WO2010122144A1 - Mangan- und hoch magnesiumreiches aluminiumband - Google Patents

Mangan- und hoch magnesiumreiches aluminiumband Download PDF

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WO2010122144A1
WO2010122144A1 PCT/EP2010/055435 EP2010055435W WO2010122144A1 WO 2010122144 A1 WO2010122144 A1 WO 2010122144A1 EP 2010055435 W EP2010055435 W EP 2010055435W WO 2010122144 A1 WO2010122144 A1 WO 2010122144A1
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WO
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aluminum alloy
aluminum
printing plate
strip
aluminum strip
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PCT/EP2010/055435
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Bernhard Kernig
Jochen Hasenclever
Christoph Settele
Gerd Steinhoff
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Hydro Aluminium Deutschland Gmbh
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    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
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    • 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
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Definitions

  • the invention relates to an aluminum alloy for the production of lithographic printing plate supports and to an aluminum strip produced from the aluminum alloy, to a method for producing the aluminum strip and to its use for the production of lithographic printing plate supports.
  • Aluminum strips for the production of lithographic printing plate carriers must have a very high quality and are therefore subject to constant further development.
  • the aluminum strip has to live up to a complex property profile.
  • the aluminum strip is subjected to an electrochemical annealing which must ensure a structureless appearance without streaking effects at the highest processing speed.
  • the roughened structure of the aluminum strip has the task that photosensitive layers, which are subsequently exposed, can be permanently applied to the printing plate support.
  • the photographic layers are baked at temperatures of 220 0 C to 300 0 C for a period of 3 to 10 min. Typical combinations of burn-in times and temperatures are for example 240 ° C. for 10 minutes or 280 ° C. for 4 minutes.
  • the printing plate support must continue to be easy to handle, to allow a clamping of the printing plate support in the printing device.
  • the softening of the printing plate support due to the baking process must therefore not be too strong. Although it can be achieved by the highest possible tensile strength prior to baking, that the tensile strength after firing is sufficiently high. However, the straightening of the aluminum strip, ie the elimination of a "coil set" of the aluminum strip prior to processing to the printing plate support is made difficult by a high tensile strength before baking. In addition, increasingly printing presses with the largest possible
  • the present invention has the object to provide an aluminum alloy and an aluminum strip made of an aluminum alloy, which or which enables the production of printing plate supports with improved flexural fatigue resistance transverse to the rolling direction with improved heat resistance, without
  • the object of the present invention is to specify a production method for an aluminum strip which is particularly suitable for the production of lithographic printing plate supports to be transversely clamped.
  • the above-mentioned object for an aluminum alloy for producing lithographic printing plate supports is achieved in that the aluminum alloy has the following alloy components in% by weight:
  • Residual Al and unavoidable impurities individually max. 0.05%, in total max. 0.15%.
  • the present aluminum alloy according to the invention combines relatively high magnesium contents of at least 0.41% by weight to a maximum of 0.7% by weight. with relatively high manganese contents of 0.1 to 0.6 wt .-%.
  • the aluminum alloy according to the invention not only has a very good flexural fatigue resistance transverse to the rolling direction. Due to the excellent heat resistance, the handling of the pressure plate carrier produced from the aluminum alloy according to the invention is good and the process reliability during production to ensure the mechanical properties before and after the baking process is particularly high.
  • the low iron content which is limited to less than 0.4% by weight, stabilizes the roughening behavior of the printing plate supports.
  • a good roughening behavior is also effected by silicon, which is contained in a content of 0.05 wt .-% to 0.25 wt .-% in the aluminum alloy according to the invention.
  • the Si content according to the invention ensures that a high number of sufficiently deep recesses is generated in order to ensure optimum absorption of the photosensitive coating.
  • Copper should be limited to a maximum of 0.04 wt .-% in order to avoid inhomogeneous structures when roughening.
  • Titanium which is introduced into the aluminum alloy for grain refining of the melt, leads to roughening problems at higher contents of more than 0.1% by weight.
  • the contents of zinc and chromium negatively influence the roughening result and should therefore amount to a maximum of 0.1% by weight.
  • the heat resistance of the aluminum alloy can be further increased according to a first embodiment of the aluminum alloy according to the invention in that the aluminum alloy has the following Mn content in% by weight:
  • this has a Mg content in% by weight of: 0, 5% ⁇ Mg ⁇ 0, 7%,
  • the bending fatigue strength can be increased again transverse to the rolling direction.
