EP1297903B1 - Verfahren zur Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile aus einer Aluminiumlegierung - Google Patents

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EP1297903B1
EP1297903B1 EP01810950A EP01810950A EP1297903B1 EP 1297903 B1 EP1297903 B1 EP 1297903B1 EP 01810950 A EP01810950 A EP 01810950A EP 01810950 A EP01810950 A EP 01810950A EP 1297903 B1 EP1297903 B1 EP 1297903B1
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    • 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
    • C22F1/05—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 of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
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    • B05D2701/10—Coatings being able to withstand changes in the shape of the substrate or to withstand welding withstanding draw and redraw process, punching
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    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0218—Pretreatment, e.g. heating the substrate

Definitions

  • the invention relates to a method for producing painted automobile body parts according to the preamble of claim 1.
  • the invention has for its object to provide a simplified method for producing painted automotive body parts of an aluminum alloy of the type mentioned, which is suitable for forming in the painted state.
  • the core of the invention lies in the combination of the heat treatment state T4 generated by the cold aging with the following, relatively weak cold working with a thickness decrease of max. 18%. This ensures that the softened as a result of solution annealing and therefore susceptible to surface damage of all kinds band to prevent such damage again has sufficient strength.
  • the increase in strength is claimed in the claimed Kaltverfomungs Scheme such that on the one hand still sufficient reserve for the deformation of the painted strip to the painted automotive body parts remains, on the other hand, the strength in the painted body parts is considerably higher than in the clean state T4.
  • the solution annealing of the rolled to the intermediate thickness strip is mandatory in a continuous band-pass annealing furnace.
  • the conversion layer here is the known pretreatment of aluminum surfaces such as e.g. Chromating or chromium-free process understood. With the conversion layer, the adhesion of the paint layers on the aluminum surface is significantly improved.
  • the final thickness rolled strip before applying the conversion layer to a surface texture to provide.
  • the reduction in thickness provided for cold rolling of the cold-laid strip to final thickness should be taken into account, ie the total reduction in thickness must not exceed the maximum value of 18%.
  • a surface texture to the final thickness rolled strip is conveniently accomplished via a corresponding surface roughness pattern applied to the surface of work rolls which is transferred to the strip in a single rolling operation.
  • the surface topographies of the work roll and the tapes embossed therewith are complementary to one another, i. Tips or elevations on the roll surface become valleys or depressions in the strip surface and vice versa.
  • the aforementioned painted automotive body parts are for example modules, such as roof modules for sunroofs or complete roofs or other components that are brought from the painted strip by cold forming in the desired shape.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile nach dem Oberbegriff von Auspruch 1.
  • Bei der Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile aus Aluminiumlegierungen ist allgemein bekannt, Karosserieteile aus Blech zunächst in die endgültige Form zu bringen und das fertige Karosserieteil anschliessend, d.h. erst nach der Umformung des Bleches zum Karosserieteil zu lackieren. In einem oder mehreren Schritten erfolgt sodann ein Einbrennen des Lackes bei Temperaturen, die gleichzeitig zu einem Festigkeitsanstieg im Blech führen.
  • Aus Murtha S. J. et al., "Anisotropy Effects in the Forming of Aluminum Sheet", SAE Special Publications, XX, XX, 1995, Seiten 103 - 111, XP008005835, ISSN: 0099-5908 ist ein zur Herstellung von Automobil-Karosserieteilen geeignetes Band aus der Legierung 6009 im Zustand T4 mit einer EDT-Oberflächentopografie zur Verbesserung des Umformverhaltens bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile aus einer Aluminiumlegierung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches zum Umformen im lackierten Zustand geeignet ist.
  • Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt ein Verfahren mit den Merkmalen von Auspruch 1. Der Kern der Erfindung liegt in der Kombination des durch die Kaltauslagerung erzeugten Wärmebehandlungszustandes T4 mit der darauf folgenden, verhältnismässig schwachen Kaltumformung mit einer Dickenabnahme von max. 18%. Dadurch wird sichergestellt, dass das infolge des Lösungsglühens weich gewordene und deshalb auf Oberflächenbeschädigungen aller Art anfällige Band zur Verhinderung derartiger Beschädigungen wieder eine ausreichende Festigkeit aufweist. Gleichzeitig ist der Festigkeitsanstieg im beanspruchten Kaltverfomungsbereich derart bemessen, dass einerseits noch genügend Reserve für die Umformung des lackierten Bandes zu den lackierten Automobil-Karosserieteilen verbleibt, anderseits die Festigkeit in den lackierten Karosserieteilen erheblich höher ist als im reinen Zustand T4.
  • Das Lösungsglühen des auf die Zwischendicke gewalzten Bandes erfolgt zwingend in einem kontinuierlich arbeitenden Banddurchlauf-Glühofen.
