EP0057959B1 - Aluminium-Knetlegierung - Google Patents

Aluminium-Knetlegierung Download PDF

Info

Publication number
EP0057959B1
EP0057959B1 EP82200114A EP82200114A EP0057959B1 EP 0057959 B1 EP0057959 B1 EP 0057959B1 EP 82200114 A EP82200114 A EP 82200114A EP 82200114 A EP82200114 A EP 82200114A EP 0057959 B1 EP0057959 B1 EP 0057959B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolled
alloy according
strip
final
tensile strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP82200114A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0057959A1 (de
Inventor
Heinz Jürgen Dr. Althoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vereinigte Deutsche Metallwerke AG
Original Assignee
Vereinigte Deutsche Metallwerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19813104079 external-priority patent/DE3104079A1/de
Priority claimed from DE19813110227 external-priority patent/DE3110227A1/de
Application filed by Vereinigte Deutsche Metallwerke AG filed Critical Vereinigte Deutsche Metallwerke AG
Priority to AT82200114T priority Critical patent/ATE8666T1/de
Publication of EP0057959A1 publication Critical patent/EP0057959A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0057959B1 publication Critical patent/EP0057959B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium

Definitions

  • the invention relates to a wrought aluminum alloy, to its use for semi-finished and finished parts and to methods for achieving improved properties, in particular improved strength values for semi-finished and finished parts made of this alloy.
  • Aluminum can be modified in a variety of ways by alloying other metals with its physical and chemical properties and can be improved to certain goals by means of process measures.
  • a method for producing a can body in which an aluminum alloy is rolled out into a thin strip and then formed by deep drawing and ironing the can body. It is proposed not to start from a soft annealed strip section, as usual, but to use at least 75% strain-hardened aluminum alloy strip with at least 96.5% aluminum, 0.75 to 2.5% iron and 0.1 to for deep drawing and ironing Use 2.5% magnesium and / or 1.1 to 1.5% manganese with silicon and other random additions of at most 1%.
  • fine-grained strips can be made from manganese-containing aluminum alloys by holding the strip in the temperature range from 160 ° C to just below the temperature of the complete recrystallization for at least 5 hours before soft annealing is reached .
  • the tensile strength values of a 0.1 mm thick strip of an Al-Mn alloy with 1.2% Mn, 0.6% Fe, 0.3% Si, 0.1% Cu, treated in this way, are in the recrystallized state from 110 to 130 N / mm 2 , which is too low for many applications.
  • the elongation at break of high strength aluminum alloys can be improved by a multi-stage annealing and forming process.
  • This method is intended for alloys with 0.05 to 1% iron, 0.05 to 1% silicon and at least one of the alloy additives from the group up to 5% magnesium, less than 3% manganese, less than 1% copper, less than 0 , 5% chromium, less than 0.5% zinc, less than 0.5% zirconium, less than 0.5% titanium and / or less than 0.1% boron, balance aluminum with the usual manufacturing-related impurities of less than 1.5% individually but less than 0.5% may be suitable.
  • the tensile strength values are in the range of 450 N / mm 2 and higher or the elongation values are at least 5%, only for an alloy with 0.08% silicon, 0.44% copper, 0 , 77% manganese, 0.10% chromium, 2.9% magnesium, 0.02% zinc, 0.17% iron, 0.01% titanium, balance aluminum, which is due to the high magnesium content for items caused by Deep drawing and ironing or shaped or which must be solderable and enamelable are not suitable.
  • the invention has for its object to provide a wrought aluminum alloy that can be used in a variety of ways - with different processing, if applicable Alloying elements. This task is explained in more detail using two special problem areas.
  • Aluminum cans have been used increasingly for years as disposable containers for beverages, in particular for beer and carbonated soft drinks. They consist of a one-piece can body produced by deep drawing and ironing and a lid with a pull tab flanged after filling. The starting material for the manufacture of the can body and lid are rolled strips made of different aluminum alloys.
  • An AIMg 4.5 Mn alloy (US designation 5182) in a highly work hardened state (H 19) is usually used for the lids, which after partial softening when baked enamelling has a tensile strength of at least 350 N / mm 2 and an elongation of at least 6%. These values must be adhered to so that the lid, which is weakened by embossing along the tear line, can withstand the bursting pressure required for cans filled with CO 2 -containing beverages and, on the other hand, crack-free flanging is possible. As many years of tests have shown, the alloy mentioned is not suitable for the production of the can bodies, even with less work hardening.
  • the cans are produced by deep drawing and ironing. It has been found that alloys with a Mg content of more than 1% during ironing for abrasion and adhesion on the tool, which leads to undesirable drawing marks and frequent downtimes. An economical production of the can body is not possible with such alloys.
  • An AIMn 1 Mg 1 alloy (US designation 3004) is therefore predominantly used for the production of the can body. After stoving, it has the required tensile strength of at least 270 N / mm 2 and an elongation of 1% and can be easily ironed off.
  • the alloy should contain 0.5 to 2% Mn and 0.4 to 2% Mg, the balance essentially Al. After homogenization annealing for 2 to 24 hours at about 455 to 655 ° C (850 to 1 150 ° F), the material is rolled hot and cold in several steps while observing certain starting temperatures and rolling degrees, and then subjected to heat treatment to stabilize the structural condition. In the most favorable case, a tensile strength of 316 N / mm 2 (45 psi) is achieved with an elongation of 4%. It can be seen that despite a comparatively complex manufacturing process, the requirements mentioned at the outset are not met. These could be achieved if the upper part of the specified Mg range, ie over 1 to 2%, were used. Then the alloy is certainly not suitable for the production of can bodies by ironing. The method proposed in the US patent can therefore not be regarded as a satisfactory compromise.
  • an alloy with 0.4 to 1% Mn and 1.3 to 2.5% Mg is assumed, which is to be cast continuously into a strip using a strip casting machine.
  • the cast strip should be rolled and coiled warm, preferably between 490 and 280 ° C, at least 70%, then cooled in still air and finally cold rolled to its final thickness.
  • the tensile strength values achieved in the work hardened state are below 350 N / mm 2 and fall to 330 to 310 N / mm 2 depending on the annealing temperature used to simulate the lacquer baking.
  • the desired elongation of at least 6% is only achieved if the annealing temperature is at least 200 ° C, but the tensile strength is only about 325 N / mm 2 . It also applies to this proposal that the desired values for the cover material could not be achieved. With regard to the difficulties in ironing, it is only mentioned that the alloy used has a lower tendency to stick to the tool than conventional can band alloys. Overall, therefore, the subject of DE-OS 29 01 020 does not bring a satisfactory solution to the problem described.