  • manganese contents for example, of at least 0.5% by weight and in combination with magnesium contents of at least 0.5% by weight, there were no problems with regard to the electrochemical roughening properties of the aluminum strips produced from a corresponding aluminum alloy.
  • the aluminum alloy according to the invention can therefore be further improved in terms of process reliability during roughening and thus with regard to its use for printing plate supports in that the aluminum alloy has the following alloy components in% by weight:
  • an aluminum strip for producing lithographic printing plate supports consisting of an aluminum alloy according to the invention having a thickness of 0.15 mm to 0.5 mm.
  • the aluminum strip according to the invention is not only characterized by its outstanding
  • this has after a baking process at a temperature of 28O 0 C and a duration of 4 min a tensile strength Rm of more than 145 MPa, a yield strength Rp 0.2 of more than 135 MPa and a bending resistance transverse to the rolling direction of more than 1950 cycles in the bending cycle test. Since the aluminum strip according to the invention has a very good hot strength, it is possible by conventional process parameters to set the tensile strength values before the baking process in an ideal processing range, for example to perform the correction of a "coil set" and at the same time excellent handling and stability when used in oversized printing devices to enable.
  • the object indicated above is also achieved by the use of the aluminum strip according to the invention for the production of lithographic printing plate supports according to a third teaching of the present invention.
  • the above-described object is achieved by a process for the production of an aluminum strip for lithographic printing plate supports consisting of an inventive Aluminum alloy is achieved by a rolling ingot is poured, the ingot is optionally homogenized at a temperature of 450 0 C to 610 0 C, the ingot is hot rolled to a thickness of 2 to 9 mm and the hot strip with or without intermediate annealing to a final thickness of 0.15 mm to 0.5 mm cold rolled.
  • the intermediate annealing if an intermediate annealing is carried out, takes place in such a way that a desired final strength of the aluminum strip in the hard-rolling state is set by the subsequent cold-rolling process to final thickness.
  • an intermediate annealing is carried out at an intermediate thickness of 0.5 to 2.8 mm, wherein the intermediate annealing takes place in a coil or in a continuous furnace at a temperature of 230 0 C to 470 0 C.
  • the final strength of the aluminum strip can be set in the hard-rolled state.
  • a final annealing can preferably be dispensed with in order to keep the production costs as low as possible.
  • the single drawing shows a schematic sectional view of a device for measuring the flexural fatigue resistance of the aluminum strips produced.
  • Table 1 now shows the alloy composition of a reference aluminum alloy Ref and inventive
  • the inventive alloys 13, 14, 16 and 17 contain compared to the reference aluminum alloy a significantly higher manganese content of 0.26 wt .-% to 0.5 wt .-%.
  • the Mg content varies from 0.41% to 0.6% by weight.
  • Rolled ingots were cast from the aluminum alloys with the just mentioned compositions. The rolling ingot was then homogenized at a temperature of 450 0 C to 61O 0 C and hot rolled to a hot strip thickness of 4 mm. The cold rolling to a final thickness of 0.3 mm was carried out without and with intermediate annealing, wherein the intermediate annealing was carried out at a strip thickness of 0.9 to 1.2 mm, preferably at 1.1 mm. Two different temperature ranges were used in the intermediate annealing, namely 300 0 C to 350 0 C and 400 0 C to 450 0 C.
  • the aluminum strips produced according to the method just described were subjected to electrochemical roughening to test suitability for the manufacture of printing plate supports. Surprisingly, the relatively high magnesium and manganese contents of the aluminum alloys according to the invention were also found to be contrary to
  • the aluminum alloys according to the invention are therefore all characterized by a very good or good roughening behavior.
  • the results of the roughening tests are shown in Table 2.
  • Table 3 shows, on the one hand, the results of the bending change test and the associated values for the strip thickness and the temperature ranges during the intermediate annealing. Experiments without intermediate annealing were also carried out.
  • the number of possible bending cycles transversely to the rolling direction was significantly increased, both in the hard-rolled state and in the baked state.
  • the minimum number of bending cycles transverse to the rolling direction in the baked state is 1.5 times higher with 1959 bending cycles than with the reference alloy.
  • the aluminum alloy according to the invention is therefore particularly suitable for the production of oversized printing plate supports which are clamped in printing devices transversely to the rolling direction.
