PT2770071T

PT2770071T - Liga de alumínio para a produção de produtos semiacabados ou componentes para automóveis, procedimento para a produção de uma tira de alumínio a partir dessa liga de alumínio bem como tira de liga de alumínio e utilizações da mesma

Info

Publication number: PT2770071T
Application number: PT131561003T
Authority: PT
Inventors: Engler Olaf; Brinkman Henk-Jan; Hentschel Thomas; Dupuis Réginald
Original assignee: Hydro Aluminium Rolled Prod
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2017-04-19
Also published as: EP2770071A1; ES2621871T3; EP2959028A1; JP6143892B2; EP2959028B1; CN105008563A; EP2770071B2; WO2014128212A1; US20150368771A1; RU2637458C2; EP2770071B9; PT2959028T; KR20150119369A; WO2014128212A9; ES2590779T3; CA2899991C; CN105008563B; EP2959028B2; KR101656419B1; US10501833B2

Description

DESCRIÇÃO

LIGA DE ALUMÍNIO PARA A PRODUÇÃO DE PRODUTOS SEMIACABADOS OU COMPONENTES PARA AUTOMÓVEIS, PROCEDIMENTO PARA A PRODUÇÃO DE UMA TIRA DE LIGA DE ALUMÍNIO A PARTIR DESSA LIGA DE ALUMÍNIO BEM COMO TIRA DE LIGA DE ALUMÍNIO E

UTILIZAÇÕES DA MESMA A invenção refere-se a uma liga de alumínio para a produção de produtos semiacabados ou componentes para automóveis. Além disso, a invenção refere-se a um procedimento para a produção de uma tira de liga de alumínio bem como uma tira de liga de alumínio produzida correspondentemente e a utilizações da mesma.

Os produtos semiacabados e componentes para automóveis devem cumprir, dependendo do seu local de utilização e do seu propósito de utilização no automóvel, diferentes exigências, em particular, em relação às suas propriedades mecânicas, bem como às suas propriedades de corrosão.

Em peças interiores de portas, as propriedades mecânicas são determinadas, por exemplo, sobretudo pela rigidez que depende, em particular, da conformação destas peças. Face a isto, a tenacidade tem uma influência de ordem menor, não devendo também ser, no entanto, demasiado moles os materiais utilizados. Face a isto, uma boa capacidade de conformação é muito importante, jã que no geral os componentes e os produtos semiacabados experimentam complexos processos de conformação, por exemplo, no fabrico de peças interiores de portas. Isto refere-se, em particular, a componentes que se fabricam em construção de revestimento de chapa de uma peça como, por exemplo, uma porta interior de chapa com uma zona integrada de armação de janela. Tais componentes têm vantagens de custo em relação a uma solução de perfil de janela anexa para a armação da janela graças à poupança de operações de união.

Seria vantajoso, em particular, que fosse possível conformar um produto semiacabado ou componente correspondente de uma liga de alumínio numa ferramenta para componentes de aço, já que neste caso, na mesma ferramenta, em função da necessidade, podem ser produzidos componentes de alumínio ou aço e, deste modo, podem-se reduzir ou evitar os custos de investimento e operação para uma ferramenta adicional.

Pelos motivos que se mencionaram anteriormente, no âmbito da indústria automóvel existe um grande interesse em ligas de alumínio de tenacidade média, altamente conformáveis que apresentem em particular uma melhor capacidade de conformação que, por exemplo, a liga normalizada AA (associação de alumínio) 5005 (AlMgl).

Além das propriedades mecânicas, nos automóveis, também desempenha um papel importante a resistência à corrosão, jã que os componentes do automóvel, tais como peças interiores de portas, estão expostos a salpicos de água, água de condensação ou embaciamento. Portanto, é desejável que os componentes de automóveis apresentem uma boa resistência frente a distintos ataques corrosivos, em particular em relação à corrosão intercristalina e em relação à corrosão filiforme.

Por corrosão filiforme entende-se um tipo de corrosão que aparece em componentes revestidos e que mostra um percurso em forma de fio. A corrosão filiforme aparece com uma elevada humidade do ar em presença de iões cloro.

No passado, tentou-se produzir produtos semiacabados ou componentes para automóveis a partir da liga AA 8006 (AlFel, 5MnO, 5) . Certamente, com esta liga podem ser produzidos produtos semiacabados com uma tenacidade suficiente e uma elevada capacidade de conformação, no entanto, os componentes correspondentes mostravam depois do envernizamento uma elevada vulnerabilidade à corrosão filiforme, de tal modo que a liga AA 8006 não é adequada para componentes revestidos, em particular envernizados, tais como peças interiores de portas.

As ligas AA 6xxx que se podem endurecer apresentam elevadas tenacidades bem como uma boa resistência em relação à corrosão intercristalina e em relação à corrosão filiforme, no entanto, claramente são mais difíceis de conformar que AA 8006 e, portanto, não são particularmente adequadas para a produção de componentes complexos, tais como, por exemplo, peças interiores de portas. Além disso, a produção de produtos semiacabados e componentes a partir de uma liga AA 6xxx é bastante complexa e cara, já que requer, como uma etapa particular do procedimento, um recozimento por passo contínuo.

