NO162081B - Fremgangsm te for fremstilling av valseprodukter aviumlegering. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumvalseprodukter med jern som viktigste legeringselement, og som ved den endelige.valsetykkelse oppviser en kornstørrelse på mindre enn 10 um etter en glødning ved minst 250°C. Med begrepet "kornstørrelse" forstås her det gjennomsnittlige tverrmål av alle foreliggende korn.

Sådanne små korn i glødet tilstand utgjør blant annet en god forutsetning for høy fasthet og elastisitetsgrense ved sammen med god formbarhet. Dette gjelder for alle tykkelses-r områder fra mm-blikk til folie med tykkelse på noen få um.

Ved aluminiumvalseprodukter av kjente legeringer for dette formål fremkommer etter utførelse av vanlige fremstillings-prosesser korn av størrelsesorden 15 til 50 um ved en sluttglødning over 250°C. Det er imidlertid utviklet en fremgangsmåte hvorved aluminium/jern-legeringer kan be-arbeides til valseprodukter på sådan måte at det etter sluttglødning i området mellom 250 og 400°C kan oppnås kornstørrelser som ligger under 3 um.

Denne fremgangsmåte fordrer imidlertid anvendelse av spesielle støpemaskiner som gjør det mulig å oppnå størk-ningshastigheter på mer enn 25 cm/min. Ved vanlige streng-støpemetoder ligger imidlertid størkningshastigheten mellom 5 og 12 cm/min.

Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å angi en fremgangsmåte som gjør det mulig å fremstille valseprodukter som ved den endeligé valsetykkelse oppviser korn mindre enn 10 um etter en glødning over 250°C, på grunnlag av lavlegerte aluminium/jern-legeringer under anvendelse av de vanligvis benyttede halvkontinuerlig barre/strengstøpe-anlegg.

Oppfinnelsen gjelder således en fremgangsmåte for fremstilling av valseprodukter av aluminiumlegering med jern opptil 2,5% som overveiende legeringselement samt med opptil 2,0 % silisium og opptil 0,5 % mangan, idet valseproduktene valses til sluttykkelse med en nedvalsingsgrad på minst 60 % og etter en glødning ved sluttykkelse og minst 250°C oppviser en kornstørrelse på mindre enn 10 um.

På denne bakgrunn av prinsippielt kjent teknikk fra US patentskrift nr 4.126.487 har så denne fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at en legering som regnet i vekt% består av 0,8 - 1,5 % jern, 0 - 0,5 % av såvel silisium og mangan, idet summen av mangan- og silisiuminnholdet ligger mellom 0,2 og 0,8 %, samt andre bestanddeler hver 0 - 0,3 % og tilsammen 0 -0,8 %, og resten aluminiumn, støpes med en størkningshastighet på 2,5 til 25 cm/min., samt etter varmvalsing bringes ned til temperaturer under 120°C i en avkjølingstakt på minst 0,5 K/sek. og derpå koldvalses ned til en tykkelsesreduksjon på 75 % uten mellomglødning, mens glødningstemperaturen ved den oppnådde sluttykkelse ikke overskrider 380°C.

Ved hensiktsmessig valgt legeringssammensetning såvel som

oppstilling av tre nødvendige, men lett oppfyllbare termomek-aniske tilvirkningsforskrifter er det således for alle støpe-metoder som innebærer størkningshastigheter mellom 2.5 og 25 cm/min. vært mulig å fastlegge en fremgangsmåte som ved glød-ede blikk, tynnbånd eller folier gir kornstørrelser hoved-sakelig i området mellom 1 og 5 um, og i alle tilfeller under 10 um.•

For størkningshastigheter utenfor det fastlagte område er imidlertid den angitte fremgangsmåte egnet i mindre grad.

Med tiltagende sluttglødningstemperatur kan forholdet mellom formbarhet og fasthet økes. Herunder har det imidlertid vist seg at sluttglødningstemperaturen på 380°C ikke må over-skrides i oppfinnelsens legeringsområde, hvis kornstørrelser over 10 um med sikkerhet skal kunne unngås.

For å oppnå fine korn er også fremstillingstrinnene etter varmvalsingen kritisk. Forsøk viser at for å sikre dannelse av fine korn, må nedkjølingstakten på 0.5 K/sek. ikke under-skrides i området mellom varmvalsetemperaturen og ca. 120°C. Avkjølingstakten under 120°C er i denne forbindelse uten betydning. Nedkjølingstakt av sådan størrelse kan imidlertid oppnås ved å føre båndet gjennom vannkasser eller ved kjøling av båndet i sterk luftstrøm.

Den første glødning etter varmvalsingen, nemlig slutt-glødningen eller en eventuelt mellomglødning, bør ikke finne sted ved en tykkelse som beløper seg til mer enn 1/4 av varmvalsetykkelsen.

Vektandelen av jern må ligge høyere enn 0.8%, da ellers korn større enn 10 um vil ha en tendens til å opptre etter sluttglødningen. Hvis det på den annen side foreligger mer enn 1.5% jern, kommer man i nærheten av den eutektiske sammensetning, hvilket medfører fare for dannelse av grove utfeininger under støpningen, hvilket vil ødelegge form-barheten i følbar grad.