  • the high manganese contents also resulted in improved heat resistance, resulting in higher values for the Tensile strength and the yield strength noticeable.
  • the mechanical characteristics of the alloy examples are shown in Table 4. They have been measured according to EN standard.
  • FIG. Ia is now schematically the bending change device 1, which has been used to determine the number of possible Biege Cauklen represented.
  • the Biege grilltestvoruze 1 consists on the one hand of a movable segment 3, which is arranged on a stationary segment 4 such that the segment 3 during
  • Biege Lobby is reciprocated by a rolling movement on the fixed segment 4, so that the fixed sample 2 bends is exposed perpendicular to the extension of the sample, Fig. Ib.
  • a sample of the aluminum strip according to the invention In order to test the flexural fatigue resistance transverse to the rolling direction, a sample of the aluminum strip according to the invention must only be cut transversely to the rolling direction and clamped in the bending cycle test device 1.
  • the radius of the segments 3, 4 is 30 mm. The number of bending cycles was measured, whereby the bending cycle is completed when the starting position of the segment 3 is reached.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung zur Herstellung lithographischer Druckplattenträger sowie ein aus der Aluminiumlegierung hergestelltes Aluminiumband, ein Verfahren zur Herstellung des Aluminiumbandes sowie dessen Verwendung zur Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern. Die Aufgabe, eine Aluminiumlegierung sowie ein Aluminiumband aus einer Aluminiumlegierung zur Verfügung zu stellen, welche bzw. welches die Herstellung von Druckplattenträgern mit verbesserter Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung und mit verbesserter Warmfestigkeit ermöglicht, ohne dass Eigenschaften in einem elektrochemischen Aufrauprozess verschlechtert werden, wird dadurch gelöst, dass die Aluminiumlegierung die folgenden Legierungskomponenten in Gew.-% aufweist: Fe < 0,4 %, 0,41 % ≤ Mg ≤ 0,7 %, 0,05 % ≤ Si ≤ 0,25 %, 0,1 % ≤ Mn ≤ 0,6 %, Cu ≤ 0,04 %, Ti < 0,1 %, Zn ≤ 0,1 %, Cr ≤ 0,1 %, Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen einzeln maximal 0,05 %, in Summe maximal 0,15 %.

Description

Mangan- und hoch magnesiumreiches Aluminiumband
Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung zur Herstellung lithographischer Druckplattenträger sowie ein aus der Aluminiumlegierung hergestelltes Aluminiumband, ein Verfahren zur Herstellung des Äluminiumbandes sowie dessen Verwendung zur Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern.
Aluminiumbänder für die Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern müssen eine sehr hohe Qualität aufweisen und unterliegen deshalb einer ständigen Weiterentwicklung. Das Aluminiumband muss einem komplexen Eigenschaftsprofil gerecht werden. So wird das Aluminiumband bei der Herstellung des lithographischen Druckplattenträgers einer elektrochemischen Äufrauung unterzogen, welche ein strukturloses Aussehen ohne Streifigkeitseffekte bei höchster Verarbeitungsgeschwindigkeit gewährleisten muss. Die aufgeraute Struktur des Aluminiumbandes hat die Aufgabe, dass fotosensitive Schichten, welche anschließend belichtet werden, dauerhaft auf den Druckplattenträger aufgebracht werden können. Die Fotoschichten werden bei Temperaturen von 220 0C bis 300 0C bei einer Dauer von 3 bis 10 min eingebrannt. Typische Kombinationen an Einbrennzeiten und Temperaturen sind beispielsweise 240 0C für 10 min oder 280 0C für 4 min. Anschließend muss der Druckplattenträger weiterhin gut handhabbar sein, um ein Einspannen des Druckplattenträgers in die Druckvorrichtung zu ermöglichen. Die Entfestigung des Druckplattenträgers aufgrund des Einbrennvorgangs darf daher nicht zu stark sein. Zwar kann durch eine möglichst hohe Zugfestigkeit vor dem Einbrennvorgang erreicht werden, dass die Zugfestigkeit nach dem Einbrennen ausreichend hoch ist. Allerdings wird durch eine hohe Zugfestigkeit vor dem Einbrennvorgang das Richten des Aluminiumbandes, d.h. die Beseitigung eines "Coil-Sets" des Aluminiumbandes vor der Verarbeitung zum Druckplattenträger erschwert. Zusätzlich werden zunehmend Druckmaschinen mit möglichst großen
