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Verfahren zur Herstellung von Tiefziehblechen aus veredelbaren Aluminiumlegierungen
Zusatz zum Patent 971351
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Tiefziehblechen aus veredelbaren Aluminiumlegierungen der Gattung Al-Cu-Mg.
Es ist bekannt, daß sich die Größe des Rekristallisationskorns metallischer Werkstoffe
in weiten Grenzen durch Glühdauer, Glühtemperatur und Verformungsgrad verändern
läßt. Um das Auftreten eines unerwünscht groben Rekristallisationskorns im kritischen
Verformungsbereich zu vermeiden, sind im Schrifttum mehrere Wege vorgeschlagen worden.
Beispielsweise kann man die Rekristallisation nach der Kaltverformung durch eine
kurze Glühung bei möglichst hoher Temperatur vornehmen, wobei die Bildung zahlreicher
neuer Kristallkeime zu einem feinkörnigen Gefüge führt. Um das bei langer Glühdauer
bisweilen entstehende grobe Korn zu vermeiden, kann man vor die lange Glühung eine
kurze Glühung bei höherer Temperatur einschalten. Diese bekannten Maßnahmen lassen
sich jedoch nicht bei der Herstellung von Tiefziehblechen aus veredelbaren Aluminiumlegierungen
anwenden, da diese vor allem die Eigenschaft
besitzen müssen, bei
mehrfach wiederholter kritischer Verformung und Glühung feinkörnig zu bleiben.
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Im Hauptpatent 971 351 ist ein Verfahren zur Herstellung von Tiefzieh:blechen
aus veredelbaren Aluminiumlegierungen beschrieben, bei dem zwischen der abschließenden
Kaltverformung von etwa to bis 50% und demLösungsmittel einRekristallisationsglühen
zwischengeschaltet wird, wobei das Rekristallisationsglühen bei etwa 32o bis 36o°
C durchgeführt wird und die Glühdauer so bemessen wird, daß das Gefüge nur zu einem
Bruchteil rekristallisiert. Wichtig ist dieses Verfahren vor allem für die hochfesten
veredelbaren Aluminiumlegierungen, die der Gattung AI-Cu-Mg des Normblattes DIN
1713 angehören oder zuzurechnen sind. Die Glühzeiten belaufen sich auf etwa 1/4
bis i Stunde bei Glühung im Salzbad. Für die Auswahl der Glühtemperatur und Glühzeit
ist vor allem der Mangangehalt maßgebend, insbesondere zeigt sich der Vorteil des
Verfahrens bei Legierungen mit geringem Mangangehalt, d. h. einem Mangangehalt unter
etwa 0,q.0/0.
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In Weiterbildung des Verfahrens ist in der Patentanmeldung D 5699
VI/4o d vorgeschlagen worden, die Vorglühung der veredelbaren AI-Cu-Mg-Legierungen
mit Mangangehalten bis zu 0,4% durchzuführen, wobei derartige Legierungen bei 29o
bis 32o° C mindestens 5 Stunden lang vor dem Lösungsglühen wärmebehandelt werden.
Bei diesen niedrigen Glühtemperaturen ergibt sich der große Vorteil, daß die Glühzeiten
nicht genau eingehalten zu werden brauchen und längere Glühzeiten den Erfolg der
Vorglühung nicht in Frage stellen.
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Alle bisherigen Untersuchungen erstrecken sich bei Al-Cu-Mg-Legierungen
auf Bleche, die vor der Vorglühung eine Kaltverformung zwischen to und 50% durchgemacht
hatten. Es sind diese die Kaltverformungsgrade, die man bisher üblicherweise für
die hochfesten Al-Cu-Mg-Legierungen als letzten Kaltstich vor der Wärmebehandlung
angewandt hat.