  • solderable and enamelable aluminum alloys are required, which must also have certain minimum strength values in the fully recrystallized state.
  • Semi-finished products and finished parts are designated as solderable and enamelable, which - apart from a possibly necessary degreasing - do not require extensive pretreatment by chromating, anodizing, plating, galvanizing or the like. Completely recrystallized is the thermodynamically stable state of the structure, which is also referred to as “soft” in the case of semi-finished or finished parts.
  • Al-Mn alloy material no. 3.0515
  • DIN 1725 in conjunction with DIN 1745, part 1 (edition December 1976), which has a minimum tensile strength of 90 N / mm2 and a 0.2- Has a yield strength of 35 N / mm 2 .
  • Cu material no. 3.0517
  • Mg material no. 3.026
  • the minimum tensile strength can be increased to 155 N / mm 2 and the 0.2 yield strength to 60 N / mm 2 in the soft state.
  • Parts made from such alloys can be exposed to higher temperatures than conventional Al-Mn alloys during manufacture (soldering and enamelling processes) or when used as intended, because the Zr and / or Cr addition significantly reduces the cold-forming results Structural hardening prevented when exposed to temperature.
  • the recrystallization inhibition only remains up to a certain temperature or exposure time. If certain limit values are exceeded during the manufacture of the parts or during their intended use, the structure of these alloys often changes into the thermodynamically stable, i.e. H. soft state, which means that the strength values are no longer sufficient for many applications.
  • a wrought aluminum alloy which is characterized by 1.15 to 2% manganese, more than 1.0 and up to 2.0% silicon, 0.25 to 0.65% magnesium, 0.2 to 1.0% iron, at most 0.3% copper, at most 0.2% zinc, at most 0.1% zirconium, at most 0.1% titanium, balance aluminum, including a total of at most 0.2% other impurities.
  • the silicon content of the wrought aluminum alloy is preferably 1.2 to 1.8% or even better 1.38 to 1.57%.
  • the wrought aluminum alloy can also have a silicon content of 0.85 to 2% if the alloy contents are also coordinated with one another as follows:
  • the alloy contains 0.1 to 0.3% Cu, preferably 0.15 to 0.25%.
  • Another aspect of the inventive concept relates to semi-finished products, in particular rolled strips, which consist of an alloy according to the above-mentioned compositions.
  • the idea of the invention also relates to semi-finished products or finished parts made of this alloy, which in the work-hardened state have a tensile strength of at least 350 N / mm 2 and an elongation of at least 6%.
  • the semi-finished or finished parts made of this alloy in the fully recrystallized state should have a tensile strength of at least 150 N / mm 2 and a yield strength of at least 80 N / mm 2 .
  • semi-finished or finished parts can be produced from the alloy, which have a tensile strength of at least 350 N / mm 2 and an elongation of at least 6% in the work hardened state and which have a tensile strength of at least 150 N / mm2 and a yield strength of in the fully recrystallized state have at least 80 N / mm2.
  • the procedure is expediently such that a casting block is rolled hot and / or cold to an intermediate thickness D z , that the intermediate strip is then subjected to a recrystallization annealing at 450 to 580 ° C. and that the intermediate strip is finally cooled at a minimum speed V (° K / s) and rolled to the final thickness D a with a minimum rolling degree ⁇ (%).
  • V ° K / s
  • ⁇ minimum rolling degree
  • the procedure is such that the semi-finished products or finished parts are finally subjected to a recrystallizing heat treatment of at least 3 minutes at 450 to 600 ° C.
  • This final heat treatment can expediently take place simultaneously with the enamel baking process or with the soldering process.
  • the invention it is possible to start from a single aluminum alloy for the manufacture of the can body and can lid. This eliminates all the difficulties that arise from the usual use of two different alloys.
  • the return of the can material has become much more interesting economically and for everyone involved, i. H. the can manufacturers, the bottlers and the end users, there is a higher incentive to recycle the material of the empty beverage cans.
  • a very important advantage of the invention is that the magnesium content can be significantly reduced compared to the aluminum alloys previously used for beverage cans.
  • approximately 1 million tons of rolled strips were used for beverage cans in the USA.
  • With a high recycling rate of 40% there remains a need for new metal of 600,000 t.
  • FIG. 1 shows the tensile strength values achieved as a function of the magnesium content of the alloy for different cooling rates and degrees of rolling after recrystallization annealing at 520 ° C.
  • the magnesium content is below 0.25% and only comparatively low tensile strength values are achieved under all cooling and rolling conditions (see table 2).
  • Sample 7 lies in the Mg content outside the claimed Mg range and is therefore not included in Table 2.
  • a tensile strength of more than 370 N / mm 2 results from cooling at 90 ° K / s and a rolling degree of 75% (upper curve).
  • the two lower curves show that the same can be achieved with a high cooling rate and low rolling rate as with a low cooling rate and high rolling rate. If no continuous, annealing and quenching system is available for the production of the strips, the same can be achieved by a higher degree of rolling. Conversely, the final rolling can be carried out with a smaller rolling degree and thus more economically if correspondingly high cooling speeds can be achieved.
  • the strength range above 275 N / mm 2 will mainly matter, but also for the range below it, process conditions can be specified for the alloy which lead to a predetermined final strength.
  • Figure 2 shows the required degree of rolling depending on the required strength for a strip annealed at 520 ° C, which was cooled in still air at about 2 ° K / s.
  • a strip has a strength of approximately 220 N / mm 2 , which can be increased to approximately 290 N / mm 2 with a degree of rolling of 60%.
  • Figure shows the required cooling rate depending on a predetermined final strength for a strip rolled to final thickness and then annealed at 520 ° C.
  • the strip material thus provided can be used for the manufacture of can lids for which a strength of at least 350 N / mm 2 is required; but it can also be used for the manufacture of the can body by deep drawing and ironing, because it does not pose any difficulties in these forming operations because of the low magnesium content. This means that a way has been found for the manufacture of beverage cans that simplifies production considerably, makes recycling of the old material more economically interesting and brings considerable savings.
  • the final heat treatment is advantageously carried out at 450 to 600 ° C. It is particularly advantageous if the final heat treatment for enamelled semi-finished or finished parts is carried out simultaneously with the enamel baking process. In the case of soldered semi-finished products or finished parts, the final heat treatment is advantageously carried out simultaneously with the soldering process. To further increase the tensile strength and 0.2-stretch limit values, the semi-finished or finished parts can be subjected to forced cooling after the final heat treatment. If the final heat treatment is to be carried out at a temperature close to the upper limit, the magnesium content of the alloy must be limited to 0.25 to 0.50%.