Druckflächen eingesetzt, so dass die Druckplattenträger nicht mehr längs zur Walzrichtung sondern quer zur Walzrichtung eingespannt werden müssen, um übergroße Druckbreiten zu ermöglichen. Das bedeutet, dass die Biegewechselbeständigkeit der Druckplattenträger quer zur Walzrichtung an Bedeutung gewinnt. Um die Eigenschaften des Aluminiumbandes hinsichtlich der Aufraubarkeit , der Warmfestigkeit, der mechanischen Eigenschaften vor und nach dem Einbrennvorgang sowie die Biegewechselfestigkeit längs zur Walzrichtung zu optimieren ist aus dem auf die Anmelderin zurückgehenden europäischen Patent EP 1 065 071 Bl ein Band zur Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern bekannt, welches sich durch eine gute Aufraubarkeit kombiniert mit einer hohen Biegewechselbeständigkeit längs zur Walzrichtung und einer ausreichenden thermischen Stabilität nach einem
Einbrennvorgang auszeichnet. Aufgrund der zunehmenden Größe der Druckmaschinen und der daraus resultierenden Vergrößerung der benötigten Druckplattenträger hat sich jedoch die Notwendigkeit ergeben, die Eigenschaften der Aluminiumlegierungen und der daraus hergestellten
Druckplattenträger im Hinblick auf ein Einspannen quer zur Walzrichtung zu verbessern, ohne die Aufraubarkeit des Aluminiumbandes negativ zu beeinflussen.
Aus der ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehenden internationale Patentanmeldung WO 2007/045676 ist darüber hinaus bekannt, hohe Eisengehalte 0,4 Gew.-% bis 1 Gew.-% mit einem relativ hohen Mangangehalt und mit Magnesiumgehalten von bis zu maximal 0,3 Gew.-% zu kombinieren. Mit dieser Aluminiumlegierung konnte die Warmfestigkeit und die Biegewechselbeständigkeit längs zur Walzrichtung nach einem Einbrennvorgang verbessert werden. Bisher ging man aber davon aus, dass insbesondere Mangan- und Magnesiumgehalte von mehr als 0,3 Gew.-% problematisch bezüglich der Aufraubarkeit der Aluminiumlegierung sind.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Aluminiumlegierung sowie ein Aluminiumband aus einer Aluminiumlegierung zur Verfügung zu stellen, welche bzw. welches die Herstellung von Druckplattenträgern mit verbesserter Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung mit verbesserter Warmfestigkeit ermöglicht, ohne dass
Aufraueigenschaften verschlechtert werden. Gleichzeitig liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Herstellverfahren für ein Aluminiumband anzugeben, welches insbesondere gut für die Herstellung von quer einzuspannenden lithographischen Druckplattenträgern geeignet ist.
Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe für eine Aluminiumlegierung zur Herstellung lithographischer Druckplattenträger dadurch gelöst, dass die Aluminiumlegierung die folgenden Legierungskomponenten in Gew.-% aufweist:
Fe < 0 , 4 % , o, 4 1 % < Mg < 0 , 7 % , o, 05 % < Si < 0 , 25 % , o, 1 % < Mn < 0 , 6 % ,
Cu < 0 , 04 % , Ti < o, 1 % ,
Zn < 0 , 1 % ,
Cr < o, 1 % ,
Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen einzeln maximal 0,05 %, in Summe maximal 0,15 %.
Abweichend von den bisher verwendeten Aluminiumlegierungen zur Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern, welche insgesamt sehr geringe Mangan- und Magnesiumanteile aufweisen, kombiniert die vorliegende erfindungsgemäße Aluminiumlegierung relativ hohe Magnesium-Gehalte von mindestens 0,41 Gew.-% bis maximal 0,7 Gew.-% mit relativ hohen Mangan-Gehalten von 0,1 bis 0,6 Gew.-%. Im Ergebnis zeigte sich, dass die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung aufgrund der Kombination hoher Mangan- und Magnesium-Gehalte nicht nur eine sehr gute Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung aufweisen. Aufgrund der ausgezeichneten Warmfestigkeit ist die Handhabbarkeit der aus der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung hergestellten Druckplattenträger gut und die Prozesssicherheit bei der Herstellung zur Sicherstellung der mechanischen Eigenschaften vor und nach dem Einbrennvorgang besonders hoch. Trotz der zugelassenen hohen Mangan- und Magnesiumwerte zeigten sich entgegen den Erwartungen der Fachwelt keine Probleme in der Aufraubarkeit . Nach Kenntnis der Anmelderin stabilisiert der niedrig gehaltene Eisengehalt, welcher auf kleiner als 0,4 Gew.-% beschränkt ist, das Aufrauverhalten der Druckplattenträger.
