst niedrigem
Kohlenstoffgehalt bereitgestellt wird,
- ein erster Kaltwalzvorgang des Bandes durchgeführt wird,
um einen Rohling zu erhalten,
- der Rohling einem Ausglühen unterworfen wird
- und ein zweiter Kaltwalzvorgang durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kaltwalzvorgang mit
wenigstens zwei Durchläufen durchgeführt wird, dergestalt,
dass ein Band erhalten wird, dessen Dicke kleiner als 0,18
mm ist, dessen Bruchfestigkeit größer oder gleich 600 MPa
ist und dessen Anisotropiekoeffizient r zwischen 1,5 und
2,5 liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass während des zweiten Kaltwalzvorgangs
eine Dickenverringerung von wenigstens 35% erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass während des zweiten Kaltwalzvorgangs
mit den beiden Durchläufen während des ersten Durchlaufs
eine Dickenverringerung von wenigstens 25% und während des
zweiten Durchlaufs eine Dickenverringung von wenigstens 5%
erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die während des zweiten
Kaltwalzvorgangs erfolgte Dickenverringerung zwischen 38%
und 47% beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ausglühen zwischen 600ºC
und 700ºC durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ausglühen kontinuierlich
durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl mit äußerst
niedrigem Kohlenstoffgehalt die folgende chemische
Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist:
C ≤ 0,006%
Si ≤ 0,02%
0,15% ≤ Mn ≤ 0,35%
S ≤ 0,015%
P ≤ 0,015%
N ≤ 0,006%
0,02% ≤ Al ≤ 0,06%
Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende
Verunreinigungen.
8. Stahlband mit äußerst niedrigem
Kohlenstoffgehalt zur Herstellung von Stahlbehältern durch
Tiefziehen/Napfziehen, dadurch gekennzeichnet, dass:
- seine Dicke weniger als 0,18 mm beträgt,
- seine Bruchfestigkeit größer oder gleich 600 MPa ist,
- sein Grad der Zipfeligkeit C zwischen 0 und -0,4 liegt,
- sein Anisotropiekoeffizient r zwischen 1, 5 und 2, 5
liegt.
9. Band nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass seine Dicke kleiner als 0,17 mm ist.
10. Band nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, dass es aus einem Stahl besteht mit der
folgenden chemischen Zusammensetzung:
C ≤ 0,006%
Si ≤ 0,02%
0,15% ≤ Mn ≤ 0,35%
S ≤ 0,015%
P ≤ 0,015%
N ≤ 0,006%
0,02% ≤ Al ≤ 0,06%
Rest Eisen und aus der Verarbeitung stammende
Verunreinigungen.
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