WO2019141682A1 - Durchlaufofen für aluminiumbänder - Google Patents

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WO2019141682A1
WO2019141682A1 PCT/EP2019/050956 EP2019050956W WO2019141682A1 WO 2019141682 A1 WO2019141682 A1 WO 2019141682A1 EP 2019050956 W EP2019050956 W EP 2019050956W WO 2019141682 A1 WO2019141682 A1 WO 2019141682A1
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unit
heating
metal component
continuous furnace
heating unit
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PCT/EP2019/050956
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Robert Ebner
Ulrich PSCHEBEZIN
Alexander POCHERDORFER
Günther FRÖHLICH
Manoj Kumar
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Ebner Industrieofenbau Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a continuous furnace plant for
  • Heat treatment of a metal component in particular an aluminum strip, and a method for heat treating a metal component with the continuous furnace system.
  • Materials such as aluminum or magnesium alloys are used because they have a high specific strength and rigidity.
  • the continuous furnace unit has a first heating unit in which the metal component for solution annealing is heatable to a first temperature in the range of 350 ° C to 700 ° C, a cooling unit in which the metal component of 300 ° C and 350 ° C to 700 ° C. or 750 ° C to 70 ° C to 250 ° C (in particular 50 ° C to 150 ° C) is cooled, and a second heating unit, in which the metal component is heated to 150 ° C to 270 ° C or to 290 ° C, on.
  • the first heating unit in which the metal component for solution annealing is heatable to a first temperature in the range of 350 ° C to 700 ° C
  • a cooling unit in which the metal component of 300 ° C and 350 ° C to 700 ° C. or 750 ° C to 70 ° C to 250 ° C (in particular 50 ° C to 150 ° C) is cooled
  • a second heating unit in which the metal component is heated to 150 ° C to
  • Heating unit, the cooling unit and the second heating unit both on a common support structure, on which the first
  • Heating unit, the cooling unit and the second heating unit are fastened together. Furthermore, the continuous furnace installation has a common conveyor track, which extends through the first heating unit, the cooling unit and the second heating unit, wherein the conveyor track is designed such that the metal component can travel along the
  • Cooling unit and the second heating unit for heat treatment is feasible.
  • a method for heat treating a metal component in particular a
  • the metal component for solution annealing to a first temperature in the range of 300 ° C or 350 ° C to 700 ° C or Heated to 750 ° C in the first heating unit. Subsequently, the metal component is cooled from 300 ° C or 350 ° C to 700 ° C or 750 ° C to 70 ° C to 250 ° C (especially 50 ° C to 150 ° C) in the cooling unit.
  • the metal component is heated to 150 ° C to 270 ° C or 290 ° C in the second heating unit.
  • the metal component is along the conveyor track in the conveying direction by the first heating unit, the
  • Cooling unit and the second heating unit performed for heat treatment.
  • the continuous furnace plant is in particular a continuous one
  • Heat treatment stages is performed.
  • the metal component contact may be conveyed, for example, along rollers or transported without contact in a floating state.
  • the continuous furnace system is particularly suitable for treating a metal component heat.
  • the metal component is in particular an aluminum component.
  • the continuous furnace plant is designed to continuously convey an aluminum strip through the continuous furnace plant and to
  • the aluminum strip is in particular a cold rolled of the
  • Aluminum strip consisting of various aluminum alloys of the series lxxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx and 5xxx, 6xxx, 7xxx and 8xxx.
  • Metal component or the aluminum strip has a thickness between 0.8-4 mm.
  • the cold rolled aluminum strip is first annealed or solution annealed in the first heating unit to produce the required metallurgical
  • the aluminum strip is in a coil from a cold rolling mill to the first heating unit, for example a
  • the heating of the aluminum strip in the first heating unit for example, by blowing hot air through several nozzle boxes on the aluminum strip in the vertical direction from above and below.
  • the hot air is blown, for example, by centrifugal fans, which provide for forced convection heat transfer, allowing a fast homogeneous
  • Heating the aluminum strip is made possible.
  • the speed of the fans regulates the heat transfer, for example, by adjusting the speed of frequency-controlled circulating air fans.
  • Aluminum strip leads to a recovery and recrystallization of the cold-rolled state with resulting fine-grained microstructure in the metal component.
  • solution heat treatment in addition to
  • Annealing also the main stability phase is solved and the metal component is enriched with dissolved substances.
  • the above conditions are desirable to achieve the required mechanical properties in the metal component at the end of the heat treatment line.
  • the temperature for annealing and solution heat treatment is usually in the range of 350 ° C to 570 ° C.
  • the cooling unit is placed immediately after the first heating unit, so that the metal component of the corresponding
  • Exit temperature from the first heating unit in the range of 350 ° C to 700 ° C to 70 ° C to 250 ° C (especially 50 ° C to 150 ° C) is cooled.
  • the cooling unit can also be arranged nozzle systems through which a cooling fluid, such as air or water or a
  • Air / water mixture can flow to the metal component.
  • cooling air blowers are provided which provide a defined air flow rate to dry the tape after the first heating unit.