Ein gutes Aufrauverhalten wird auch durch Silizium bewirkt, welches in einem Gehalt von 0,05 Gew.-% bis 0,25 Gew.-% in der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung enthalten ist. Beim elektrochemischen Aufrauen bzw. Ätzen sorgt der erfindungsgemäße Si-Gehalt dafür, dass eine hohe Anzahl von ausreichend tiefen Vertiefungen erzeugt wird, um eine optimale Aufnahme des fotosensitiven Lacks zu gewährleisten.
Kupfer sollte auf maximal 0,04 Gew.-% beschränkt werden, um inhomogene Strukturen beim Aufrauen zu vermeiden. Titan, welches zur Kornfeinung der Schmelze in die Aluminiumlegierung eingebracht wird, führt bei höheren Gehalten von mehr als 0,1 Gew.-% zu Problemen bei der Aufrauung. Die Gehalte von Zink und Chrom beeinflussen das Aufrauergebnis negativ und sollten deshalb maximal 0,1 Gew.-% betragen.
Die Warmfestigkeit der Aluminiumlegierung kann gemäß einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung dadurch weiter gesteigert werden, dass die Äluminiumlegierung folgenden Mn-Gehalt in Gew.-% aufweist:
0,26 % ≤ Mn ≤ 0,6 %, vorzugsweise 0,5 % < Mn < 0,6 %.
Es hat sich zudem gezeigt, dass höhere Mangan-Gehalte nicht nur zur weiteren Verbesserung der Warmfestigkeit, d.h. zu einer geringeren Entfestigung nach einem Einbrennvorgang führen, sondern gleichzeitig die Biegewechselfestigkeit quer zur Walzrichtung in Bezug auf das gewählte Herstellverfahren stabilisieren. Dieser Effekt ist insbesondere bei einem Mangangehalt von 0,5 Gew.-% bis 0,6 Gew.-% ausgeprägt.
Weist gemäße einer nächsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung diese einen Mg-Gehalt in Gew.-% von: 0 , 5 % < Mg < 0 , 7 % auf ,
so kann die Biegewechselfestigkeit quer zur Walzrichtung noch einmal gesteigert werden. Sowohl bei höheren Mangangehalten also beispielsweise von mindestens 0,5 Gew.-% als auch in Kombination mit Magnesiumgehalten von mindestens 0,5 Gew.-% zeigten sich keine Probleme im Hinblick auf die elektrochemische Aufraubarkeit der aus einer entsprechenden Aluminiumlegierung hergestellten Aluminiumbänder.
Ti, Zn und Cr können, wie bereits ausgeführt, das Aufrauergebnis negativ beeinflussen und prinzipiell zu Streifigkeitseffekten auf den Aluminiumbändern führen. Die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung kann deshalb im Hinblick auf die Prozesssicherheit beim Aufrauen und damit in Bezug auf deren Verwendung für Druckplattenträger dadurch weiter verbessert, dass die Aluminiumlegierung die folgenden Legierungskomponenten in Gew.-% aufweist:
Ti < 0,05 %,
Zn < 0,05 %
Cr < 0,01 %.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Aluminiumband zur Herstellung lithographischer Druckplattenträger bestehend aus einer erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung mit einer Dicke von 0,15 mm bis 0,5 mm gelöst. Das erfindungsgemäße Aluminiumband zeichnet sich nicht nur durch seine hervorragende
Aufraubarkeit aus, sondern gewährleistet aufgrund der sehr guten Warmfestigkeit mit moderaten Zugfestigkeitswerten eine optimierte Handhabbarkeit in Bezug auf die Verwendung von übergroßen Druckvorrichtungen und quer eingespannten Druckplattenträgern. Hierzu trägt vor allem die hervorragende Biegewechselfestigkeit quer zur Walzrichtung des erfindungsgemäßen Aluminiumbandes bei.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aluminiumbandes, weist dieses nach einem Einbrennvorgang mit einer Temperatur von 28O0C und einer Dauer von 4 min eine Zugfestigkeit Rm von mehr als 145 MPa, eine Dehngrenze Rp 0,2 von mehr als 135 MPa sowie eine Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung von mehr als 1950 Zyklen im Biegewechseltest auf. Da das erfindungsgemäße Aluminiumband eine sehr gute Warmfestigkeit aufweist, besteht die Möglichkeit durch konventionelle Verfahrensparameter die Zugfestigkeitswerte vor dem Einbrennvorgang in einem idealen Verarbeitungsbereich einzustellen, um beispielsweise die Korrektur eines "Coil- Sets" durchzuführen und gleichzeitig eine hervorragende Handhabbarkeit und Standfestigkeit beim Einsatz in übergroßen Druckvorrichtungen zu ermöglichen.