  • the desired tensile strength values of at least 150 N / mm 2 , but not the required 0.2, are achieved with a comparable alloy, which however can contain a maximum of 0.2% Mg -Stretch limit values of at least 80 N / mm 2 reached.
  • the latter are 50 N / mm 2 or less above, regardless of the temperature of the final heat treatment used. They are not sufficient for a number of use cases.
  • the 0.2 yield strength can still be improved considerably if the Mg content is increased to 0.25 to 0.65% without disadvantages in terms of solderability and enamelling.
  • Samples with the composition according to Table 1 were examined. Samples 1 and 2 correspond to DE-PS 27 54 673, while the others have an increasing Mg content within the range claimed.
  • the strength values achieved after 30 minutes of annealing at a conventional enamel baking temperature of 560 ° C are shown in Table 2.
  • Tensile strength values of over 200 N / mm 2 and 0.2 yield strength values of 85 to 98 N / mm 2 were achieved with constant elongation values of around 20%. All samples passed the enamel adhesion test according to DEZ F 17 of the German enamel center after 96 hours in an antimony trichloride solution.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Aluminium-Knetlegierung, auf deren Verwendung für Halbzeuge und Fertigteile sowie auf Verfahren zur Erzielung verbesserter Eigenschaften, insbesondere verbesserter Festigkeitswerte an Halbzeugen und Fertigteilen aus dieser Legierung.
  • Aluminium läßt sich durch Zulegieren anderer Metalle in seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften in vielfältiger Form abwandeln und durch Verfahrensmaßnahmen auf bestimmte Ziele hin verbessern.
  • So ist beispielsweise aus der DE-AS 17 58 801 ein Verfahren zur Herstellung eines Dosenkörpers bekanntgeworden, bei dem eine Aluminiumlegierung zu einem dünnen Band ausgewalzt und sodann durch Tiefziehen und Abstreckziehen der Dosenkörper geformt wird. Es wird vorgeschlagen, nicht wie üblich von einem weichgeglühten Bandabschnitt auszugehen, sondern für das Tiefziehen und Abstreckziehen ein mindestens 75 % kaltverfestigtes Band aus einer Aluminiumlegierung mit mindestens 96,5 % Aluminium, 0,75 bis 2,5 % Eisen und 0,1 bis 2,5 % Magnesium und/oder 1,1 bis 1,5 % Mangan mit Silizium und anderen zufälligen Beimengungen von höchstens 1 % zu verwenden. Auf diese Weise können zwar Dosenkörper ausreichender Festigkeit hergestellt werden, nicht aber Dosendeckel, für die eine Zugfestigkeit im kaltverfestigten Zustand von mindestens 350 N/mm2 und eine Dehnung von mindestens 6 % verlangt werden. Als Ausgangsmaterial für die Fertigung von Dosenkörpern und Deckeln sind daher zwei verschiedene Aluminiumlegierungen erforderlich, wobei erhebliche Nachteile in Kauf genommen werden müssen, auf die weiter unten noch eingegangen wird.
  • Nach dem aus der DE-OS 18 17 243 bekanntgewordenen Verfahren, können feinkörnige Bänder aus mangahaltigen Aluminiumlegierungen hergestellt werden, indem beim Weichglühen das Band vor Erreichen der Weichglühtemperatur mindestens 5 Stunden im Temperaturbereich von 160 °C bis knapp unter der Temperatur der vollständigen Rekristallisation gehalten wird. Die Zugfestigkeitswerte eines derartig behandelten, 0,1 mm dicken Bandes einer AI-Mn-Legierung mit 1,2 % Mn, 0,6 % Fe, 0,3 % Si, 0,1 % Cu, liegen im rekristallisierten Zustand bei 110 bis 130 N/mm2, was für viele Anwendungszwecke zu niedrig ist.
  • Nach einem weiteren - aus der DE-AS 22 21 660 bekanntgewordenen - Verfahren, kann die Bruchdehnung von Aluminiumlegierungen hoher Festigkeit durch ein mehrstufiges Glüh- und Umformverfahren verbessert werden. Dieses Verfahren soll für Legierungen mit 0,05 bis 1 % Eisen, 0,05 bis 1 % Silizium sowie mindestens einem der Legierungszusätze aus der Gruppe bis zu 5 % Magnesium, weniger als 3 % Mangan, weniger als 1 % Kupfer, weniger als 0,5 % Chrom, weniger als 0,5 % Zink, weniger als 0,5 % Zirkonium, weniger als 0,5 % Titan und/oder weniger als 0,1 % Bor, Rest Aluminium mit den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen von insgesamt weniger als 1,5 % einzeln jedoch weniger als 0,5 %, geeignet sein. Abgesehen davon, daß das Verfahren vergleichsweise aufwendig ist, sind die Zugfestigkeitswerte im Bereich von 450 N/mm2 und höher bzw. die Dehnungswerte von mindestens 5 %, nur für eine Legierung mit 0,08 % Silizium, 0,44 % Kupfer, 0,77 % Mangan, 0,10 % Chrom, 2,9 % Magnesium, 0,02 % Zink, 0,17 % Eisen, 0,01 % Titan, Rest Aluminium, dargelegt, die wegen des hohen Magnesiumgehaltes für Gegenstände, die durch Tief- und Abstreckziehen geformt oder die löt- und emaillierbar sein müssen, nicht geeignet sind.
  • Aus alledem ergibt sich, daß die Bemühungen um eine Verbesserung der Eigenschaften von Aluminiumlegierungen häufig zwar erfolgreich sind, zugleich aber auch zu einer weiteren Anwendungs-Spezialisierung der Werkstoffe führen, was im Hinblick auf die Notwendigkeit der Rohstoff- und Energieeinsparungen unerwünscht ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vielfältig anwendbare Aluminium-Knetlegierung zu schaffen, die - bei ggfs. unterschiedlicher Verarbeitung - ein breites Eigenschaftsfeld abdecken kann, die weder bei der Herstellung noch beim Rezyklieren besondere Schwierigkeiten bereitet und die mit den für Aluminium üblichen und unproblematischen Legierungselementen auskommt. Diese Aufgabenstellung sei anhand von zwei speziellen Problemkreisen noch näher erläutert.
  • Aluminium-Dosen werden seit Jahren in steigendem Maße als Einweg-Behälter für Getränke, insbesondere für Bier und kohlensäurehaltige Erfrischungsgetränke verwendet. Sie bestehen aus einem durch Tief- und Abstreckziehen hergestellten einteiligen Dosenkörpern und einem nach dem Befüllen aufgebördelten Deckel mit Aufreißlasche. Ausgangsmaterial für die Fertigung der Dosenkörper und Deckel sind gewalzte Bänder aus voneinander abweichenden Aluminiumlegierungen.
  • Für die Deckel wird üblicherweise eine AIMg 4,5 Mn-Legierung (US-Bezeichnung 5182) in hoch kaltverfestigtem Zustand (H 19) verwendet, die nach der teilweisen Entfestigung beim Einbrennlackieren eine Zugfestigkeit von mindestens 350 N/mm2 und eine Dehnung von mindestens 6 % aufweist. Diese Werte müssen eingehalten werden, damit der durch Einprägungen längs der Aufreißlinie geschwächte Deckel einerseits dem geforderten Berstdruck für mit CO2-haltigen Getränken gefüllte Dosen standhalten kann und andererseits ein rißfreies Aufbördeln möglich ist. Die genannte Legierung ist - wie langjährige Versuche gezeigt haben - selbst mit geringerer Kaltverfestigung für die Herstellung der Dosenkörper nicht geeignet. Da das angestrebte Verhältnis von Höhe zu Durchmesser durch Tiefziehen allein nicht zu erreichen ist, werden die Dosen durch Tief- und Abstreckziehen hergestellt. Dabei hat sich herausgestellt, daß Legierungen mit einem Mg-Gehalt von mehr als 1 % beim Abstreckziehen zum Abrieb und Anhaften am Werkzeug neigen, was zu unerwünschten Ziehriefen und häufigen Stillstandszeiten führt. Eine wirtschaftliche Fertigung der Dosenkörper ist mit derartigen Legierungen nicht möglich. Für die Herstellung des Dosenkörpers wird daher ganz überwiegend eine AIMn 1 Mg 1-Legierung (US-Bezeichnung 3004) verwendet. Sie weist nach dem Einbrennlackieren die geforderte Zugfestigkeit von mindestens 270 N/mm2 und eine Dehnung von 1 % auf und läßt sich einwandfrei abstreckziehen.