As ligas 5 xxx com elevadas proporções de magnésio combinam tenacidades elevadas com uma capacidade de conformação bastante boa. No entanto, a capacidade de conformação não se aproxima à das soluções de aço, o que conduz a limitações no desenho dos componentes. Além disso, estas ligas tendem à corrosão intercristalina. É certo que os materiais de aço podem ser conformados bastante bem, no entanto, com a mesma rigidez, têm uma desvantagem de peso e são também vulneráveis à corrosão. Partindo deste estado da técnica, a presente invenção tem como objetivo colocar à disposição uma liga de alumínio para a produção de produtos semiacabados ou componentes para automóveis que seja altamente conformável, de tenacidade média e resistente à corrosão. Além disso, deve ser proporcionado um procedimento correspondente para a produção de tiras de liga de alumínio a partir desta liga de alumínio, que possa ser levado a cabo de forma relativamente económica. Finalmente, a presente invenção também tem como objetivo disponibilizar uma tira de liga de alumínio correspondente bem como utilizações vantajosas para a tira e a liga.

Em relação à liga de alumínio, o objetivo mencionado anteriormente ê resolvido de acordo com a invenção pelo facto, de que os componentes da liga da liga de alumínio apresentam as seguintes proporções em percentagem em peso:

Sendo o resto alumínio, elementos acompanhantes inevitáveis em solitário < 0,05 %, no total < 0,15 % e a proporção combinada de Mg e Cu cumpre a seguinte relação em % em peso:

A liga de alumínio de acordo com a invenção baseia-se no tipo de liga AA 3xxx, em particular, AA 3103 (AlMnl) . Certamente, tais ligas apresentam uma capacidade de conformação muito boa, mas normalmente são demasiado moles para muitas aplicações, tais como componentes de automóveis. Através da adição de determinados elementos da liga, em particular Mg e Cu, é certo que se pode aumentar a tenacidade da liga de alumínio, no entanto, isto conduz também a uma evidente redução da ductilidade e, portanto, por sua vez a uma pior capacidade de conformação.

No contexto da invenção, reconhece-se entre outras coisas, que se deve controlar de forma exata a proporção combinada de cobre e magnésio na liga de alumínio de acordo com a invenção para conseguir as propriedades mecânicas desejadas, em concreto, um limite de alongamento Rp0,2 de pelo menos 45 MPa com um alongamento uniforme Ag de pelo menos 23 % bem como um alongamento de rutura A80mm de pelo menos 30 % com uma boa resistência à corrosão. Em ensaios foi comprovado que, com uma proporção combinada de Mg e Cu entre 0,15 e 0,25 % em peso, se obtém uma combinação vantajosa para as aplicações mencionadas de tenacidade e capacidade de conformação da liga de alumínio. A proporção combinada de magnésio e cobre deve ascender pelo menos a 0,17 % em peso, para que a liga de alumínio consiga uma tenacidade suficiente, em particular, com um limite de alongamento Rp0,2 de pelo menos 45 MPa. Por outro lado, a proporção combinada de Mg e Cu deve limitar-se a, no máximo, 0,2 5 % em peso, preferencialmente, no máximo, 0,23 % em peso, em particular, no máximo, 0,20 % em peso, já que, caso contrário, o alongamento uniforme Ag e o alongamento de rutura ASOmm diminuem demasiadamente, a saber, em particular, inferior a 23 % para Ag ou inferior a 30 % para A80mm. Pela proporção combinada de magnésio e cobre entende-se, em geral, a soma das duas proporções individuais para Mg e Cu em % em peso.

Em relação às proporções individuais, a liga de alumínio apresenta uma proporção de Cu de no máximo 0,20 % em peso, preferencialmente, no máximo, 0,10 % em peso, em particular, de no máximo, 0,05 % em peso e uma proporção de magnésio de no máximo 0,25 % em peso, preferencialmente, no máximo, 0,2 % em peso. Além disso, a liga de alumínio apresenta preferencialmente uma proporção de Mg de pelo menos 0,06 % em peso, mais preferencialmente de pelo menos 0,10 % em peso, em particular, de pelo menos 0,15. A liga de alumínio de acordo com a invenção que se descreveu anteriormente, resultou ser altamente conformável e de tenacidade média nos ensaios. Por isto, a liga de alumínio pode ser utilizada de forma particularmente boa para produtos semiacabados e componentes de automóveis, cuja produção compreenda processos complexos de conformação. Com a liga de alumínio pode conseguir-se, parcialmente, em particular, até mesmo uma capacidade de conformação tão boa, que os produtos semiacabados e os componentes da liga podem ser conformados em ferramentas de conformação para componentes de aço.

Além disso, demonstrou-se em ensaios que a liga de alumínio de acordo com a invenção apresenta uma boa resistência à corrosão. Em particular em ligas de tipo AA 3 xxx, à qual pertence a liga que se mencionou anteriormente, não surge corrosão intercristalina. Além disso, a liga de alumínio de acordo com a invenção mostrou, em exames de laboratório, uma resistência consideravelmente melhor em relação à corrosão filiforme que, por exemplo, as ligas de AA 8006. 0 efeito dos constituintes individuais da liga é explicado, agora, a seguir: A proporção de Mn da liga de 0,9 a 1,5 % em peso, preferencialmente de 1,0 a 1,4 % em peso, em particular, de 1,0 a 1,2 % em peso, conduz, em combinação com as proporções de Fe e Si nas quantidades indicadas, em particular, a partículas compactas distribuídas de forma relativamente uniforme da fase a-Al(Fe,Mn)Si quaternária que aumentam a tenacidade da liga de alumínio sem influenciar negativamente outras propriedades, tais como a capacidade de conformação ou o comportamento em relação à corrosão.