Aufgrund des zuvor beschriebenen Eigenschaftsprofils der Aluminiumlegierung und der daraus hergestellten Aluminiumbänder wird die oben aufgezeigte Aufgabe gemäß einer dritten Lehre der vorliegenden Erfindung auch durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Aluminiumbands zur Herstellung von lithographischen Druckplattenträgern gelöst.
Schließlich wird gemäß einer vierten Lehre der vorliegenden Erfindung die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumbandes für lithographische Druckplattenträger bestehend aus einer erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung dadurch gelöst, dass ein Walzbarren gegossen wird, der Walzbarren optional bei einer Temperatur von 450 0C bis 610 0C homogenisiert wird, der Walzbarren auf eine Dicke von 2 bis 9 mm warmgewalzt wird und das Warmband mit oder ohne Zwischenglühung auf eine Enddicke von 0,15 mm bis 0,5 mm kaltgewalzt wird. Die Zwischenglühung, falls eine Zwischenglühung durchgeführt wird, erfolgt so, dass durch den anschließenden Kaltwalzprozess auf Enddicke eine gewünschte Endfestigkeit des Aluminiumbandes im walzharten Zustand eingestellt wird.
Vorzugsweise wird eine Zwischenglühung bei einer Zwischendicke von 0,5 bis 2,8 mm durchgeführt, wobei die Zwischenglühung im Coil oder in einem Durchlaufofen bei einer Temperatur von 230 0C bis 470 0C erfolgt. Durch diese Zwischenglühung, kann abhängig von der Dicke des Bandes, bei welcher die Zwischenglühung durchgeführt wird, die Endfestigkeit des Aluminiumbands im walzharten Zustand eingestellt werden. Auf eine abschließende Glühung kann vorzugsweise verzichtet werden, um die Herstellkosten so gering wie möglich zu halten.
Durch die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung wird im Zusammenhang mit den soeben beschriebenen Parametern erreicht, dass die Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung sehr hoch ist und gleichzeitig eine Entfestigung des
Aluminiumbandes aufgrund des notwendiger Weise durchgeführten Einbrennvorgangs reduziert wird. Im Ergebnis können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Druckplattenträger zur Verfügung gestellt werden, die neben einer ausgezeichneten Aufraubarkeit eine hervorragende Warmfestigkeit mit einer hohen
Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung kombinieren. Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung, das erfindungsgemäße Aluminiumband, dessen Verwendung sowie das Verfahren zur Herstellung des Aluminiumbandes auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen auf die den
Patentansprüchen 1, 6 und 9 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
Die einzige Zeichnung zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Vorrichtung zur Messung der Biegewechselbeständigkeit der hergestellten Aluminiumbänder.
Tabelle 1 zeigt nun die Legierungszusammensetzung einer Referenz-Aluminiumlegierung Ref sowie erfindungsgemäßer
Aluminiumlegierungen 13, 14, 16 und 17, welche im Weiteren untersucht worden sind. Die Zusammensetzungsangaben in Tabelle 1 sind in Gewichtsprozent.