  • the cooling unit has, for example, air nozzles or air / water nozzles in order to carry out a moderate and precisely adjustable cooling of the metal strip.
  • the cooling unit for example, blower to suck the moist air from the cooling zone.
  • the cooling air for the cooling unit is exactly pre-tempered to be independent of the ambient temperature. Air, water flow and water pressure for the provision of the cooling nozzles are set automatically by selecting a suitable cooling program for the metal strip to be processed.
  • the frozen state consists of a supersaturated solution of dissolved elements (for example, Mg, Si, and Cu) and quenched vacancies.
  • the strength of the metal component, in particular of the aluminum strip is further increased according to the present invention, according to the
  • Cooling unit is provided a reheating in the second heating unit.
  • the metal component after cooling in the first cooling unit of a heat treatment between 70 ° C and 270 ° C, in particular between 150 ° C and 270 ° C, exposed.
  • Cooling in the cooling unit produces a more favorable
  • alloying constituents for example, stable Si / Mg clusters. These stable clusters become nuclei for the formation of one
  • Main hardening phase ( ⁇ ) during baking for example, color in a further heating step, resulting in a further increase in strength.
  • the functional units such as the first heating unit, the cooling unit and the second heating unit are fixed to a common support structure.
  • the support structure consists for example of support beams and has
  • a protective framework on.
  • an integral and compact continuous furnace plant is provided, in particular for spiking applications for aluminum strips.
  • the individual optional units thus have no self-sufficient and independent support structures but are jointly and integrally attached to the common support structure.
  • the functional units such as
  • the first heating unit, the cooling unit and the second heating unit are integrated in a common furnace housing.
  • the conveyor track has rollers at least in one section, along which the metal component is movable in the conveying direction.
  • the metal component contact may be encouraged by the continuous furnace system.
  • the rollers may be partially driven so that the rollers may drive the metal component along the direction of conveyance.
  • the conveying path has at least in one section floating nozzles, wherein the floating nozzles are adapted to flow a fluid, in particular air, against an underside of the metal component, so that the metal component floating in
  • Continuous furnace plant referred to as (continuous levitation furnace).
  • the continuous furnace system may have at its input a deflection roller, which is the aluminum strip as a metal component straight, d. H. parallel to
  • Conveying direction leads into the oven.
  • the metal component is guided completely contact-free by the continuous furnace plant and heat treated accordingly.
  • nozzles can be arranged above the metal component, which a corresponding tempering, such as
  • tempered air, water or an air / water mixture to flow on an upper side of the metal component.
  • appropriate impact tempering fluid pressure on the top of the metal component can be effected so that a sinusoidal or cross-arched floating cushion is generated. This leads to a sinusoidal wave pattern
  • Heating unit along the conveying direction a length of 40 m to 90 m, in particular 50 m to 65 m, on. It has been found that at a conveying speed of 60 m / min and 90 m / min at the top
  • the metal component is present in a preferred dissolved or solution-annealed microstructure state.
  • the first heating unit along the conveying direction may have a length of 20 m to 90 m or from 40 m to 120 m.
  • the cooling unit along the conveying direction has a length of 5 m to 35 m, in particular 12 m to 18 m. It has been found that at a conveying speed of 60 m / min and 90 m / min with the length described above
  • Solution annealing treatment state can be frozen without reaching a critical thermal quenching stress in the metal component.
  • the cooling unit along the conveying direction may have a length of 1 m to 35 m or from 5 m to 50 m.
  • Heating unit along the conveying direction a length of 5 m to 25 m, in particular a length of 10 m to 18 m, more particularly 12 m to 15 m on. It has been found that at a conveying speed of 60 m / min and 90 m / min with the length of the second heating unit described above, a more favorable distribution of alloy constituents, for example stable Si / Mg clusters, can be produced. Furthermore, the second heating unit along the conveying direction may have a length of lm or 2 m to 25 m or from 5 m to 50 m.
  • the first heating unit is configured to supply the metal component by means of fuel gas, by means of contact heating, by induction heating, by convection heating, by eddy current heating, by means of an electric heating register, by infrared heating or by heat radiation heating heat.
  • the second heating unit is configured to supply the metal component by means of fuel gas, by means of contact heating, by induction heating, by convection heating, by eddy current heating, by means of an electric heating register, by infrared heating or by heat radiation heating heat.
  • the cooling unit as already explained, nozzles for a cooling medium, in particular air, water or an air / water mixture, for cooling the metal component.
  • a cooling medium in particular air, water or an air / water mixture
  • Continuous furnace installation further comprises a holding unit for maintaining a temperature of 70 ° C to 150 ° C of the metal component.
  • the holding unit is disposed between the cooling unit and the second heating unit, wherein the holding unit is coupled to the support structure and wherein the conveying path extends through the holding unit.
  • the metal member may be conveyed by the holding unit and kept constant at a temperature as described above become. During this time, for example 15 seconds to 3 minutes, the solutes and voids begin to cluster in the metal component and develop into cores. There are two types of cores. One type of nuclei dissolves and the second type grows during the next heat treatments in the second heating unit. During the
  • Reheating can thus grow a considerable amount of stable cores and therefore provide high strength of the metal component.