  • Die im Hinblick auf die unterschiedlichen Anforderungen bisher übliche Verwendung von zwei verschiedenen Aluminiumlegierungen für die Herstellung von Getränkedosen, erfordert nicht nur ein durchgehend zweigleisiges Fertigungsverfahren mit sorgfältiger Trennung des insbesondere beim Ausstanzen der Ronden in größerem Umfang anfallenden Abfallmaterials, sie erschwert auch ganz erheblich die Bestrebungen zur Material- und Energieeinsparung durch Rezyklieren der geleerten Dosen. Beim Einschmelzen rückgeführter Dosen erhält man je nach Schrottanteil eine Legierung mit ca. 1 % Mn und mehr als 1 aber weniger als 4,5 % Mg, die ohne legierungstechnische Maßnahmen weder für die Herstellung von Deckeln noch für die Herstellung von Dosenkörpern geeignet ist. Um auf eine der beiden brauchbaren Legierungen zu kommen, müssen teure Rohmetalle zulegiert werden, wodurch das Rezyklieren für den einzelnen Hersteller wirtschaftlich an Interesse verliert und deswegen die gesamtwirtschaftlich notwendige Altmaterialrückführung nicht in dem wünschenswerten Maße gefördert wird.
  • Zur Überwindung der genannten Schwierigkeiten ist in der US-PS 37 87 248 ein Verfahren zur Herstellung von Bändern für die Deckelfertigung vorgeschlagen worden, bei dem von einer Legierung ausgegangen wird, die im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung aufweist, wie die für den Dosenkörper zu verwendende.
  • Die Legierung soll 0,5 bis 2 % Mn und 0,4 bis 2 % Mg, Rest im wesentlichen Al, enthalten. Nach einer Homogenisierungsglühung von 2 bis 24 Stunden bei etwa 455 bis 655 °C (850 bis 1 150 °F) wird das Material in mehreren Schritten unter Einhaltung bestimmter Starttemperaturen und Abwalzgrade warm und kalt abgewalzt und anschließend einer Wärmebehandlung zur Stabilisierung des Gefügezustandes unterzogen. Im güngstigsten Fall wird eine Zugfestigkeit von 316 N/mm2 (45 psi) bei einer Dehnung von 4 % erreicht. Man sieht, daß trotz eines vergleichsweise aufwendigen Herstellungsverfahrens die eingangs erwähnten Forderungen nicht erfüllt werden. Diese könnten erreicht werden, wenn der obere Teil des angegebenen Mg-Bereiches, d. h. über 1 bis 2% ausgenützt würde. Dann ist die Legierung für die Herstellung von Dosenkörpern durch Abstreckziehen mit Sicherheit aber nicht geeignet. Das in der US-PS vorgeschlagene Verfahren kann daher nicht als ein befriedigender Kompromiß angesehen werden.
  • Nach einem anderen Vorschlag (DE-OS 2901 020) wird von einer Legierung mit 0,4 bis 1 % Mn und 1,3 bis 2,5 % Mg ausgegangen, die mittels Bandgießmaschine kontinuierlich zu einem Band vergossen werden soll. Das Gußband soll warm zwischen vorzugsweise 490 und 280 °C mindestens 70 % abgewalzt und aufgehaspelt werden, dann an ruhender Luft abkühlen und schließlich auf Enddicke kalt gewalzt werden. Die erreichten Zugfestigkeitswerte liegen im kaltverfestigten Zustand unter 350 N/mm2 und fallen je nach der zur Simulation des Lackeinbrennens angewandten Glühtemperatur auf 330 bis 310 N/mm2 ab. Die angestrebte Dehnung von mindestens 6 % wird nur erreicht, wenn die Glühtemperatur mindestens 200 °C beträgt, wobei jedoch die Zugfestigkeit nur noch etwa 325 N/mm2 beträgt. Auch für diesen Vorschlag gilt also, daß die angestrebten Werte für das Deckelmaterial nicht erreicht werden konnten. Hinsichtlich der Schwierigkeiten beim Abstreckziehen wird lediglich erwähnt, daß die angewandte Legierung eine geringere Neigung zum Haften am Werkzeug zeigt, als konventionelle Dosenbandlegierungen. Insgesamt bringt daher auch der Gegenstand der DE-OS 29 01 020 keine befriedigende Lösung des geschilderten Problems.
  • Es besteht somit weiterhin die Aufgabe, eine für Deckel und Dosenkörper gleichermaßen geeignete Aluminiumlegierung anzugeben.
  • Für andere Anwendungsbereiche werden löt- und emaillierbare Aluminiumlegierungen benötigt, die außerdem bestimmte Mindest-Festigkeitswerte im vollständig rekristallisierten Zustand aufweisen müssen.
  • Als löt- und emaillierbar werden Halbzeuge und Fertigteile bezeichnet, die - abgesehen von einer evtl. notwendigen Entfettung - keine aufwendige Vorbehandlung durch Chromatieren, Eloxieren, Plattieren, Galvanisieren oder dergleichen erfordern. Als vollständig rekristallisiert wird der thermodynamisch stabile Zustand des Gefüges verstanden, der bei Halbzeugen oder Fertigteilen auch mit « weich bezeichnet wird.
  • Aus DIN 1725 in Verbindung mit DIN 1745, jeweils Teil 1 (Ausgabe Dezember 1976) ist eine Al-Mn-Legierung (Werkstoff-Nr. 3.0515) bekannt, die im weichen Zustand eine Mindestzugfestigkeit von 90 N/mm2 und eine 0,2-Streckgrenze von 35 N/mm2 aufweist. Durch einen Zusatz von Cu (Werkstoff-Nr. 3.0517) kann die Zugfestigkeit zwar auf 145 N/mm2 verbessert werden, die 0,2-Streckgrenze bleibt jedoch bei 35 N/mm2. Durch einen Zusatz von Mg (Werkstoff-Nr. 3.026) kann die Mindestzugfestigkeit auf 155 N/mm2 und die 0,2-Streckgrenze auf 60 N/mm2 im weichen Zustand gesteigert werden.
  • Beide festigkeitssteigernden Maßnahmen genügen den hier gestellten Anforderungen nicht und sind in anderer Hinsicht nachteilig. Während der Zusatz von Cu in Mengen von 0,05 bis 0,20 % bereits eine erhebliche Beeinträchtigung der Korrosionsbeständigkeit mit sich bringt, ist eine AI-Mn-Legierung mit 0,8 bis 1,3 % Mg nicht mehr löt- oder emaillierbar. Die eingangs genannten Bedingungen sind auf diesem Wege also nicht zu erfüllen.
  • Bekannt sind auch löt- und emaillierbare AI-Mn-Legierungen mit verbesserten Festigkeitseigenschaften, deren Anwendungsbereich durch einen Zusatz von Zirkonium und/oder Chrom erweitert worden ist (vergl. DE-PS 16 08 198, 16 08 766, DE-AS 25 29 064, DE-OS 25 55 095). In diesen Fällen handelt es sich jedoch nur um die Erzeugung eines rekristallisationsträgen Gefüges, d. h. um eine Verschiebung des Festigkeitsabfalles zu höheren Temperaturen hin. Im voraussetzungsgemäß « weichem Zustand liegen die Festigkeitswerte dieser Legierung wieder deutlich unter den angestrebten Werten.
  • Aus derartigen Legierungen hergestellte Teile können bei der Fertigung (Löt- und Emailliervorgänge) oder auch bei ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch höheren Temperaturen ausgesetzt werden als übliche AI-Mn-Legierungen, weil der Zr- und/oder Cr-Zusatz einen nennenswerten Abfall der durch Kaltumformung erzielten Gefügeverfestigung bei Temperatureinwirkung verhindert. Die Rekristallisationshemmung bleibt jedoch nur bis zu einer bestimmten Temperatur bzw. Einwirkungsdauer bestehen. Werden gewisse Grenzwerte während der Fertigung der Teile oder bei deren bestimmungsgemäßen Gebrauch überschritten, so geht bei diesen Legierungen das Gefüge oft in den thermodynamisch stabilen, d. h. weichen Zustand über, wodurch die Festigkeitswerte für viele Anwendungsfälle nicht mehr ausreichend sind.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung läßt sicht demnach dahingehend ergänzen, daß eine Aluminiumlegierung gesucht wird, die sowohl allen Anforderungen genügt, die bei der Getränkedosenherstellung erfüllt sein müssen, als auch den Anforderungen, die bei der Herstellung von löt- und emaillierbarem Halbzeug und Fertigteilen verlangt werden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Aluminium-Knetlegierung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch 1,15 bis 2% Mangan, mehr als 1,0 und bis 2,0 % Silizium, 0,25 bis 0,65 % Magnesium, 0,2 bis 1,0 % Eisen, höchstens 0,3 % Kupfer, höchstens 0,2 % Zink, höchstens 0,1 % Zirkonium, höchstens 0,1 % Titan, Rest Aluminium, einschließlich insgesamt maximal 0,2 % sonstige Verunreinigungen.
  • Der Siliziumgehalt der Aluminium-Knetlegierung beträgt vorzugsweise 1,2 bis 1,8 % oder noch besser 1,38 bis 1,57%. Nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens, kann die Aluminium-Knetlegierung auch einen Siliziumgehalt von 0,85 bis 2 % aufweisen, wenn die Legierungsgehalte außerdem wie folgt aufeinander abgestimmt sind :