Figure imgf000011_0001
Tabelle 1
Die erfindungsgemäßen Legierungen 13, 14, 16 und 17 enthalten gegenüber der Referenz-Aluminiumlegierung einen deutlich höheren Mangan-Gehalt von 0,26 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% auf. Der Mg-Gehalt variiert von 0,41 Gew.-% bis 0,6 Gew.-%-. Aus den Aluminiumlegierungen mit den soeben genannten Zusammensetzungen wurden Walzbarren gegossen. Der Walzbarren wurde danach bei einer Temperatur von 450 0C bis 61O0C homogenisiert und auf eine Warmbandenddicke von 4 mm warmgewalzt. Das Kaltwalzen auf eine Enddicke von 0,3 mm erfolgte ohne und mit Zwischenglühung, wobei die Zwischenglühung bei einer Banddicke von 0,9 bis 1,2 mm, vorzugsweise bei 1,1mm durchgeführt wurde. Es wurden zwei verschiedene Temperaturbereiche bei der Zwischenglühung verwendet, nämlich 300 0C bis 350 0C und 400 0C bis 450 0C.
Die gemäß dem eben beschriebenen Verfahren hergestellten Aluminiumbänder wurden einem elektrochemischen Aufrauen unterzogen, um die Eignung für die Herstellung von Druckplattenträgern zu prüfen. Überraschenderweise zeigten sich auch bei den relativ hohen Magnesium- und Mangan-Gehalten der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungen entgegen der
Erwartung der Fachwelt keine negativen Anzeichen in Bezug auf eventuell auftretende Streifigkeitseffekte nach dem Aufrauen. Die erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungen zeichnen sich daher alle durch ein sehr gutes oder gutes Aufrauverhalten aus. Die Ergebnisse der Aufrauversuche sind in Tabelle 2 dargestellt.
Figure imgf000012_0001
Tabelle 2
Tabelle 3 zeigt einerseits die Ergebnisse des Biegewechseltests und die zugehörigen Werte für die Banddicke und die Temperaturbereiche bei der Zwischenglühung. Es wurden auch Versuche ohne Zwischenglühung durchgeführt.
Figure imgf000013_0001
Tabelle 3
Wie Tabelle 3 deutlich zeigt, konnte gegenüber der Referenzlegierung die Anzahl der möglichen Biegezyklen quer zur Walzrichtung sowohl im walzharten Zustand als auch im eingebrannten Zustand deutlich erhöht werden. Die minimale Anzahl an Biegezyklen quer zur Walzrichtung in eingebranntem Zustand ist mit 1959 Biegezyklen um den Faktor 1,5 höher als bei der Referenzlegierung. Die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung ist daher besonders gut für die Herstellung übergroßer Druckplattenträger, welche quer zur Walzrichtung in Druckvorrichtungen eingespannt werden, geeignet.
Mit den hohen Mangangehalten ergab sich auch eine verbesserte Warmfestigkeit, was sich in höheren Werten für die Zugfestigkeit und die Dehngrenze bemerkbar macht. Die mechanischen Kennwerte der Legierungsbeispiele sind in Tabelle 4 angegeben. Sie sind gemäß EN-Norm gemessen worden.
Figure imgf000014_0001
Tabelle 4
Selbstverständlich ist der Einfluss der Zwischenglühung auf die Werte Rm und RpO, 2 zu erkennen. In den Versuchen 3.1, 4.1, 6.1 und 7.1 sind die höchsten Werte für die Zugfestigkeit Rm und die Dehngrenze RpO, 2 zu finden. Dies ist auf die
Herstellung der Bänder ohne Zwischenglühung zurückzuführen. Eine Zwischenglühung bei 0,9 mm bis 1,2 mm, bevorzugt bei 1,1 mm ergab moderatere Werte für die Zugfestigkeit und Dehngrenze nach dem Einbrennvorgang von 156 MPa bis 182 MPa für die Zugfestigkeit Rm und 139 MPa bis 161 MPa für die Dehngrenze RpO, 2. Deutlich übertroffen wurden aber die Messwerte der Referenzlegierung Ref. Aus dem Vergleich der Versuche 13 und 16 sowie 14 und 17 ist deutlich der Effekt der erhöhten Manganwerte erkennbar, die im Zusammenhang mit den hohen Magnesiumwerten eine deutliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften in eingebranntem Zustand zeigen und damit die sehr gute Warmfestigkeit der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungen dokumentieren.
Alle Messwerte für die Zugfestigkeit Rm und die Dehngrenze RpO, 2 der erfindungemäßen Aluminiumbänder liegen deutlich über den bisher erreichten Werten der Referenzlegierung im Versuch R, obwohl bei gleicher Zwischenglühtemperatur eine geringere Dicke für die Zwischenglühung bei den erfindungsgemäßen Aluminiumbändern gewählt wurde.