Os elementos titânio, cromo, vanádio e, em particular, zircónio podem impedir a recristalização no recozimento final e piorar, portanto, a capacidade de conformação da liga de alumínio. Para conseguir uma melhor capacidade de conformação, portanto, a liga de alumínio apresenta proporções de Ti, Cr, V e Zr de, em cada caso, no máximo 0,05 % em peso e, preferencialmente, em particular, uma proporção de Zr de no máximo 0,02 % em peso.

As proporções de todos os outros elementos acompanhantes inevitáveis ascendem individualmente a menos de 0,05 % em peso e juntos a menos de 0,15 % em peso, para que os mesmos não causem qualquer formação de fases indesejadas e/ou influências negativas sobre as propriedades do material.

Em uma primeira forma de realização preferida, a proporção de Mg da liga de alumínio é maior que a proporção de Cu da liga de alumínio. Deste modo, pode-se melhorar adicionalmente o comportamento de corrosão da liga de alumínio, em particular, em relação à corrosão filiforme. A capacidade de conformação da liga de alumínio continua a ser melhorada numa outra forma de realização pelo facto, de que a liga de alumínio apresenta uma proporção de Cr < 0,02 % em peso, preferencialmente < 0,01 % em peso e/ou uma proporção de V < 0,02 % em peso, preferencialmente ^ 0,01 % em peso e/ou uma proporção de Zr < 0,01 % em peso. É possível adicionar titânio durante a fundição contínua da liga de alumínio como agente de refinação de grão, por exemplo, em forma de arame ou barras de boreto de Ti. Portanto, a liga de alumínio apresenta, noutra forma de realização, um teor de Ti de pelo menos 0,01 % em peso, preferencialmente de pelo menos 0,015 % em peso, em particular de pelo menos 0,02 % em peso.

As propriedades de material da liga de alumínio podem ser melhoradas noutra forma de realização ao apresentar a liga de alumínio uma proporção de Fe < 0,7 % em peso, preferencialmente ^ 0,6 % em peso, em particular < 0,5 % em peso. Graças à limitação adicional da proporção de Fe, evita-se que a vulnerabilidade da liga de alumínio aumente em relação à corrosão filiforme.

Além disso, a liga de alumínio apresenta preferencialmente uma proporção de Si < 0,4 % em peso, preferencialmente < 0,3 % em peso, em particular < 0,25 % em peso. Graças à limitação adicional da proporção de Si, pode-se evitar que se reduza demasiado a capacidade de conformação.

Para o aumento da tenacidade, a liga de alumínio apresenta, além disso, preferencialmente uma proporção de Fe de pelo menos 0,10 % em peso, preferencialmente de pelo menos 0,25 % em peso, em particular de pelo menos 0,40 % em peso, e/ou uma proporção de Si de pelo menos 0,06 % em peso, preferencialmente pelo menos 0,10 % em peso, em particular pelo menos 0,15 % em peso.

Conseguem-se uma boa tenacidade e capacidade de conformação numa forma de realização preferente da liga de alumínio ao apresentar os constituintes de liga da liga de alumínio as seguintes proporções em percentagem em peso:

Sendo o resto alumínio, elementos acompanhantes individuais em solitário < 0,05 %, no total < 0,15 %, cumprindo a proporção combinada de Mg e Cu cumpre a seguinte razão em % em peso:

A capacidade de conformação desta liga pode ser melhorada ao apresentar a liga uma proporção de V < 0,02 % em peso e/ou uma proporção de Zr < 0,01 % em peso. Além disso, pode-se melhorar a afinação de grão através da proporção de Ti de pelo menos 0,01 % em peso.

Consegue-se uma capacidade de conformação muito boa com uma tenacidade suficiente numa forma de realização preferente da liga de alumínio ao apresentar os constituintes de liga da liga de alumínio as seguintes proporções em percentagem em peso:

Pode-se melhorar a capacidade de conformação desta liga ao apresentar a liga uma proporção de V < 0,02 % em peso e/ou uma proporção de Zr < 0,01 % em peso. Além disso, pode-se melhorar a afinação de grão através de uma proporção de Ti de pelo menos 0,01 % em peso. 0 objetivo que se descreveu anteriormente resolve-se de acordo com a invenção, além disso, através de um procedimento para a produção de uma tira de liga de alumínio a partir de uma liga de alumínio de acordo com a invenção que compreende as seguintes etapas de procedimento: - fundição de um lingote de laminação a partir de uma liga de alumínio de acordo com a invenção, - homogeneização do lingote de laminação a de 480 °C a 600 °C durante pelo menos 0,5 h, - laminação a quente do lingote de laminação a de 280 °C a 500 °C até dar uma tira de liga de alumínio, - laminação a frio da tira de liga de alumínio até uma espessura final e - recozimento final de recristalização da tira de liga de alumínio.

As etapas de procedimento do procedimento que se descreveu anteriormente são levadas a cabo em particular na ordem indicada.

Em experiências foi comprovado, que com este procedimento é possível produzir uma tira de liga de alumínio que é altamente conformável, de tenacidade média e resistente à corrosão, em particular, em relação à corrosão intercristalina e corrosão filiforme. Além disso, este procedimento permite uma produção económica da tira de liga de alumínio, já que o procedimento compreende etapas convencionais do processo (ou seja, fundição contínua, homogeneização, laminação a quente, laminação a frio, recozimento brando) e não requer necessariamente etapas do procedimento complexas particulares tais como, por exemplo, um recozimento por passo contínuo de tira. A fundição do lingote de laminação realiza-se preferencialmente na fundição contínua DC (direct casting). No entanto, como alternativa pode-se utilizar, por exemplo, também um procedimento de fundição de tira.