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
    Figure imgb0004
  • Ferner ist es möglich, bei der erfindungsgemäßen Aluminium-Knetlegierung die zuvor genannten eingeschränkten Siliziumbereiche mit den vorstehenden Abstimmungsbedingungen zu kombinieren.
  • Zur weiteren Verbesserung von Festigkeit und Dehnung enthält die Legierung 0,1 bis 0,3 % Cu, vorzugsweise 0,15 bis 0,25 %.
  • Ein weiterer Aspekt des Erfindungsgedankens bezieht sich auf Halbzeuge, insbesondere Walzbänder, die aus einer Legierung gemäß den vorgenannten Zusammensetzungen bestehen. Insbesondere betrifft der Erfindungsgedanke auch Halbzeuge oder Fertigteile aus dieser Legierung, die im kaltverfestigten Zustand eine Zugfestigkeit von mindestens 350 N/mm2 und eine Dehnung von mindestens 6 % aufweisen. Andererseits sollen die Halbzeuge oder Fertigteile aus dieser Legierung im vollständig rekristallisierten Zustand eine Zugfestigkeit von mindestens 150 N/mm2 und eine Streckgrenze von mindestens 80 N/mm2 aufweisen. Schließlich lassen sich aus der Legierung Halbzeuge oder Fertigteile herstellen, die im kaltverfestigen Zustand eine Zugfestigkeit von mindestens 350 N/mm2 und eine Dehnung von mindestens 6% aufweisen und die im vollständig rekristallisierten Zustand eine Zugfestigkeit von mindestens 150 N/mm2 und eine Streckgrenze von mindestens 80 N/mm2 aufweisen.
  • Zur Herstellung von Walzbändern aus einer Legierung entsprechend der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, geht man zweckmäßigerweise so vor, daß ein Gußblock warm und/oder kalt bis auf eine Zwischendicke Dz abgewalzt wird, daß danach das Zwischenband bei 450 bis 580°C einer Rekristallisationsglühung unterworfen wird und daß schließlich das Zwischenband mit einer Mindestgeschwindigkeit V (°K/s) abgekühlt und mit einem Mindestabwalzgrad ϕ (%) auf die Enddicke Da abgewalzt wird. Bei der Herstellung ist je nach der geforderten Endfestigkeit R,(N/mm2) folgende Bedingung einzuhalten :
    Figure imgb0005
  • Bei einer geforderten Endfestigkeit des Walzbandes im Bereich 220 bis 275 N/mm2, kann das vorgenannte Verfahren dahingehend abgewandelt werden, daß das Zwischenband bei 450 bis 580 °C geglüht, an ruhender Luft abgekühlt und mit einem Endabwalzgrad ϕ = f(Rm) gemäß Diagramm in Figur 2 kalt auf Enddicke abgewalzt wird. Andererseits kann bei einer geforderten Endfestigkeit im Bereich 220 bis 275 N/mm2 auch so vorgegangen werden, daß in üblicher Weise direkt auf Enddicke abgewalzt, danach das Band bei 450 bis 580 °C rekristallisierend geglüht und mit einer Geschwindigkeit V = f(Rm) gemäß Diagramm in Figur 3 auf unter 250°C abgekühlt wird. Liegt ein im Bandgießverfahren hergestelltes Gußband vor, das mit mindestens 10 °K/s abgekühlt wurde, so kann ohne Rekristallisationsglühung direkt warm und/oder Kalt bis auf die Enddicke abgewalzt werden. Im allgemeinen wird zweckmäßigerweise auf eine Zwischendicke Dz von 1 bis 4 mm abgewalzt bzw. auf eine Enddicke Da von 0,20 bis 0,50 mm. Die Legierung bzw. die daraus hergestellten Walzbänder werden vorzugsweise für Fertigteile, insbesondere Dosen, aber auch nur für Dosenkörper oder Dosendeckel, verwendet.
  • Zur Herstellung von löt- und emaillierbaren Halbzeugen oder Fertigteilen aus der erfindungsgemäßen Legierung, geht man so vor, daß die Halbzeuge oder Fertigteile abschließend einer rekristallisierenden Wärmebehandlung von mindestens 3 Minuten bei 450 bis 600 °C unterworfen werden. Diese abschließende Wärmebehandlung kann zweckmäßigerweise zugleich mit dem Email-Einbrennvorgang oder mit dem Lötvorgang erfolgen.
  • Nach der Erfindung ist es möglich, von einer einzigen Aluminiumlegierung für die Herstellung der Dosenkörper und Dosendeckel auszugehen. Damit entfallen alle Schwierigkeiten, die sich aus der bisher üblichen Verwendung von zwei verschiedenen Legierungen ergeben. Die Rückführung des Dosenmaterials ist dadurch wirtschaftlich Wesentlich interessanter geworden und für alle Beteiligten, d. h. die Dosenhersteller, die Getränkeabfüller und die Endverbraucher, besteht ein höherer Anreiz, das Material der geleerten Getränkedosen der Wiederverwendung zuzuführen.
  • Ein ganz wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Magnesiumgehalt gegenüber den bisher für Getränkedosen verwendeten Aluminiumlegierungen erheblich verringert werden kann. In den USA wurden 1978 ca. 1 Mio. Tonnen Walzbänder für Getränkedosen gebraucht. Bei einer hoch angesetzten Rezyklierungsquote von 40 % verbleibt ein Bedarf an Neumetall von 600 000 t. Nimmt man einmal an, daß für diese Menge 1 % Magnesium durch 1 % Silizium ersetzt werden kann, so ergibt sich bei einem Preisunterschied für diese Metalle von etwa 3,-- DM/Kg und einem Bedarf an Legierungsmetall von 6 000 t, eine Ersparnis von 6 000 t x 3 000,-- DM/t = 18 Mio. DM bei Anwendung der Erfindung zur Bereitstellung des Jahresbedarfs an Bandmaterial.
  • Für die Aufbereitung der angenommenen 40% rezyklierter Dosenschrotte zu 400000t t Dosenband (davon 320 000 t für Dosenkörper und 80 000 t für Dosendeckel), werden etwa 2 000 t Magnesium zum Auflegieren des Deckelmaterials und ca.. 78 000 t Hüttenaluminium zum Verdünnen des Dosenkörpermaterials benötigt. Würde der Dosenschrott aus einheitlichem Material gemäß der Erfindung bestehen, so würde das Material praktisch ohne Einsatz von Neumetall wiederverwendbar sein, woraus sich eine weitere Ersparnis in der Größenordnung von 6 Mio. DM allein aus dem Wegfall der Kosten für das Magnesiumneumetall ergeben. Die vorstehend genannten Ersparnisse sind selbstverständlich in erster Linie abhängig von den Metallpreisen. Es ist jedoch abzusehen, daß in Zukunft eher noch höhere Ersparnisse erzielt werden können, weil die Herstellung der Reinmetalle mit einem hohen Energieverbrauch verbunden ist und bei den Energiekosten mit weiter steigender Tendenz zu rechnen ist.
  • Zur weiteren Erläuterung wird auf die Figuren verwiesen.
  • Figur 1 zeigt die erreichten Zugfestigkeitswerte in Abhängigkeit vom Magnesiumgehalt der Legierung für verschiedene Abkühlgeschwindigkeiten und Abwalzgrade nach einer Rekristallisationsglühung bei 520 °C. Bei den Proben 1 und 2 gemäß Tabelle 1 liegt der Magnesiumgehalt unterhalb 0,25 % und es werden unter allen Abkühl- und Abwalzbedingungen nur vergleichsweise geringe Zugfestigkeitswerte erreicht (vgl. Tabelle 2). Bei den Proben 3 bis 7 dagegen werden praktisch unabhängig vom Magnesiumgehalt, der zwischen 0,26 und 0,66 % variiert wurde, deutlich höhere Zugfestigkeitswerte erreicht. Probe 7 liegt im Mg-Gehalt außerhalb des beanspruchten Mg-Bereiches und ist deshalb in Tabelle 2 nicht aufgenommen worden. Eine Zugfestigkeit über 370 N/mm2 ergibt sich bei einer Abkühlung mit 90 °K/s und einem Abwalzgrad von 75 % (obere Kurve). Mit der gleichen Abkühlgeschwindigkeit, aber nur 45 % Abwalzgrad, liegen die Zugfestigkeitswerte um 325 N/mm2 (untere Kurve). Bei der mittleren Kurve sind die Proben mit nur 2°K/s abgekühlt, aber mit 82 % Abwalzgrad auf Enddicke abgewalzt worden ; es ergeben sich Zugfestigkeitswerte um 335 N/mm2. Diese Versuchsergebnisse zeigen, daß der Magnesiumgehalt oberhalb 0,25 % keinen Einfluß auf die Endfestigkeit hat und daß er im untersuchten Bereich daher beliebig auf evtl. andere Bedingungen der Herstellung von Getränkedosen einstellbar ist. Ferner ist ersichtlich, daß bei entsprechender Wahl der Verfahrensparameter die für Dosendeckel geforderte Zugfestigkeit von 350 N/mm2 erreicht und deutlich überschritten werden kann, so daß das Material selbst nach einer teilweisen Entfestigung beim Lackeinbrennen die Anforderungen erfüllt. Andererseits zeigen die beiden unteren Kurven, daß mit hoher Abkühlgeschwindigkeit und geringem Abwalzgrad das gleiche erreicht werden kann, wie mit niedriger Abkühlgeschwindigkeit und hohem Abwalzgrad. Sofern für die Fertigung der Bänder keine Durchlauf-, Glüh- und Abschreckanlage zur Verfügung steht, kann also durch einen höheren Abwalzgrad das gleiche erreicht werden. Umgekehrt kann die Endabwalzung mit kleinerem Abwalzgrad und damit wirtschaftlicher durchgeführt werden, wenn entsprechend hohe Abkühlgeschwindigkeiten realisierbar sind.