In Figur Ia ist nun schematisch die Biegewechselvorrichtung 1, welche zur Bestimmung der Anzahl der möglichen Biegewechselzyklen verwendet worden ist, dargestellt. Die Biegewechseltestvorrichtung 1 besteht einerseits aus einem beweglichen Segment 3, welches auf einem feststehenden Segment 4 derart angeordnet ist, dass das Segment 3 beim
Biegewechseltest durch eine Abrollbewegung auf dem Feststehenden Segment 4 hin- und herbewegt wird, so dass die befestigte Probe 2 Biegungen senkrecht zur Erstreckung der Probe ausgesetzt ist, Fig. Ib. Um die Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung zu prüfen, muss eine Probe aus dem erfindungsgemäßen Aluminiumband lediglich quer zur Walzrichtung ausgeschnitten und in die Biegewechseltestvorrichtung 1 eingespannt werden. Der Radius der Segmente 3, 4 beträgt 30 mm. Gemessen wurde die Anzahl der Biegezyklen, wobei der Biegezyklus bei Erreichen der Ausgangsposition des Segments 3 abgeschlossen ist. Die Messungen der Biegewechselbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierungen zeigten deutlich, dass bei erhöhtem Mangan- und Magnesium-Gehalten die Anzahl der Biegezyklen generell gesteigert werden kann, wobei auch ohne Zwischenglühungen hohe Biegezyklen erreicht wurden, bis die Probe riss. Insbesondere näherte sich die Anzahl der erreichten Biegezyklen bei Durchführung einer Zwischenglühung im Walzharten sowie im eingebrannten Zustand bei höheren Mangan- und Magnesiumgehalten deutlich an. Insofern konnte ein positiver Effekt der Mangan- und Magnesium-Gehalte auf die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Aluminiumbänder nachgewiesen werden.

Claims

Pa ten tan sprüche
1. Aluminiumlegierung zur Herstellung lithographischer Druckplattenträger, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Aluminiumlegierung die folgenden Legierungskomponenten in Gewichtsprozent aufweist:
Fe < 0,4 %,
0, 41 % < Mg < 0,7 %,
0, 05 % < Si < 0,25 %,
0, 1 \ ϊ. < Mn 0, 6 %,
Cu < 0,04 %,
Ti < 0,1 %,
Zn < 0,1 %,
Cr < 0,1 %,
Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen einzeln maximal 0,05 %, in Summe maximal 0,15 %.
2. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Aluminiumlegierung folgenden Mn-Gehalt in Gewichtsprozent aufweist:
0,26 % < Mn < 0,6 %, vorzugsweise
0,5 % < Mn < 0,6 %.
3. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t die Aluminiumlegierung folgenden Mg-Gehalt Gewichtsprozent aufweist:
0,5 % < Mg < 0,7 %.
4. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Aluminiumlegierung die folgenden Legierungskomponenten in Gewichtsprozent aufweist:
Ti ≤ 0,05 %, Zn < 0,05 % Cr < 0,01 %.
5. Aluminiumband zur Herstellung lithographischer Druckplattenträger aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Dicke von 0,15 mm bis 0, 5 mm.
6. Aluminiumband nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Aluminiumband nach einem Einbrennvorgang mit einer Temperatur von 280 0C und einer Dauer von 4 Minuten eine Zugfestigkeit Rm von mehr als 145 MPa, eine Dehngrenze von mehr als 135 MPa sowie eine Biegewechselbeständigkeit quer zur Walzrichtung von mindestens 1950 Zyklen im Biegewechseltest aufweist.
7. Verwendung eines Aluminiumbandes nach Anspruch 5 oder 6 zur Herstellung von Druckplattenträgern.
8. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumbandes für lithographische Druckplattenträger bestehend aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem ein Walzbarren gegossen wird, der Walzbarren optional bei einer Temperatur von 450 0C bis 610 0C homogenisiert wird, der Walzbarren auf eine Dicke von 2 bis 9 mm warmgewalzt wird und das Warmband mit oder ohne Zwischenglühung auf eine Enddicke von 0,15 mm bis 0,5 mm kaltgewalzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Zwischenglühung bei einer Zwischendicke von 0,5 mm bis 2,8 mm durchgeführt wird, wobei die Zwischenglühung im Coil oder in einem Durchlaufofen bei einer Temperatur von 230 0C bis 470 0C erfolgt.
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