Graças à homogeneização do lingote de laminação a de 480 °C a 600 °C, preferencialmente a de 500 °C a 600 °C, em particular a de 530 °C a 580 °C, durante pelo menos 0,5 h consegue-se que a tira de liga de alumínio apresente, depois do recozimento final, uma estrutura de grão fino com uma boa tenacidade e capacidade de conformação. Pode-se continuar a melhorar estas propriedades ao realizar a homogeneização do lingote de laminação durante pelo menos 2 h. A laminação a quente do lingote de laminação realiza-se a uma temperatura entre 280 °C e 500 °C, preferencialmente entre 300 °C e 400 °C, em particular entre 320 °C e 380 °C. Durante a laminação a quente reduz- se a espessura por 1aminação do lingote de laminação preferencialmente até uma espessura entre 3 e 12 mm. Deste modo assegura-se que durante a posterior laminação a frio se consiga um grau suficientemente elevado de redução por laminação, preferencialmente de pelo menos 70 %, em particular de pelo menos 80 %, através do qual se determina a tenacidade, a capacidade de conformação e os valores de alongamento da tira de liga de alumínio. A laminação a frio da tira de liga de alumínio pode ser realizada num ou vários passos. Preferencialmente, lamina-se a tira de liga de alumínio até uma espessura final no intervalo de 0,2 a 5 mm, preferencialmente de 0,25 a 4 mm, em particular de 0,5 - 3,6 mm. Com estes intervalos de espessura pode-se conseguir de forma particularmente boa, as propriedades desejadas do material da tira de liga de alumínio.

Graças ao recozimento final da tira de alumínio pode-se conseguir uma estrutura cristalizada por completo de grão fino com uma boa tenacidade e capacidade de conformação. Portanto, no caso do recozimento final trata-se de um recozimento brando de recristalização. 0 recozimento final pode ser realizado em particular num forno de câmaras a de 300 °C a 400 °C, preferencialmente de 320 °C a 360 °C ou num forno de passagem contínua a de 450 °C a 550 °C, preferencialmente de 470 °C a 530 °C. 0 forno de câmaras é mais económico no funcionamento e aquisição do que o forno de passagem contínua. A duração do recozimento final no forno de câmaras ascende tipicamente a 1 h ou mais.

Numa primeira forma de realização do procedimento, o procedimento compreende adicionalmente a seguinte etapa de procedimento: fresagem do lado superior e/ou inferior do lingote de laminação.

Graças a esta etapa do procedimento, pode-se melhorar as propriedades de corrosão da tira de liga de alumínio produzida ou de um produto final produzido a partir desta tira de liga de alumínio. A fresagem do lado superior e/ou inferior do lingote de laminação pode ser realizada, por exemplo, depois da fundição e antes da homogeneização do lingote de laminação.

Noutra forma de realização do procedimento, a homogeneização é levada a cabo em pelo menos dois passos com as seguintes etapas: - primeira homogeneização a de 500 °C a 600 °C, preferencialmente de 550 °C a 600 °C, durante pelo menos 0,5 h, preferencialmente durante pelo menos 2 h, e - segunda homogeneização a de 450 °C a 550 °C durante pelo menos 0,5 h, preferencialmente durante pelo menos 2 h.

Graças à homogeneização de pelo menos dois passos, pode-se conseguir uma estrutura de grão mais fino com uma boa tenacidade e capacidade de conformação depois do recozimento final. Mostrou-se que deste modo se pode conseguir, depois do recozimento final, em particular tamanhos de grão, determinados de acordo com a norma AS TM E1382, inferiores a 45 pm, em particular, inclusivamente, inferiores a 35 pm. A segunda homogeneização é levada a cabo preferencialmente à temperatura de laminação a quente que apresenta o lingote de laminação no começo da seguinte etapa de laminação a quente. A homogeneização de pelo menos dois passos compreende, noutra forma de realização, preferencialmente as seguintes etapas: - primeira homogeneização a de 500 °C a 6 00 °C, preferencialmente de 550 °C a 600 °C, durante pelo menos 0,5 h, preferencialmente durante pelo menos 2 h, - arrefecimento do lingote de laminação depois da primeira homogeneização à temperatura para a segunda homogeneização e - segunda homogeneização a de 450 °C a 550 °C durante pelo menos 0,5 h, preferencialmente durante pelo menos 2 h.

Numa forma de realização alternativa, a homogeneização de pelo menos dois passos compreende preferencialmente as seguintes etapas: - primeira homogeneização a de 500 °C a 600 °C, preferencialmente de 550 °C a 600 °C, durante pelo menos 0,5 h, preferencialmente durante pelo menos 2 h, - arrefecimento do lingote de laminação depois da primeira homogeneização à temperatura ambiente, - aquecimento inicial do lingote de laminação à temperatura para a segunda homogeneização e - segunda homogeneização a de 450 °C a 550 °C durante pelo menos 0,5 h, preferencialmente durante pelo menos 2 h.

Noutra forma de realização pode-se realizar uma fresagem do lado superior e/ou inferior do lingote de laminação entre a primeira homogeneização e a segunda homogeneização e, de facto, de forma particularmente preferente depois do arrefecimento à temperatura ambiente do lingote de laminação.