  • Dieser Zusammenhang ist unter Einbeziehung der geforderten Endfestigkeit in der oben genannten Ungleichung formuliert und in Figur4 für verschiedene Zugfestigkeitswerte noch einmal grafisch dargestellt. Da für den Abwalzgrad gilt
    Figure imgb0006
    läßt sich die Ungleichung auch wie folgt schreiben :
    Figure imgb0007
  • Für den praktischen Betrieb kann man also bei vorgegebener Endfestigkeit und je nach erreichbarer Abkühlgeschwindigkeit ohne weiteres die erforderliche Zwischendicke berechnen, wenn die Enddicke vorgegeben ist.
  • Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die Ungleichung für ϕ nur für Werte Rm≥ 275 N/mm2 gilt. Bei Rm = 275 N/mm2 ergibt sich für ϕ der Wert -- 0, d. h. es wäre unabhängig von der Abkühlgeschwindigkeit keine weitere Abwalzung erforderlich.
  • Bei Anwendung des Erfindungsgedankens wird es zwar hauptsächlich auf den Festigkeitsbereich oberhalb 275 N/mm2 ankommen, aber auch für den darunterliegenden Bereich lassen sich für die Legierung Verfahrensbedingungen angeben, die zu einer vorgegebenen Endfestigkeit führen.
  • Figur 2 zeigt den erforderlichen Abwalzgrad in Abhängigkeit von der geforderten Festigkeit für ein bei 520 °C geglühtes Band, das an ruhender Luft mit ca. 2 °K/s abgekühlt wurde. Ein derartiges Band hat eine Festigkeit von ca. 220 N/mm2, die bei einem Abwalzgrad von 60 % bis auf etwa 290 N/mm2 gesteigert werden kann.
  • Figur zeigt die erforderliche Abkühlgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer vorgegebenen Endfestigkeit für ein auf Enddicke gewalztes und dann beu 520 °C geglühtes Band.
  • Ausgehend von der erfindungsgemäßen Legierung wird demnach ein Verfahren angegeben, mit dem Bänder für die Fertigung von Getränkedosen hergestellt werden können, die jede in diesem Anwendungsbereich geforderte Endfestigkeit aufweisen können. Das damit zur Verfügung gestellte Bandmaterial kann für die Herstellung von Dosendeckeln verwendet werden, für die eine Festigkeit von mindestens 350 N/mm2 gefordert wird ; es kann aber auch zur Herstellung der Dosenkörper durch Tief- und Abstreckziehen eingestzt werden, weil es wegen des niedrigen Magnesiumgehaltes bei diesen Umformoperationen keine Schwierigkeiten bietet. Damit ist für die Herstellung von Getränkedosen ein Weg gefunden worden, der die Fertigung wesentlich vereinfacht, das Rezyklieren des Altmaterials wirtschaftlich interessanter macht und ganz erhebliche Einsparungen mit sich bringt.
  • Bei der Herstellung von löt- und emaillierbarem Halbzeug oder Fertigteilen wird die abschließende Wärmebehandlung zweckmäßigerweise bei 450 bis 600 °C durchgeführt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die abschließende Wärmebehandlung bei emaillierten Halbzeugen oder Fertigteilen gleichzeitig mit dem Email-Einbrennvorgang erfolgt. Bei gelöteten Halbzeugen oder Fertigteilen wird die abschließende Wärmebehandlung vorteilhafterweise gleichzeitig mit dem Lötvorgang vorgenommen. Zur weiteren Steigerung der Zugfestigkeits- und 0,2-Streckgrenzwerte, können die Halbzeuge oder Fertigteile nach der abschließenden Wärmebehandlung einer forcierten Kühlung unterworfen werden. Ist die abschließende Wärmebehandlung bei einer Temperatur in der Nähe des oberen Grenzwertes vorgesehen, so muß der Magnesiumgehalt der Legierung auf 0,25 bis 0,50 % eingeschränkt werden.
  • Bei einem ähnlichen Verfahren (vergl. DE-PS 27 54 673) werden mit einer vergleichbaren Legierung, die jedoch maximal 0,2 % Mg enthalten kann, zwar die angestrebten Zugfestigkeitswerte von mindestens 150 N/mm2, nicht aber die geforderten 0,2-Streckgrenzwerte von mindestens 80 N/mm2 erreicht. Letztere liegen unabhängig von der angewandten Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung bei 50 N/mm2 oder weniger darüber. Sie sind für eine Reihe von Anwendungsfällen nicht ausreichend. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß die 0,2-Streckgrenze noch erheblich verbessert werden kann, wenn der Mg-Gehalt auf 0,25 bis 0,65 % angehoben wird, ohne daß Nachteile hinsichtlich der Löt- und Emaillierbarkeit auftreten. Bei Mg-Gehalten von mehr als 0,2% war nach bisheriger Auffassung die Emaillierbarkeit von AI-Mn-Legierungen nur nach einer aufwendigen Vorbehandlung gegeben. In der Literatur wird sogar gefordert, den Mg-Gehalt unter 0,01 bzw. 0,05 % zu halten (vergl. Aluminium-Taschenbuch, 14. Auflage (1974) Seite 734, Abs. 4 ; Z. Aluminium, 47. Jahrgang (1971) Seite 688, Tafel 1 ).
  • Es wurden Proben mit der Zusammensetzung nach Tabelle 1 untersucht. Dabei entsprechen die Proben 1 und 2 der DE-PS 27 54 673, während die übrigen einen steigenden Mg-Gehalt im Rahmen des beanspruchten Bereichs aufweisen. Die nach einer 30 minütigen Glühung bei einer üblichen Emaillier-Einbrenntemperatur von 560 °C erreichten Festigkeitswerte, sind aus Tabelle 2 ersichtlich. Es wurden Zugfestigkeitswerte von über 200 N/mm2 und 0,2-Streckgrenzwerte von 85 bis 98 N/mm2 bei gleichbleibenden Dehnungswerten von rund 20 % erreicht. Alle Proben haben den Email-Hafttest gemäß Merkblatt DEZ F 17 des deutschen Email-Zentrums nach 96 Stunden in einer Antimontrichloridlösung einwandfrei überstanden. Diese Ergebnisse widerlegen die verbreitete Auffassung, daß ein Magnesiumzusatz bei Al-Mn-Legierungen, die emailliert werden sollen, zu vermeiden ist. (Z. Aluminium, 47. Jahrgang (1971), Seite 688, rechte Spalte, Abs. 3).
  • In Figur 5 ist für eine Legierung mit 1,55 Mn, 1,53 % Si, 0,39 % Mg, 0,61 % Fe, 0,09 % Zr, Rest Aluminium und Verunreinigungen der Anstieg der Zugfestigkeits- und 0,2-Streckgrenzwerte in Abhängigkeit von der Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, daß oberhalb von 450 °C eine bemerkenswerte Steigerung beider Werte auftritt. Ohne Magnesiumzusatz in der beanspruchten Menge ist keine Steigerung der 0,2-Streckgrenzwerte zu erreichen und die Zugfestigkeitswerte gehen nicht wesentlich über 160 N/mm2 hinaus. (vergl. DE-AS 27 54 673, Diagramm I) Demgegenüber läßt sich für den Zustand « weich die 0,2-Streckgrenze erfindungsgemäß auf über 80 N/mm2 anheben und die Zugfestigkeit auf über 200 N/mm2 steigern.
  • Beim Hartlöten mit Flußmitteln gilt in AI-Mn-Legierungen Magnesium als benetzungsschädlich. Es kann davon ausgegangen werden, daß dieser Nachteil ebenso wenig auftritt, wie eine Beeinträchtigung der Emailhaftung, wenn die Legierungsbestandteile entsprechend der Erfindung aufeinander abgestimmt werden. Da beim Hartlöten üblicherweise aber höhere Temperaturen als beim Emaillieren angewendet werden, ist noch zu beachten, daß die Solidus-Temperatur mit steigendem Mg-Gehalt herabgesetzt wird. Dieser Zusammenhang ist aus Figur 6 ersichtlich. Für derartige Anwendungsfälle ist daher die Obergrenze des Mg-Gehaltes in Abhängigkeit von der Temperatur des Lötvorgangs herabzusetzen. Im allgemeinen genügt es, den Mg-Gehalt auf 0,5 % zu begrenzen, um bei einer Hartlöttemperatur bis 600 °C ein Anschmelzen zu vermeiden.
    Figure imgb0008
    Figure imgb0009

