DK143203B - Fremgangsmaade til fremstilling af finkornet baandmateriale af manganholdige aluminiumlegeringer - Google Patents

Description

\Ray (11) FREMLÆ66ELSESSKRIFT 143203 DANMARK (Bl) mt. Cl.3 C 22 F 1/04 «(21) Ansøgning nr. 6l 40/68 (22) Indleveret den 1 6. CISC. I96& (24) Løbedeg 1 6. dec. 1968 (44) Ansøgningen fremlagt og _ fremlasggelsesskriftet offentliggjort den 20 . jUl · 1 9 ti

Dl REKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET (3°> Prioritet »•e·™*fra den

29. dec. 1967, 18578/67, CH

(41) Aim. tilg. 30. jun. 1969 (71) SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG, Chippis, (Kanton Wallis), CH.

(72) Opfinder: Rene Meier, Bahnhofstr. 17, CH-828O Kreuzlingen, CH:

Hans-Michael _CoEen, Sous-Geronde, CH-3960 Sierre, CH.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Giersing & Stellinger. ______ (54) Fremgangsmåde til fremstilling af finkornet båndmateriale af mangan* holdige aluminiumlegeringer.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af finkornet båndmateriale med høj forlængelse ud fra manganholdige aluminiumlege-ringer som består enten af en almindelig Al-Mn-legering med mindre end 0,1# Mg eller af en legering med 0,3 - 1,3% Mn, 0,3 - 5% Mg, 0,1 - 0,6% Si, 0,2 - 0,8% Fe, 0 - 0,3* Cu, resten Al, eller 0,6 -1,4% Mg, 0,2 - 1,6% Si, 0,1 - 1< Mn, 0,2 - 0,8% Fe, O - 0,3% Cu, resten Al, eller 0,2 - 1,2 Mg, 0,1 - 0,6% Si, 0,1 - 0,5% Mn, 0,2 -0,8% Fe, 1,8 - 3,0% Cu, resten Al, eller 0,5 - 1,6% Mn, 0,1 - 0,6%

Si, 0,2 - 0,8% Fe, 0 - 0,3% Cu, mindre end 0,1% Zn,mindre end 0,1%

Mg, resten Al, ved glødning af en støbebarre ved en temperatur over 5600 c, varmvalsning, koldvalsning og blødglødning.

Til fremstilling al' glatte, dybtrukne beholdere af aluminiumfolie anvender man blødglødede bånd af manganholdige aluminiumlege- 2 143203 ringer. Afgørende materialekarakteristika for fonnbarheden, navnlig dybtrækningen, af disse bånd, er blandt andet deres udvidelse og finkornethed. De manganholdige legeringer udviser imidlertid ved blødglødning en tilbøjelighed til at blive grovkornede. Det er af H. Hug, Metall Bd. 9 (1955)» S. 176-180, allerede blevet foreslået til opnåelse af en finkornet struktur at gløde de til båndenes fremstilling ved valsning anvendte støbebarrer ved en højest mulig temperatur før varmvalsningen. I denne forbindelse er en relativ kort glødningstid tilstrækkelig, medens den samme effekt ikke opnås ved lavere glødetemperaturer, heller ikke ved længere glødetider.

Det har dog i praksis vist sig, at der trods denne barreglødning kun opnås en finkornet struktur, hvis det udvalsede bånd opvarmes meget hurtigt ved blødglødningen. Dette er imidlertid ikke muligt ved de store båndmængder, som i dag forarbejdes i konventionelle kammerovne. Korte opvarmningstider kan kun opnås i gennemløbsglødningsovne, men disse er kostbare både i anskaffelse og drift.

Det gjaldt derfor om at finde en fremgangsmåde, som også ved en blødglødning i en i alle valseværker tilstedeværende kammerovn giver et finkornet bånd, som kan dybtrækkes. Det har også vist sig, at forlængelsen efter en blødglødning i en gennemløbsovn er større end efter en sædvanlig kammerovnsglødning.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art, ved hvilken det bliver muligt at anvende en kammerovn til blødglødningen under samtidig opnåelse af de samme gunstige materialeegenskaber som ved anvendelse af en . gennemløbsovn. Ifølge opfindelsen opnås dette ved, at materialet efter varmvalsning koldnedvalses med en nedvalsningsgrad på over 60$, fortrinsvis uden mellemglødning, og at båndet ved blødglødningen holdes mindst 5 timer i et temperaturområde fra l60° C til lige under temperaturen for den fuldstændige rekrystallisation, målt som metaltemperatur, hvorefter der opvarmes til blødglødningstemperatu-ren.

Denne fremgangsmåde muliggør anvendelse af en konventionel kammerovn til blødglødning og giver alligevel finkornede bånd, som også har de øvrige nødvendige egenskaber som tilstrækkelig trækstyrke, stor forlængelse og tilstrækkelig Erichsen-dybde til fremstilling af glatte beholdere.

Som indledningsvis anført, er fremgangsmåden ifølge opfindelsen egnet til anvendelse ved Al-Mn-legeringer, som sædvanligvis indeholder indtil 2$ Mangan samt eventuelt yderligere metaller i ringe mængde, f.eks. jern, magnesium, kobber osv. En tilsætning på over 0,1 $ magnesium bevirker også netop en vis finkornethed af det blød-glødede bånd.

3 143203

Den glødede støbebarre varmvalses sædvanligvis ned til en tykkelse på nogle millimeter. Det har ved gennemførelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen vist sig gunstigt, at varmvalsningen af støbebarren påbegyndes ved en metaltemperatur på 400 - 480° C. Sædvanligvis begyndes varmvalsningen ellers ved temperaturer over 500° C. Den lavere varmvalsningstemperatur bevirker i kombination med de andre betingelser ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen en yderligere forbedring af båndets egenskaber.