Noutra forma de realização do procedimento, o grau de redução por laminação durante a laminação a frio ascende a pelo menos a 70 %, preferencialmente pelo menos a 80 %. Graças a este grau de redução por laminação mínimo pode-se conseguir na tira de liga de alumínio, depois do recozimento final, uma estrutura de grão fino com uma boa tenacidade e capacidade de conformação.

Noutra forma de realização do procedimento, o grau de redução por laminação durante a laminação a frio ascende no máximo a 90 %, preferencialmente, no máximo, a 85 %. Graças a este grau de redução por laminação máximo pode-se evitar uma redução excessiva dos valores de alongamento da tira de liga de alumínio.

Noutra forma de realização pode-se levar a cabo o procedimento de forma particularmente económica, ao levar-se a cabo a laminação a frio sem um recozimento intermédio. Resultou ser possível conseguir as propriedades desejadas da tira de liga de alumínio inclusivamente sem um recozimento intermédio. Preferencialmente, durante a produção da tira de liga de alumínio também não se realiza um recozimento complexo e caro de passagem contínua de tira.

Numa forma de realização alternativa do procedimento, submete-se a tira de liga de alumínio a um recozimento intermédio entre duas passagens de laminação a frio, em particular, entre a penúltima e a última passagem de laminação a frio, em particular, a uma temperatura de 300 °C a 400 °C, preferencialmente a uma temperatura de 330 °C a 370 °C. 0 recozimento intermédio pode ser realizado, por exemplo, num forno de câmara. No caso do recozimento intermédio trata-se, em particular, de um recozimento brando intermédio da tira. É verdade que o procedimento de produção se torna mais complexo devido ao recozimento intermédio, no entanto, por isto, no caso de uma tira de laminação a quente relativamente grossa, pode-se influenciar positivamente a estrutura, de modo que como resultado, a tira de liga de alumínio produzida apresenta melhores propriedades de material. 0 recozimento intermédio é levado a cabo preferencialmente quando o grau de redução por laminação na laminação a frio ascende no total a mais de 85 %, em particular a mais de 90 %. A laminação a frio e o recozimento intermédio realizam-se, então, preferencialmente de tal modo que o grau de redução por laminação depois do recozimento ascende a menos de 90 %, em particular a menos de 85 %. De forma particularmente preferente, o grau de redução por laminação depois do recozimento intermédio ascende a entre 70 % e 90 %, em particular entre 80 % e 85 %. O objetivo que se descreveu anteriormente é resolvido de acordo com a invenção no caso de uma tira de liga de alumínio, que se produz preferencialmente com um dos procedimentos que se descreveram previamente ao estar composta a tira de liga de alumínio a partir de uma liga de acordo com a invenção e ao apresentar um limite de elasticidade permanente Rp0,2 de pelo menos 45 MPa, um alongamento uniforme Ag de pelo menos 23 % bem como um alongamento de rutura A8omm de pelo menos 3 0 %.

Os ensaios mostraram que com a liga de acordo com a invenção e, em particular, também através do procedimento de acordo com a invenção, pode-se produzir uma tira de liga de alumínio que apresenta as propriedades de material que se mencionou anteriormente e, além disso, uma boa resistência à corrosão em relação à corrosão intercristalina e à corrosão filiforme. Deste modo, a tira de liga de alumínio de acordo com a invenção é particularmente adequada para componentes e produtos semiacabados para automóveis, em particular para componentes revestidos, tais como componentes interiores de portas. O limite de elasticidade permanente Rpo,2 determina-se de acordo com a norma DIN EN ISO 6892-1:2009. O alongamento uniforme Ag e o alongamento de rutura A8omm determinam-se igualmente de acordo com a norma DIN EN ISO 6892-1:2009 com uma amostra de tração plana de acordo com a norma DIN EN ISO 6892-1:2009, anexo B, forma 2.

Numa forma de realização, a tira de liga de alumínio apresenta uma espessura no intervalo de 0,2 a 5 mm, preferencialmente de 0,25 a 4 mm, em particular de 0,5 -3,6 mm. Nestes intervalos de espessura pode-se conseguir de forma particularmente boa as propriedades de material desejadas da tira de liga de alumínio. 0 objetivo descrito anteriormente resolve-se, além disso, através da utilização da liga de alumínio de acordo com a invenção que se descreveu anteriormente para produtos semiacabados ou componentes para automóveis, em particular, para componentes revestidos para automóveis. Resultou que com a liga de alumínio podem-se conseguir propriedades de material que são vantajosas em particular para estas utilizações. De acordo com uma forma de realização, a liga de alumínio pode ser utilizada de forma particularmente vantajosa para componentes interiores de portas de um veículo.

Além disso, o objetivo descrito anteriormente resolve-se através da utilização de uma chapa produzida a partir de uma tira de liga de alumínio de acordo com a invenção como componente no automóvel. Tal como descrito anteriormente, as propriedades de material da tira de liga de alumínio e, com isso, também as propriedades de material de uma chapa produzida a partir da mesma são particularmente adequadas para a utilização no automóvel, em particular como chapa interior de porta.

Devido à boa resistência em relação à corrosão filiforme, as ligas de alumínio de acordo com a invenção ou uma chapa produzida a partir da tira de liga de alumínio de acordo com a invenção utiliza-se de forma particularmente preferente para componentes revestidos, em particular envernizados, de um automóvel.

Podem depreender-se outras características e vantagens da invenção a partir da seguinte descrição de vários exemplos de realização, fazendo-se também referência ao desenho anexo.