Claims (21)

1. Aluminium-Knetlegierung gekennzeichnet durch 1,15 bis 2,0% Mangan, mehr als 1,0 bis 2,0% Silizium, 0,25 bis 0,65 % Magnesium, 0,2 bis 1,0 % Eisen, höchstens 0,3 % Kupfer, höchstens 0,2 % Zink, höchstens 0,1 % Zirkonium, höchstens 0,1 % Titan, Rest Aluminium, einschließlich insgesamt maximal 0,2 % sonstige Verunreinigungen.
2. Aluminium-Knetlegierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Siliziumgehalt von 1,2 bis 1,8 %.
3. Aluminium-Knetlegierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Siliziumgehalt von 1,38 bis 1,57 %.
4. Aluminium-Knetlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit der Maßgabe, daß der Siliziumgehalt 0,85 bis 2,0% beträgt und daß die Legierungsgehalte wie folgt aufeinander abgestimmt sind :
0,3(2 Mg+Fe+Mn+1)≤Si
Mn≥1,5 Fe
Mn+Fe≥1,5
Mn+Si≥2,3.
5. Aluminium-Knetlegierung nach Anspruch 4 mit der Maßgabe, daß der Siliziumgehalt den Bereichen der Ansprüche 1 bis 3 entspricht.
6. Aluminium-Knetlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch 0,1 bis 0,3 %, vorzugsweise 0,15 bis 0,25 % Kupfer.
7. Halbzeuge bestehend aus einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Walzbänder bestehend aus einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
9. Halbzeuge oder Fertigteile bestehend aus einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie im kaltverfestigten Zustand eine Zugfestigkeit von mindestens 350 N/mm2 und eine Dehnung von mindestens 6 % aufweisen.
10. Halbzeuge oder Fertigteile bestehend aus einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie im vollständig rekristallisierten Zustand eine Zufgestigkeit von mindestens 150 N/mm2 und eine Streckgrenze von mindestens 80 N/mm2 aufweisen.
11. Halbzeuge oder Fertigteile bestehend aus einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie im kaltverfestigten Zustand eine Zugfestigkeit von mindestens 350 N/mm2 und eine Dehnung von mindestens 6% aufweisen und daß sie im vollständig rekristallisierten Zustand eine Zugfestigkeit von mindestens 150 N/mm2 und eine Streckgrenze von mindestens 80 N/mm2 aufweisen.
12. Verfahren zur Herstellung von Walzbändern aus einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gußblock warm und/oder kalt bis auf eine Zwischendicke Dz abgewalzt wird, daß danach das Zwischenband bei 450 bis 580°C einer Rekristallisationsglühung unterworfen wird und daß schließlich das Zwischenband mit einer Mindestgeschwindigkeit V (°K/s) abgekühlt und mit einem Mindestabwalzgrad ϕ (%) auf die Enddicke DB abgewalzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß je nach der geforderten Endfestigkeit Rm (N/mm2) folgende Bedingung einzuhalten ist :
Figure imgb0010
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer geforderten Endfestigkeit im Bereich 220 bis 275 N/mm2 das Zwischenband bei 450 bis 580 °C geglüht, an ruhender Luft abgekühlt und mit einem Endabwalzgrad ϕ = f(Rm) gemäß Diagramm in Figur 2 kalt auf Enddicke abgewalzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer geforderten Endfestigkeit im Bereich 220 bis 275 N/mm2 in üblicher Weise direkt auf Enddicke abgewalzt, danach das Band bei 450 bis 580 °C rekristallisierend geglüht und mit einer Geschwindigkeit V = f(Rm) gemäß Diagramm in Figur 3 auf unter 250 °C abgekühlt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß von einem mit mindestens 10 °K/s abgekühlten Gußband ausgegangen wird und daß ohne Rekristallisationsglühung direkt warm und/oder kalt bis auf die Enddicke abgewalzt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Zwischendicke Dz von 1 bis 4 mm abgewalzt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Enddicke D" von 0,20 bis 0,50 mm abgewalzt wird.
19. Verwendung der Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, oder nach einem der Ansprüche 11 bis 17 hergestellten Walzbänder für Fertigteile, insbesondere Dosen, aber auch für Dosenkörper und Dosendeckel.
20. Verfahren zur Herstellung von löt- und emaillierbaren Halbzeugen oder Fertigteilen aus einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzeuge oder Fertigteile abschließend einer rekristallisierenden Wärmebehandlung von mindestens 3 Minuten bei 450 bis 600 °C unterworfen werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die abschließende Wärmebehandlung zugleich mit dem Email-Einbrennvorgang oder mit dem Lötvorgang erfolgt.
EP82200114A 1981-02-06 1982-01-30 Aluminium-Knetlegierung Expired EP0057959B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT82200114T ATE8666T1 (de) 1981-02-06 1982-01-30 Aluminium-knetlegierung.