  • Unter Konversionsschicht wird hier die bekannte Vorbehandlung von Aluminiumoberflächen wie z.B. Chromatieren oder chromfreie Verfahren verstanden. Mit der Konversionsschicht wird die Haftung der Lackschichten auf der Aluminiumoberfläche entscheidend verbessert.
  • In gewissen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen, das auf Enddicke gewalzte Band vor dem Aufbringen der Konversionsschicht mit einer Oberflächentextur zu versehen. Bei einer mit dem Texturieren der Oberfläche allenfalls durch einen Prägeschritt verursachten Dickenreduktion wäre die beim Kaltwalzen des kaltausgelagerten Bandes auf Enddicke vorgesehene Dickenabnahme zu berücksichtigen, d.h. die totale Dickenreduktion darf den Maximalwert von 18% nicht überschreiten.
  • Das Aufbringen einer Oberflächentextur auf das auf Enddicke gewalzte Band erfolgt in zweckmässiger Weise über ein entsprechendes, auf die Oberfläche von Arbeitswalzen aufgebrachtes Rauheitsmuster, welches in einem einzigen Walzvorgang auf das Band übertragen wird. Wie bei jedem Prägevorgang sind die Oberflächentopographien der Arbeitswalze und der damit geprägten Bänder zueinander komplementär, d.h. Spitzen bzw. Erhebungen auf der Walzenoberfläche werden zu Tälern bzw. Vertiefungen in der Bandoberfläche und umgekehrt.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Rauheitsmuster ergeben sich durch Prägen einer Oberflächentextur mit Arbeitswalzen, deren Oberfläche nach den folgenden Verfahren aufgerauht sind:
    • Funkenerodierverfahren (EDT-Electrical Discharge Texturing). Beim EDT-Verfahren wird die Walze längs einer Reihe von Elektroden bei gleichzeitiger axialer Oszillation gedreht und dabei die Oberfläche auf eine vorgewählte Rauhtiefe texturiert. Durch die Entladung elektrischer Energie zwischen der Walzenoberfläche und den über eine dieelektrische Flüssigkeit getrennten Elektroden werden auf der Walzenoberfläche kleine Krater gebildet. Die Rauheit der Walze kann auf bekannte Weise durch eine Reihe von Maschinen-Parametern eingestellt werden. Das Rauheitsmuster ist eine statistische Verteilung von Spitzen und Tälern. Das EDT-Verfahren ermöglicht die Einstellung von Mittenrauhwerten Ra zwischen 0,5 und 2 µm. Mittenrauhwert und Spitzenzahl sind miteinander weitgehend verknüpft. Für das erfindungsgemässe Verfahren besonders geeignet ist eine Oberflächentextur mit niedriger Rauheit und hoher Spitzenzahl.
    • Isomill-Verfahren. Beim Isomill-Verfahren sind in die Oberfläche der Arbeitswalzen in Umfangrichtung und quer dazu in Achsenrichtung oder in einem Winkel von je 45° zur Walzrichtung zur Erzeugung eines im wesentlichen quadratischen Rauheitsmusters Rillen eingraviert.
    • Millfinish-Verfahren. Beim Millfinish-Verfahren sind in die Oberfläche der Arbeitswalzen in Umfangrichtung feine Rillen eingraviert. Bei Übertragung dieses Rauheitsmusters auf das Blech entsteht die Oberfläche "Millfinish".
  • Die erwähnten lackierten Automobil-Karosserieteile sind beispielsweise Module, wie Dachmodule für Sonnendächer oder komplette Dächer oder auch andere Komponenten, die aus dem lackierten Band durch eine Kaltumformung in die gewünschte Form gebracht werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile aus einer Aluminiumlegierung mit 0,3 bis 0,9 Gew.-% Magnesium und 0,5 bis 1,2 Gew.-% Silizium, bei welchem Verfahren
    - ein warmgewalztes Band in einem oder mehreren Walzstichen kaltgewalzt wird,
    - das kaltgewalzte Band lösungsgeglüht wird,
    - das lösungsgeglühte Band abgekühlt wird, und
    - das abgekühlte Band zur Erzielung des Wärmebehandlungszustandes T4 kaltausgelagert wird, WOBEI
    - das warmgewalzte Band auf eine Zwischendicke kaltgewalzt wird,
    - das auf die Zwischendicke kaltgewalzte Band in einem kontinuierlich arbeitenden Banddurchlauf-Glühofen während 10 bis 100 sec bei einer Temperatur von 540 bis 575 °C lösungsgeglüht wird,
    - das lösungsgeglühte Band mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 20 bis 300 °C/sec auf 200 °C oder weniger abgekühlt wird,
    dadurch gekennzeichent, dass
    - das zur Erzielung des Wärmebehandlungszustandes T4 kaltausgelagerte Band mit einer Dickenreduktion von 1,5 bis 18 % auf Enddicke kaltgewalzt wird,
    - auf das auf Enddicke kaltgewalzte Band eine Konversionsschicht aufgebracht wird,
    - eine oder mehrere Lackschichten auf das mit der Konversionsschicht versehene Band aufgebracht werden, und
    - das lackierte Band zu den lackierten Automobil-Karosserieteilen umgeformt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Enddicke kaltgewalzte Band als letzten Schritt das Aufbringen einer Oberflächentextur beinhaltet.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentextur über ein auf die Oberfläche von Arbeitswalzen aufgebrachtes Rauheitsmuster in einem einzigen Walzvorgang auf das Band übertragen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Arbeitswalzen nach dem Funkenerodierverfahren (EDT-Electrical Discharge Texturing) aufgerauht ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberfläche der Arbeitswalzen in Umfangrichtung und quer dazu in Achsenrichtung oder in einem Winkel von je 45° zur Walzrichtung zur Erzeugung eines im wesentlichen quadratischen Rauheitsmusters (Isomill) Rillen eingraviert sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberfläche der Arbeitswalzen in Umfangrichtung zur Erzeugung eines Millfinish-Musters Rillen eingraviert sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem lackierten Band zugeschnittene Bleche durch Kaltumformen zu den lackierten Automobil-Karosserieteilen geformt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die lackierten Automobil-Karosserieteile als Module, wie Dachmodule für Sonnendächer oder komplette Dächer verwendet werden.
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