No desenho mostra-se a Figura lum diagrama de fluxo para vários exemplos de realização do procedimento de acordo com a invenção, a Figura 2um diagrama de fluxo para outros exemplos de realização do procedimento de acordo com a invenção, a Figura 3um diagrama com resultados de medição de exemplos de realização da liga de acordo com a invenção ou da tira de liga de alumínio de acordo com a invenção, a Figura 4um componente para um automóvel de acordo com um outro exemplo de realização. A Figura 1 mostra um diagrama de fluxo de um primeiro exemplo de realização do procedimento de acordo com a invenção para a produção de uma tira de liga de alumínio.

Numa primeira etapa 2 funde-se em primeiro lugar um lingote de laminação a partir de uma liga de alumínio de acordo com a invenção. A fundição pode ser realizada, por exemplo, em fundição contínua DC ou em fundição de tira Depois da fundição faz-se a homogeneização do lingote de laminação na etapa 4 a uma temperatura no intervalo de 480 °C a 600 °C durante pelo menos 0,5 h. Na etapa 6 lamina-se a quente em seguida o lingote de laminação a uma temperatura no intervalo de 280 °C a 500 °C até uma espessura final entre 3 e 12 mm. Então, a tira de laminação a quente laminada a quente a partir do lingote de laminação é laminada a frio na etapa 8 até uma espessura final de, preferencialmente 0,2 mm a 5 mm. Depois da laminação a frio, realiza-se na etapa 10 finalmente, mais um recozimento final da tira de liga de alumínio, por exemplo, no forno de câmaras a uma temperatura entre 300 °C e 400 °C ou num forno de passagem contínua entre 450 °C e 550 °C.

Entre a fundição do lingote de laminação na etapa 2 e a homogeneização na etapa 4, pode-se realizar a fresagem opcionalmente, numa etapa 12 no lado superior e/ou inferior do lingote de laminação.

Além disso, a tira de liga de alumínio, durante a laminação a frio da etapa 8, pode ser submetida opcionalmente numa etapa 14 a um recozimento intermédio, preferencialmente num forno de câmaras a uma temperatura de entre 300 °C e 400 °C. 0 recozimento intermédio é particularmente adequado para melhorar as propriedades de material da tira de liga de alumínio quando a tira de laminação a quente é relativamente espessa e, portanto, o grau de redução por laminação durante a laminação a frio ascende no total a mais de 85 %, em particular, a mais de 90 %. A laminação intermédia realiza-se preferencialmente antes da última passagem de laminação a frio.

Com uma espessura de tira de laminação a quente de 12 mm e uma espessura final de 0,4 mm, o grau de redução por laminação durante a laminação a frio ascende, por exemplo, no total a aproximadamente 96,7 %. Neste caso, a tira de laminação a quente, por exemplo, numa primeira passagem de laminação a frio, em primeiro lugar, pode ser laminada até 2 mm, posteriormente colocar-se num recozimento intermédio e, finalmente, numa segunda passagem de laminação a frio, ser laminada até 0,4 mm. Então, o grau de redução por laminação depois do recozimento intermédio ascende apenas a 80 % e, dessa maneira, encontra-se num intervalo preferido. A Figura 2 mostra uma parte dum diagrama de fluxo para outros exemplos de realização do procedimento de acordo com a invenção. 0 desenvolvimento do processo destes exemplos de realização coincide essencialmente com o desenvolvimento do procedimento dos procedimentos descritos em relação à Figura 1. A homogeneização do lingote de laminação realiza-se nos exemplos de realização de acordo com a Figura 2, no entanto, não na etapa 4, mas antes numa etapa 16 que está dividida em várias etapas individuais. A Figura 2 mostra sequências possíveis das etapas individuais da etapa 16.

De acordo com isto realiza-se, depois da fundição do lingote de laminação na etapa 2 ou depois da fresagem do lingote de laminação na etapa 12 na primeira subetapa 18 da etapa 16, em primeiro lugar uma primeira homogeneização a uma temperatura entre 550 °C e 600 °C durante pelo menos 0,5 h, preferencialmente durante pelo menos 2 h. Numa etapa 20 posterior arrefece-se o lingote de laminação à temperatura da segunda homogeneização no intervalo de 450 °C e 550 °C, antes que então, por sua vez, a etapa 22 posterior a esta temperatura se realize a segunda homogeneização durante pelo menos 0,5 h, preferencialmente durante pelo menos 2 h.

Como alternativa, o lingote de laminação depois da primeira homogeneização na etapa 18 pode ser arrefecido numa etapa 24 também em primeiro lugar à temperatura ambiente e começar a ser aquecido numa etapa 26 posterior à temperatura para a segunda homogeneização. Entre a etapa 24 e a etapa 26, pode-se realizar a fresagem opcionalmente no lado superior e/ou inferior do lingote de laminação.

No contexto da invenção, produziram-se ligas de alumínio de tipo AA 3xxx, em particular, baseando-se em AA 3103, com distintas proporções de Mg e Cu. As composições de liga destas ligas de alumínio estão compiladas no seguinte Quadro 1, estando indicadas as proporções individuais de liga em cada caso em % em peso.