Koldtvalsningen gennemføres fortrinsvis uden mellemglødning helt til sluttykkelsen. Til fremstilling af glatte foliebeholdere anvender man bånd af 0,05 - 0,3 mm's tykkelse, til hvilke fremgangsmåden ifølge opfindelsen er særlig fordelagtig.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen spiller den tid, i løbet af hvilken båndet har en temperatur i det nævnte område en væsentlig rolle. I forbindelse hermed er det ligegyldigt, om der ved opvarmningen opretholdes en bestemt temperatur i dette område, eller om området på den foreskrevne tid gennemløbes med langsom hastighed.

Man kan således ved blødglødningen først holde båndet mindst 5 timer ved en temperatur lige under temperaturen for den fuldstændige rekrystallisation og derpå gløde videre ved højere temperatur, eller materialet kan inden blødglødningen i løbet af 5 timer eller derover opvarmes langsomt og kontinuerligt til lige under temperaturen for den fuldstændige rekrystallisation.

Rekrystallisationstemperaturen afhænger af legeringens sammensætning og dennes forbehandling før blødglødningen, og den kan bestemmes ved forsøg. Rekrystallisationen sker ikke ved en bestemt temperatur, men begynder allerede ved en nedre temperaturgrænse og afsluttes ved en øvre grænse.

En fordelagtig udførelsesform for den omhandlede fremgangsmåde består derfor i, at båndet ved blødglødningen holdes mindst 10 timer i et temperaturområde fra 200° C til lige under temperaturen for den fuldstændige rekrystallisation og derefter glødes videre ved en højere temperatur. Det er endvidere hensigtsmæssigt, at båndet holdes sa længe ved en temperatur lige under temperaturen for den fuldstændige rekrystallisation, at der sker en delvis rekrystallisation.

Specielt ved anvendelse af en legering med 0,5 - 1,5$ Mn, 0,1 - 0,6$ Si, 0,2 - 0,8$ Fe, 0 - 0,3$ Cu og resten aluminium har det vist sig fordelagtigt til opnåelse af de tilstræbte materialeegenskaber, at båndet ved blødglødningen først glødes 20 timer ved 330° C og derpå 5 timer ved 360 - 380° C.

4 143203

Eksempel i

Der anvendtes en støbebarre af en Al-Mn-1egering med 1,2¾ Mn, 0,6¾ Fe, 0,3¾ Si, og 0,1¾ Cu, som i løbet af 24 timer blev homogeniseret ved 630° C, varmtvalset til 7 mm og derpå nedvalset koldt til 0,1 mm. De opnåede bånd blev underkastet forskellige glødninger i overensstemmelse med nedenstående forsøg. Trækstyrken og forlængelsen hos en 15 mm bred parallelstrimmel ved en indspændingslængde på l80 mm bestemtes, ligeledes Erichsen-dybden ifølge DIN 50 101 og korntal pr. mm^ efter en Barker-Oxydation ved sammenligning med en standard-korntabel (Kostron-Tafel, 500-ganges forstørrelse). Resultaterne er sammenstillet i den afsluttende tabel.

1») Båndet blev blødglødet i en lcammerovn, hvorved det på 5 timer opnåede en temperatur på 370 - 400°C, som ligger over rekrystalli-sationstemperaturen«. De forlangte værdier opnåedes ikke, specielt var korntallet for lavt.

2.) X en gennemløbsglødeovn blev båndet på nogle sekunder opvar met til en temperatur på 370 - 400°C. De forlangte værdier opnåedes uden videre, 3o ) I begge de første forsøg var resultaterne uafhængige af varmvalsningstemperaturen,, I dette forsøg androg varmtvalsningsbegyndel-sestemperaturen 420 - 430°C. Båndet opvarmedes til blødglødning i 24 timer til 390°C, hvorved temperaturområdet fra 200 - 340°C blev gennemløbet pa noget over 10 timer. Den sidste temperatur svarer omtrent til temperaturen for den fuldstændige rekrystallisation.

4. ) Varmtvalsningstemperatur 550°C. Blødglodning: 1. 20 timer ved 330°C. 2. 5 timer ved 350 - 360°C.

5· ) Varmtvalsningstemperatur 450°C. Blødglødning som i forsøg 4.

Dette forsøg viser, at der med den lavere varmtvalsningstemperatur fås noget bedre resultater for Krichsens-dybde- og korntal.

6, ) Som forsøg 5. Båndet blev imidlertid ved koldtnodvalsnin- gen ved en tykkelse på 0,5 mm underkastet en rt.ellemglødning pa 3 timer ved 380°C. De opnåede resultater tilfredsstiller ikke kravene, da båndet efter mellemglødningen har fået en utilstrækkeli g koldtformbarhed.

5 1/432 03

Resultattabel.

Forsøg Traks^yrke Forlængelse Erichsen-dybde Korntal _kg/mm_ % mm pr. mm2 1 11,95 1^,2 6,2 2000 2 13,2 22,6 7A 7000 3 11,3 20,6 6500 h 12,k 26,8 7,25 5500 5 12,5 28,5 7,8 6000 6 12,6 17,6 6,5

Til fremstilling af dybtrukno beholdere forlanges der af „ "3 ot 0,lmm tykt band følgende egenskaber : Trækstyrke 10 - 13 kg/mm", forlængelse over 20^, Erichsen-dybde mindst 7,5 n®1» korntal ovor 2000pr.

O

mm*''*

De opnåede resultater viser, at disse værdier opnås vod anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, dog ikke ved en konventionel kammer-ovnsglødning (forsøg 1).