Hvis silisium- eller manganinnholdet overstiger 0.5%, eller

summen av disse bestanddeler ligger over 0.8%, foreligger det likeledes fare for dannelse av grove utfeininger. Ved en sum av disse bestanddeler under 0.2%, kan på den annen side dannelse av kornstørrelser over 10 pm bare vanskelig forhindres.

Det har vist seg som fordelaktig å fastlegge den nedre grense for jerninnholdet ved 1.1% og tilsvarende for mangan ved 0.25%. Ved lavere innhold kan det opptre kornstørrelser som ikke ligger vesentlig under 10 um. Ved manganinnhold under 0.25% foreligger det i tillegg en øket tendens til korrosjon.

Forsøk viser at en begrensning av Fe/Mn-vektsforholdet til mellom 2.5 og 4.5 gir en særlig god virkning med hensyn til finkorndannelse.

Ytterligere fordeler, særtrekk, og detaljer ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av følgende beskrivelse av foretrukne utførelseseksempler.

Eksempel 1: Legeringens betydning ved tvnne bånd

Etter strengstøpeprosessen ble barrer av begge legeringer støpt med et tverrsnitt på 412 x 1000 mm og med en hastighet på 10 cm/min. Størkningshastigheten var herunder 7 cm/min. Disse barrer ble overflatefrest, forvarmet til 540°C og varmvalset ned til 8 mm. Varmvalsebåndet ble bragt til å gjennomløpe en vannkasse og ble så nedvalset til 0.7 mm. Ved denne mellomtykkelse fulgte en 3-timers glødning ved 350°C, og derpå en kaldvalsing ned til 0.1 mm. Etter en 20-timers sluttglødning ved 320°C ble følgende verdier oppnådd: (mek-aniske størrelser målt i valseretningen):

Eksempel 2: Legeringens betydning ved folier

Ned til 0.1 mm ble de to legering bearbeidet på samme måte som i eksempel 1. Derpå ble de kaldvalset ned til 13 um og sluttglødet ved 280°C. Eksempel 3: Betydningen av avkj©lingstakten etter varmvalsingen

Fremstillingsprosessen tilsvarer i et tilfelle (AE) den ut-førelse som er angitt i eksempel 1, mens den i et annet tilfelle (AK) ble forandret slik at varmvalsebåndet ikke ble ført gjennom en vannkasse, men umiddelbart oppkveilet.

Eksempel 4: Sluttglødetemperaturens betydning.

Ned til 0.1 mm ble ovenfor angitte legering bearbeidet som angitt i eksempel 1. Den 20-timers sluttglødning ble imidlertid gjennomført i en annen variant (GE) ved 320°C samt ved en ytterligere variant (GK) ved 400°C.

Eksempel 5: Betydningen av kaldvalsingsgraden mellom varm-valsetvkkelsen oa tykkelsen ved første glødning.

Legeringen E 1 ble bearbeidet som angitt i eksempel 1 inntil og under vannkjølingen av det varmvalsede bånd. Videre ble båndet kaldvalset til 2.8 mm, glødet 3 timer ved 360°C, ytterligere nedvalset til 0.8 mm, glødet 3 timer ved 350°C, ferdigvalset til 0.1 mm og endelig glødet i 20 timer ved 320°C (KW), slik som angitt i eksempel 1.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av valseprodukter av aluminiumlegering med jern opptil 2,5 % som overveiende legeringselement samt med opptil 2,0 % silisium og opptil 0,5 % mangan, idet valseproduktene valses til sluttykkelse med en nedvalsingsgrad på minst 60 % og etter en glødning ved sluttykkelse og minst 250°C oppviser en kornstørrelse på mindre enn 10 um, karakterisert ved at en legering som regnet i vekt% består av 0,8 - 1,5 % jern, 0 - 0,5 % av såvel silisium og mangan, idet summen av mangan- og silisiuminnholdet ligger mellom 0,2 og 0,8 %, samt andre bestanddeler hver 0 - 0,3 % og tilsammen 0 -0,8 %, og resten aluminiumn, støpes med en størkningshastighet på 2,5 til 25 cm/min., samt etter varmvalsing bringes ned til temperaturer under 120°C i en av-kjølingstakt på minst 0,5' K/sek. og derpå koldvalses ned til en tykkelsesreduksjon på 75 % uten mellomglødning, mens glødnings-temperaturen ved den oppnådde sluttykkelse ikke overskrider 380°C.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det støpes en aluminiumlegering som inneholder mer enn 1,1 % jern og mer enn 0,25 % mangan.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det støpes, en aluminiumlegering hvor vektforholdet mellom legeringens jernandel og manganandel ligger mellom 2,5 og 4,5.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at det støpes en 'aluminiumlegering som foruten Fe, Si og Mn omfatter 0 - 0,1 % av hver av de ytterligere legeringsbestanddeler.