On a H rn 1

Na última coluna do Quadro 1 está indicada a proporção combinada de cobre e magnésio, que resultou ser particularmente importante para as propriedades de material desejadas. No caso das ligas n.° 5 - 7, tratam-se de exemplos de realização da liga (E) de acordo com a invenção, enquanto as ligas n.°l-4e8-ll representam exemplos comparativos (V). A partir destas ligas de alumínio n.° 1 - 11 produziram-se, então, com o procedimento que se descreveu anteriormente, tiras de liga de alumínio. Em pormenor, a partir de cada uma destas ligas 1 a 11, fundiu-se em fundição contínua DC em cada caso um lingote de laminação com uma espessura de 600 mm que posteriormente foi homogeneizado em cada caso em dois passos e, em concreto, em primeiro lugar durante várias horas a aproximadamente 580 °C e a seguir durante várias horas a aproximadamente 500 °C. Depois da homogeneização laminaram-se a quente os lingotes de laminação a aproximadamente 500 °C em tiras de laminação a quente de liga de alumínio com uma espessura de 4 a 8 mm. Estas tiras de laminação a quente de liga de alumínio foram então laminadas a frio, em cada caso, até uma espessura final de 1,2 mm e foram submetidas finalmente durante 1 h a um recozimento final de recristalização a 350 °C. A seguir, examinaram-se as tiras de liga de alumínio quanto às suas propriedades mecânicas, em particular, em relação à sua tenacidade e capacidade de conformação.

Os resultados destes exames estão compilados no seguinte Quadro 2. Além disso, o Quadro 2 mostra, na última fila, as propriedades correspondentes de material de uma liga de tipo AA 8006, tal como se conhece pelo estado da técnica.

Quadro 2

0 Quadro 2 mostra os seguintes valores de medição: - o índice de elasticidade permanente Rp0,2 em MPa bem como a resistência à tração Rm em MPa, medidos no ensaio de tração em perpendicular em relação à direção de laminação da chapa de acordo com a norma DIN EN ISO 6892-1:2009, - o alongamento uniforme Ag em percentagem bem como o alongamento de rutura A80mm em percentagem, medido no ensaio de tração em perpendicular em relação à direção de laminação da chapa com uma amostra de tração plana de acordo com a norma DIN EN ISO 6892-1:2009, anexo B, forma 2, - o expoente de solidificação n (valor n), medido

no ensaio de tração em perpendicular em relação à direção de laminação da chapa de acordo com a norma DIN ISO 10275:2009,

- a anisotropia perpendicular r (valor r), medida no ensaio de tração em perpendicular em relação à direção de laminação da chapa de acordo com a norma DIN ISO 10113:2009 e a estampagem SZ 32 conseguida durante a estiragem medida em milímetros como medida adicional da capacidade de conformação da liga. A estampagem SZ 32 foi estabelecida no ensaio de estampagem de Erichsen de acordo com a norma DIN EN ISO 20482, mas com um diâmetro de cabeça da punção ajustada à espessura da chapa de 32 mm e diâmetro de matriz de 35,4 mm e com auxílio de uma lâmina moldada por extrusão de teflon para reduzir a fricção.

Na Figura 3 estão indicados os limites de elasticidade permanente Rp0,2 (quadrados vazios) , os alongamentos de rutura ASomm (losangos a cheio) e os valores de aprofundamento SZ 32 (triângulos a cheio) das tiras de liga de alumínio n.0 1 a 11 dependendo da proporção combinada de Cu e Mg da respetiva liga de alumínio. Os valores de Rp0,2 estão indicados em MPa de forma correspondente com a escala no eixo de ordenadas esquerdo. Os valores de A8omm estão aplicados em percentagem e os valores de SZ 32 em mm de forma correspondente com a escala no eixo de ordenadas direito. A proporção combinada de Cu e Mg está indicada nas abcissas em % em peso.

Além disso, na Figura 3 para uma melhor compreensão estão desenhadas em cada caso ainda retas de compensação para os valores de medição de Rp0,2, A80mm e SZ 32. Duas linhas descontínuas verticais caracterizam os valores 0,15 % em peso e 0,2 5 % em peso, para a proporção combinada de Cu e Mg.

Como mostram os valores de medição para as tiras de liga de alumínio das ligas de alumínio n.° 5 - 7, o ajuste da proporção combinada de Cu e Mg num intervalo de 0,15 % em peso a 0,25 % em peso, faz com que se consiga a combinação desejada de tenacidade (Rp0,2 ^ 45 MPa) e capacidade de conformação (Ag > 23 % e A8omm ^ 30 %) .

Com proporções combinadas de Mg e Cu de menos de 0,15 % em peso (n.° 1 - 3) a tenacidade resulta demasiado reduzida (Rp0,2 ^ 4 5 MPa) e com proporções combinadas de Mg e Cu superiores a 0,25 % em peso diminuem demasiado os valores de alongamento e, portanto, a capacidade de conformação (Ag < 23 % e/ou A8omm < 30 %) . A boa capacidade de conformação mostra-se em particular também através do valor de estampagem medido, que na liga de acordo com a invenção apresenta preferencialmente um valor SZ 32 > 15,8 mm, em particular, > 15,9 mm.

Como resultado, as ligas de alumínio n.° 5 - 7 apresentam, portanto, com a mesma tenacidade, uma capacidade de conformação apenas ligeiramente pior que a liga comparativa AA 8006, As ligas de alumínio n.° 5 - 7 apresentam, no entanto, em relação à liga AA 8006, a vantagem de apresentar uma resistência à corrosão consideravelmente melhor. Assim, basicamente, não aparece corrosão intercristalina em ligas de tipo AA 3xxx.