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3104079 1981-02-06
DE19813104079 DE3104079A1 (de) 1981-02-06 1981-02-06 Verfahren zur herstellung gewalzter baender aus einer aluminiumlegierung fuer die fertigung zweiteiliger dosen
DE19813110227 DE3110227A1 (de) 1981-03-17 1981-03-17 Herstellungsverfahren fuer halbzeuge aus einer al-mn-legierung
DE3110227 1981-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0057959A1 EP0057959A1 (de) 1982-08-18
EP0057959B1 true EP0057959B1 (de) 1984-07-25

Family

ID=25790981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP82200114A Expired EP0057959B1 (de) 1981-02-06 1982-01-30 Aluminium-Knetlegierung

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4431463A (de)
EP (1) EP0057959B1 (de)
JP (1) JPS57149444A (de)
KR (1) KR830009244A (de)
AU (1) AU546926B2 (de)
BR (1) BR8200641A (de)
CA (1) CA1193889A (de)
DE (1) DE3260416D1 (de)
EG (1) EG15472A (de)
ES (1) ES8308592A1 (de)
NO (1) NO820259L (de)
PH (2) PH19086A (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1287013C (en) * 1985-07-25 1991-07-30 Yasuhisa Nishikawa Aluminum alloy support for lithographic printing plates
FR2617188B1 (fr) * 1987-06-23 1989-10-20 Cegedur Alliage a base d'al pour boitage et procede d'obtention
DE3913324A1 (de) * 1989-04-22 1990-10-31 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Aluminiumwalzhalbzeug und verfahren zu seiner herstellung
US5104459A (en) * 1989-11-28 1992-04-14 Atlantic Richfield Company Method of forming aluminum alloy sheet
EP1386975A1 (de) * 2002-08-01 2004-02-04 Hydro Aluminium Deutschland GmbH Aluminiumlegierung zur Herstellung von Aluminiumband
US9440272B1 (en) 2011-02-07 2016-09-13 Southwire Company, Llc Method for producing aluminum rod and aluminum wire
CN106661679A (zh) 2014-07-04 2017-05-10 爱励轧制产品德国有限责任公司 用于建筑工业的铝合金

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3397044A (en) * 1967-08-11 1968-08-13 Reynolds Metals Co Aluminum-iron articles and alloys
CH493642A (de) * 1967-12-29 1970-07-15 Alusuisse Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen Bändern aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen
CA962172A (en) * 1971-05-05 1975-02-04 Olin Corporation High ductility high strength aluminum base alloys and process for obtaining same
US3945860A (en) * 1971-05-05 1976-03-23 Swiss Aluminium Limited Process for obtaining high ductility high strength aluminum base alloys
US3787248A (en) * 1972-09-25 1974-01-22 H Cheskis Process for preparing aluminum alloys
US3960607A (en) * 1974-03-08 1976-06-01 National Steel Corporation Novel aluminum alloy, continuously cast aluminum alloy shapes, method of preparing semirigid container stock therefrom, and container stock thus prepared
DE2452164A1 (de) * 1974-11-02 1976-05-06 Ritter Aluminium Gmbh Verwendung einer leichtmetalllegierung fuer kuechengeraete
US3966506A (en) * 1975-05-21 1976-06-29 Swiss Aluminium Ltd. Aluminum alloy sheet and process therefor
DE2529064B2 (de) * 1975-06-30 1977-08-04 VDM Aluminium GmbH, 6O00 Frankfurt Verwendung einer aluminiumlegierung
DE2754673C2 (de) * 1977-12-08 1980-07-03 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung von Halbzeug aus einer Al-Mn-Legierung mit verbesserten Festigkeitseigenschaften

Also Published As

Publication number Publication date
US4431463A (en) 1984-02-14
JPS57149444A (en) 1982-09-16
BR8200641A (pt) 1982-12-14
NO820259L (no) 1982-08-09
PH19086A (en) 1985-12-19
EG15472A (en) 1986-09-30
ES509393A0 (es) 1983-09-01
AU546926B2 (en) 1985-09-26
AU8022882A (en) 1982-08-12
KR830009244A (ko) 1983-12-19
EP0057959A1 (de) 1982-08-18
ES8308592A1 (es) 1983-09-01
CA1193889A (en) 1985-09-24
DE3260416D1 (en) 1984-08-30
PH20678A (en) 1987-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2714395C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Blechen, Bändern und Dünnbändern
DE3247698C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines zur Fertigung von Dosendeckeln geeigneten Bandes
DE2901020C2 (de)
EP2770071B9 (de) Aluminiumlegierung zur Herstellung von Halbzeugen oder Bauteilen für Kraftfahrzeuge, Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumlegierungsbands aus dieser Aluminiumlegierung sowie Aluminiumlegierungsband und Verwendungen dafür
DE69937481T2 (de) Stahlblech für eine dose und herstellungsverfahren dafür
DE1817243C3 (de) Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen Bändern aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen
EP0352597B1 (de) Verfahren zur Erzeugung von Warmband oder Grobblechen
DE2929724C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Bandes aus einer Aluminiumlegierung für Dosen und Deckel
CH641496A5 (de) Verfahren zur herstellung eines zipfelarmen bandes aus einem warmgewalzten band aus aluminium oder einer aluminiumlegierung.
WO2002083967A1 (de) VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON AlMn-BÄNDERN ODER -BLECHEN
DE2726763A1 (de) Verfahren zur herstellung von blechmaterial unter staerkenverringerung
DE1813192B2 (de) Verwendung von kaltverfestigten Blechen aus einer Aluminium Magnesium Mangan Legierung fur leicht zu öffnende Dosendeckel
EP1253209A2 (de) Stahlband mit guten Umformeigenschaften sowie Verfahren zum Herstellen desselben
EP1918405B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Stahl-Flachprodukten aus einem mit Silizium legierten Mehrphasenstahl
EP0057959B1 (de) Aluminium-Knetlegierung
EP1918404B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Stahl-Flachprodukten aus einem mit Aluminium legierten Mehrphasenstahl
EP0035055B1 (de) Verwendung von aus Aluminiumgusslegierungen und Aluminiumknetlegierungen vermischten Altschrotten zur Herstellung von Walzhalbzeugen und aus Schrott hergestellte Walzhalbzeuge
DE10055338C1 (de) Verfahren zum Herstellen eines bei niedrigen Verformungsgraden kaltverformten Kaltbandes
WO2002048410A1 (de) Verfahren zum herstellen von warmband oder -blech aus einem mikrolegierten stahl
DE102020112485B3 (de) Stahlblech und Verfahren zur Herstellung eines Stahlblechs für Verpackungen
DE2737116A1 (de) Verfahren zum herstellen von blechen und baendern aus ferritischen, stabilisierten, rostfreien chrom-molybdaen-nickel- staehlen
EP1466992A1 (de) Flächiges, gewalztes Halbzeug aus einer Aluminiumlegierung
DE2810188A1 (de) Verfahren zur weiterbehandlung von aus einer aluminium-mangan-legierung hergestellten blechen und baendern
DE1955026C2 (de) Verfahren zur Herstellung von kaltgewalzten Bändern aus einer rostbeständigen, ferritischen Stahllegierung mit 15 bis 20% Chrom und 0,5 bis 1,5% Molybdän und einem den austenitischen Stählen ähnlichen Tiefziehverhalten
EP1783234A2 (de) Verfahren zum Herstellen von Produkten durch Umformen bei erhöhten Temperaturen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19820925

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: STUDIO JAUMANN

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI NL SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 8666

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19840815

Kind code of ref document: T

REF Corresponds to:

Ref document number: 3260416

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19840830

ET Fr: translation filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19841226

Year of fee payment: 4

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19841231

Year of fee payment: 4

Ref country code: BE

Payment date: 19841231

Year of fee payment: 4

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19850220

Year of fee payment: 4

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19861217

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19870131

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19871001

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Effective date: 19880130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19880131

Ref country code: LI

Effective date: 19880131

Ref country code: CH

Effective date: 19880131

BERE Be: lapsed

Owner name: VEREINIGTE DEUTSCHE METALLWERKE A.G.

Effective date: 19880131

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19880801

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19880930

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19881121

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Effective date: 19890131

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 82200114.5

Effective date: 19880913