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Bei weiteren Untersuchungen, die sich auf Kaltverformungsgrade über
50% Höhenabnahme erstrecken, wurde nun gefunden, daß man sowohl die Vorglühtemperatur
senken als auch in der Regel die Vorglühzeit abkürzen kann und daß es zweckmäßig
ist, das Verfahren des Vorglühens auch auf Legierungen anzuwenden, deren Mangangehalt
größer als 0,q.0/0 ist. So wurde beispielsweise gefunden, daß bei einer Aluminiumlegierung,
bestehend aus etwa q.,20/0 Kupfer, 0,8% Magnesium, 0,3'/o Mangan, Rest handelsübliches
Aluminium, für die Vorglühung eine Glühtemperatur von 29o° C und eine Glühzeit von
1 Stunde geeignet ist, wenn der letzte Abwalzgrad der Bleche etwa 7511/o Dickenabnahme
betrug. Bei einer entsprechend zusammengesetzten Legierung, jedoch mit einem Mangangehalt
von 0,6'°/o, ist für um etwa 75 % kaltgewalzte Bleche eine 1stündige Vorglühung
bei 300° C bereits ausreichend. Keilzugproben dieser Bleche haben nach fünfmaligem
Recken und Glühen ein feines Korn praktisch unverändert beibehalten. Bei stark abgewalzten
Blechen aus Legierungen gleicher Zusammensetzung, die aber nur einen ganz geringen
(unter etwa 0,1%) oder gar keinen Mangangehalt aufweisen, wurden die geeigneten
Glühtemperaturen bei 25o bis 27o° C gefunden; dabei mußten allerdings längere Glühzeiten
in Kauf genommen werden. Beispielsweise hat sich bei 75 % kaltgewalzten Blechen
aus einer manganfreien Legierung ein Erfolg hinsichtlich der Grobkörnigkeit nach
einer Vorglühung von mindestens 3 Tagen bei 250° C ergeben. Es wurde jedoch gefunden,
daß es schwierig ist, die so stark abgewalzten Bleche aus diesen manganarmen bzw.
manganfreien Legierungen gegen ein Grobkörnigwerden bei mehrfacher Kaltverformung
und Glühung überhaupt unempfindlich zu machen.
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Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, einen Werkstoff mit 5,5
bis 3,5'/o gegebenenfalls geringerem Gehalt an Kupfer, 2,o bis 0,2% Magensium, 1,5
bis o,2 % Silizium und 1,5 bis o, r °/o, gegebenenfalls o,o% Mangan, der über 50%
kalt verformt worden ist, in einem Temperaturbereich von etwa 25o bis 320°C etwa
i Stunde lang teilweise rekristallisierend zu glühen.
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Die Glühtemperaturen können in gewissen Grenzen schwanken; sie können,
ohne die Erzielung guter Tiefziehbleche zu gefährden, insbesondere dann stärker
schwanken und auch höher gewählt werden, wenn der Mangangehalt der Legierung höher
ist. Wenn der letzte Kaltwalzgrad nur wenig über 50 '10 liegt, sind etwas
höhere Glühtemperaturen zu nehmen als in den Fällen, in denen die Abwalzgrade erheblich
über 50%, liegen.
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Die Glühzeiten sind hierbei auf etwa 1 Stunde zu bemessen. Sie können
im allgemeinen um so mehr abgekürzt werden, je höher der Walzgrad liegt. Ebenso,
ist es im allgemeinen möglich, mit kürzeren Glühzeiten auszukommen, wenn dafür die
Glühtemperatur etwas erhöht wird; umgekehrt müssen die Glühzeiten verlängert werden,
wenn die Glühtemperaturen noch um ein weniges gesenkt werden.
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In jedem Falle muß jedoch die Vorglühung gemäß dem Hauptpatent so
weit durchgeführt werden, daß mindestens eine teilweise Rekristallisation erfolgt.
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Es ist jedoch zu beachten, daß die möglichen Veränderungen in den
Glühtemperaturen und Glühzeiten um so weniger zulässig sind, je geringer der Mangangehalt
ist. Bei sehr manganarmen oder manganfreien Legierungen ist praktisch eine Glühdauer
bei niedrigen Temperaturen nicht zu umgehen. Es ist für diese Legierungen daher
zweckmäßiger, nicht zu hohe Abwalzgrade zu nehmen, sondern gemäß den früheren Zusatzpatenten
zu arbeiten, wenn es darauf ankommt, einwandfreie Tiefziehbleche zu erhalten.