Além disso, nas tiras de liga de alumínio das ligas de alumínio n.° 5 - 7, foram levados a cabo ensaios de laboratório complementares quanto à resistência à corrosão. Estes ensaios de laboratório mostraram que as ligas de alumínio n.0 5 - 7 mostram uma resistência muito melhor em relação à corrosão filiforme que o tipo de liga AA 8006. Com isto, as ligas de alumínio tais como as ligas de alumínio n.° 5 - 7 9 ou as tiras de liga de alumínio produzidas a partir destas ligas de alumínio são particularmente adequadas para componentes revestidos.

Finalmente, os valores de medição no Quadro 2 mostram, que os exemplos de realização para a liga de alumínio conseguem bons valores também para a resistência à tração Rm, bem como para o valor n e 5, que se encontram ou são mesmo melhores, em particular, no âmbito das ligas AA 3xxx usuais. A Figura 4 mostra uma representação esquemática de um componente típico de um automóvel na forma de uma peça interna de porta. Tais peças internas de porta 40 são geralmente produzidas a partir de aço. Os componentes de aço, no entanto, com a mesma rigidez, são pesados e suscetíveis à corrosão.

Foi demonstrado, que com as ligas de alumínio descritas anteriormente, tais como, por exemplo, com as ligas de alumínio n° 5 - 7, podem ser produzidas tiras de liga de alumínio, que são altamente conformáveis, semissólidas e muito resistentes à corrosão, em particular, em relação à corrosão intercristalina como também em relação à corrosão filiforme.

As propriedades de material dessas tiras de liga de alumínio ou das chapas produzidas a partir das mesmas são, portanto, particularmente favoráveis para a produção de componentes de automóveis, tais como, por exemplo, para a peça interna de porta 40. A boa resistência em relação à corrosão filiforme é vantajosa, em particular, ao usar as ligas de alumínio para componentes revestidos, em particular, envernizados, tal como a peça interna de porta 40.

Os componentes produzidos a partir dessas ligas de alumínio apresentam, em particular, uma melhor resistência à corrosão que os componentes correspondentes de aço ou a partir de uma liga do tipo AA8006. Ao mesmo tempo, esses apresentam, com isso, um peso consideravelmente menor que os componentes de aço.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Liga de alumínio para a produção de produtos semiacacabados ou componentes para automóveis, caracterizada por os constituintes da liga de alumínio apresentarem as seguintes proporções de % em peso:

sendo o resto alumínio, elementos acompanhantes inevitáveis em solitário < 0,05 %, no total < 0,15 %, e a proporção combinada de Mg e Cu cumpre a seguinte razão em % em peso:
2. Liga de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a liga de alumínio apresentar uma proporção de Cu de no máximo 0,10 % em peso e/ou uma proporção de Mg no intervalo de 0,06 % em peso a 0,20 % em peso.
3. Liga de alumínio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a proporção de Mg da liga de alumínio ser maior do que a proporção de Cu da liga de alumínio.
4. Liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por a liga de alumínio apresentar uma proporção de Cr £ 0,02 % em peso e/ou uma proporção de V de £ 0,02 % em peso e/ou uma proporção de Zr de £ 0,02 % em peso, em particular, de £ 0,01 % em peso.
5. Liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por a liga de alumínio apresentar uma proporção de Fe de £ 0,4 a 0,7 % em peso e/ou uma proporção de Si de 0,1 a 0,25 % em peso e/ou uma proporção de Mg de 1,0 a 1,2 % em peso.
6. Liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por a liga de alumínio apresentar uma proporção de Ti de pelo menos 0,01 % em peso.
7. Procedimento para a produção de uma tira de liga de alumínio a partir de uma liga de alumínio, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, que compreende as seguintes etapas de procedimento: - fundição de um lingote de laminação a partir de uma liga de alumínio conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, - homogeneização do lingote de laminação a quente a de 480 °C a 600 °C durante pelo menos 0,5 h, - laminação a quente do lingote de laminação a quente a de 280 °C a 500 °C até formar uma tira de liga de alumínio, - laminação a frio da tira de liga de alumínio até uma espessura final e - recozimento final de recristalização da tira de liga de alumínio.
8. Procedimento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o procedimento compreender adicionalmente a seguinte etapa de procedimento: - fresagem do lado superior e/ou inferior do lingote de laminação a quente.
9. Procedimento, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado por se levar a cabo a homogeneização em pelo menos dois passos com as seguintes etapas: - primeiro a homogeneização a desde 500 °C a 600 °C durante pelo menos 0,5 h e - segundo a homogeneização a desde 450 °C a 550 °C durante pelo menos 0,5 h.
10. Procedimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado por o grau de redução por laminação durante a laminação a frio se encontrar entre 70 % e 90 I, preferencialmente, entre 80 % e 85 %.
11. Procedimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado por a laminação a frio ser levada a cabo com ou sem o recozimento intermédio.
12. Tira de liga de alumínio, em particular, produzida com um procedimento, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 7 all, caracterizada por a tira de liga de alumínio ser composta por uma liga, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, e apresentar um limite de elasticidade permanente Rp0,2 de pelo menos 45 MPa, um alongamento uniforme Ag de pelo menos 23 % e um alongamento de rutura A80mm de pelo menos 3 0 %.
13. Tira de liga de alumínio, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por a tira de liga de alumínio apresentar uma espessura no intervalo de 0,2 mm a 5 mm.
14. Utilização de uma liga de alumínio, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, para produtos semiacabados ou componentes para automóveis, em particular para componentes interiores de portas.
15. Utilização de uma chapa, produzida a partir de uma tira de liga de alumínio, conforme definido na reivindicação 12 ou 13, como componente no automóvel, em particular, como chapa interior de porta.