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Verfahren zur Herstellung von Aluminiumblechen, die bei der Verformung
zu Hohlkörpern nur schwache Zipfelbildung verursachen Bei der Herstellung von Hohlkörpern
aus Aluminium verschiedener Reinheit durch Tiefziehen, Drücken od. dgl. von Blechen
treten am Rande des Hohlkörpers mehr oder weniger hohe Zipfel auf, die auf eine
Anisotropie der Kristallstruktur des Bleches zurückzuführen sind. DieZipfel liegen
entweder q.5° zur Walzrichtung oder in Walzrichtung und quer dazu oder in allen
diesen Richtungen.
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Weichgeglühte Aluminiumbleche, die aus gewöhnlichen Kokillengußbarren
(-blöcken) ausgewalzt sind, liefern beimTiefziehenpraktisch immer Hohlkörper mit
verhältnismäßig schwachen Zipfeln, die bei gleicher Herstellung der Bleche in ihrer
Höhe nicht oder nur sehr wenig schwanken und bei der Fabrikation der Hohlkörper
kaum stören. Aus Strangguß hergestellte weichgeglühte Aluminiumbleche dagegen liefern
Hohlkörper mit sehr unterschiedlichen und meistens höheren Zipfeln, was in der Fabrikation
sehr störend ist und zu erheblichem Abfall oder Ausschuß führt.
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Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von weichgeglühten Aluminiumblechen von r mm und darunter, die aus Stranggußbarren
gewalzt worden sind und bei der Verformung zu Hohlkörpern durch Tiefziehen, Drücken
oder ähnlicheVerfahren nur zu schwacher und praktisch nicht mehr störender Zipfelbildung
führen. Die Wirkung ist besonders gut, wenn die Fertigstärke o,8 mm oder weniger
beträgt. Bei der Herstellung von Blechen, die nur zu schwacher Zipfelbildung neigen,
spielt die Warmwalztemperatur eine große Rolle. So schreibt K. Kaiser in
»Metallwirtschaft«,
Bd. 22, S. 503 (i943), für Stranggußblöcke eine Warmwalztemperatur von über
500' C vor.
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Eine weitere Untersuchung über die Zipfelbildung, die beim Tiefziehen
sich besonders im Fall solcher Aluminiumbleche bemerkbar macht, die aus üblichen
Stranggußblöcken gewalzt worden sind, wurde 1948 von H e r e n g u e 1 durchgeführt
(»Revue de Metallurgie«, Bd.45, S. 5o5 bis 5r1). Er fand, daß die Kornfeinheit
allein nicht genügt, um ein befriedigendes Verhalten des Metalls beim Tiefziehen
zu erreichen. Es müsse zusätzlich eine zu stark ausgesprochene Anisotropie vermieden
werden. Einen Weg zur Vermeidung der Anisotropie konnte H e r e n g u e 1 nicht
angeben.
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1949 veröffentlichte Chevigny die Ergebnisse von Untersuchungen an
Reinaluminiumblechen sowie an Blechen aus Aluminium mit verschiedenen Zusätzen (»Revue
de l'Aluminium«, Bd. 26, S.79 bis 87). Auch C h e v i g n y konnte keine Betriebsanweisungen
geben für die Erzeugung von Blechen mit fehlender Anisotropie.
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Trotz dieser Untersuchungen boten die Stranggußblöcke bei der Verarbeitung
zu zipfelfreien Tiefziehteilen bisher immer noch Schwierigkeiten, die jedoch durch
das erfindungsgemäße Verfahren behoben werden konnten. Dieses Verfahren ist im Gegensatz
zu den bisher gegebenenLehren dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggußwalzbarren
auf eine Temperatur von 35o bis 44o' C erhitzt werden und daß man bei dieser Anfangstemperatur
warmwalzt, anschließend nach Abkühlen auf i mm oder darunter, vorzugsweise auf o,8
mm oder darunter, um mindestens go % kaltwalzt und schließlich weichglüht.
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Je kleiner die Endstärke des Bleches, desto niedriger soll die Anfangstemperatur
im angegebenen Bereich beim Warmwalzen sein.
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In folgender Zahlentafel zeigt sich der Einfluß der Anfangswarmwalztemperatur
auf die Zipfelbildung bei weichgeglühten, aus Stranggußbarren gewalzten Reinaluminiumblechen,
die mit gleichem Kaltverformungsgrad von rund 93 % auf 0,5 mm kaltgewalzt wurden:
| Zipfelhöhe in mm |
| bei Hohlkörpern von |
| Temperatur rund 40 mm Höhe |
| bei Beginn des und 20 mm Innen- Zipfellage |
| Warmwalzens durchmesser (Zieh- |
| verhältnis 60:20, |
| drei Züge) |
| 380' C 0,2 o bis 9o' und 45° |
| (am Zipfel) |
| 400' C 0,3 o bis go' |
| 420' C 0,7 o bis 9o' |
| 4q-0' C 1,2 450 |
| 4750 C 1,6 450 |
| 520, C 2,8 q.50 |
In diesem Fall können Zipfel von 1,2 mm Höhe gerade noch als zulässig bezeichnet
werden. Im Buch »The Metallurgy of Aluminium and Aluminium Alloys« von Robert J.
Anderson, erschienen
1925 im Verlag Henry Carey Baird & Co. in New York,
steht zwar, daß keinaluminium-Walzbarren vor dem Warmwalzen auf 425 bis 45o° C erhitzt
werden, doch handelte es sich damals um in normaler Kokille gegossene Walzbarren,
denn derAluminiumstrangguß war zu jener Zeit noch unbekannt. Die maßgebenden, jüngeren
Autoren geben höhere Warmwalztemperaturen an, und zwar sowohl bei Kokillenguß- als
auch besonders bei Stranggußbarren, wie schon vorher ausgeführt. Auch A. von Z e
e r 1 e d e r gibt in seiner »Technologie des Aluminiums«, 5. Auflage, 1947, Leipzig,
ohne Bezugnahme auf die Zipfelbildung allgemein eine Blocktemperatur von 48o bis
550° C an.
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Die Vorschrift für technisches Handeln, die der vorliegenden Erfindung
zugrunde liegt, steht also irnGegensatz zur normalenArbeitsweise, insbesondere zu
den Empfehlungen von K. Kaiser.
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Je tiefer die Warmwalztemperatur, desto gröber wird das Korn des fertigen
Bleches nach dem Weichglühen. Man wird daher bei der Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens innerhalb des Bereiches von 35o bis 44o' C diejenige Warmwalztemperatur
wählen, die bei kleinstmöglicher Zipfelbildung beim Verarbeiten des fertigen Walzbleches
ein noch befriedigendes Korn liefert.
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Beispiel Ein Reinaluminiumbarren von 6oo # 15o mm im Querschnitt wurde
unter Anwendung einer Anfangstemperatur von 420' C auf 1 m gebreitet und dann auf
eine Blechstärke von 6,7 mm einsinnig warm heruntergewalzt, erkalten gelassen und
mit einem Kaltwalzgrad von 92,7% zu einem Band von o,5 mm Stärke kaltgewalzt. Das
Band wurde hierauf bei 400' C weichgeglüht. Die diesem Band entnommenen Zuschnitte
ergaben Hohlkörper von rund 40 mm Höhe und 2o mm Innendurchmesser mit einer Zipfelhöhe
von nur o,7 mm (Zipfellage o und go').