  • the holding unit along the conveying direction has a length of 10 m to 18 m, in particular 12 m to 15 m.
  • a dwell time of the metal component correspondingly described above can be achieved at a constant temperature to form the respective cores in the material of the metal component.
  • Metal component of 150 ° C to 270 ° C to 70 ° C to 150 ° C is cooled.
  • the further cooling unit is in the conveying direction after the second
  • Heating unit arranged, wherein the further cooling unit is coupled to the support structure and wherein the conveying path extends through the further cooling unit.
  • Metal component to be further processed or optionally further
  • Heat treatment steps are supplied. For example, in another heat treatment step, paint or another alloy can be baked into the metal component.
  • the further cooling unit has a length of 18 m to 22 m, in particular 20 m, along the conveying direction.
  • the conveying path is configured such that a conveying speed of the conveying path can be set between 60 m / min and 90 m / min, in particular between 70 m / min and 80 m / min.
  • the conveying speed can be variably adjusted for example by means of a control unit, so that different
  • Metal component can be adjusted.
  • Embodiments suitably combine with each other, so that a variety of different embodiments are to be regarded as obvious to those skilled in the art with the explicit embodiment variants here.
  • some embodiments of the invention are with
  • FIG. 1 is a schematic representation of a continuous furnace plant according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a time / temperature diagram in which the temperature profiles of a metal component within the continuous furnace installation from FIG. 1 are depicted.
  • FIG. 3 shows a path / temperature diagram in which the temperature profiles of a metal component along a path within the continuous furnace system from FIG. 1 are depicted.
  • FIGS. 4 and 5 are schematic path / temperature diagrams in which exemplary temperature profiles of a metal component during the
  • Embodiment of the present invention are shown.
  • Fig. 1 shows a continuous furnace plant 100 for heat treating a
  • Fig. 2 shows a Time / temperature diagram in which the temperature curves of a
  • the continuous furnace installation 100 has a first heating unit 101, in which the metal component 110 can be heated to a first temperature in the range from 350 ° C. to 700 ° C. for solution heat treatment, a cooling unit 102, in which the metal component 110 is from 350 ° C. to 700 ° C. is cooled to 70 ° C to 250 ° C, and a second heating unit 103, in which the
  • Metal component 110 can be heated to 150 ° C to 270 ° C, on. The first
  • Heating unit 101 Heating unit 101, the cooling unit 102 and the second
  • Heating unit 103 both a common support structure 106, to which the first heating unit 101, the cooling unit 102 and the second heating unit 103 are fastened together. Furthermore, the continuous furnace installation 100 has a common conveying path 107 which extends through the first heating unit 101, the cooling unit 102 and the second heating unit 103, the conveying path 107 being such
  • the continuous furnace unit 100 is a continuous one
  • Heat treatment plant in which the metal component 110 along a conveying direction 109 continuously or sequentially through the
  • Heat treatment stages is performed.
  • the metal component 110 may be contacted, for example conveyed along rollers 108 or conveyed without a contact in a floating state.
  • the metal component 110 is in particular an aluminum strip which
  • the cold rolled aluminum strip 110 is continuously conveyed through the continuous furnace unit 100.
  • the cold rolled aluminum strip 110 is first solution annealed in a heating zone I in the first heating unit 101 to achieve the required metallurgical conditions.
  • the aluminum strip 110 is transferred in a coil from a cold rolling mill to the first heating unit 101, for example, a continuous annealing and solution heat treatment furnace.
  • the heating of the aluminum strip 110 in the first heating unit 101 for example, by blowing hot air through several nozzle boxes on the aluminum strip 110 in the vertical direction from above and below.
  • Main stability phase is released and the metal component 110 is enriched with dissolved substances.
  • cooling unit 102 which is arranged immediately after the first heating unit 101, so that the
  • Aluminum strip of the corresponding outlet temperature from the first heating unit 101 in the range of 350 ° C to 700 ° C to 70 ° C to 250 ° C can be cooled.
  • the aluminum strip 110 is first heated to 55 ° C. in the heating zone I and then cooled to 70 ° C. in the cooling zone II.
  • cooling unit 102 can also be arranged nozzle systems through which a cooling fluid, such as air or water or a
  • Air / water mixture on the aluminum strip 110 can flow.
  • the strength of the aluminum strip 110 is further increased by performing, after the cooling unit 102, reheating in the heating zone IV in which the second heating unit 103 is provided.
  • the metal component is after cooling in the first
  • Cooling unit 102 and, for example, after a certain holding time in the holding zone III subjected to a heat treatment until the aluminum strip 110 again has a temperature of about 52 ° C. Due to a short duration of the heat treatment in the second heating unit 103, for example, 15 seconds to 30 seconds, the temperature-time profile looks like a peak. Therefore, it is called "spiking" heat treatment.
  • the continuous furnace system 100 further has a holding unit 104 in the
  • Holding zone III to hold a temperature of 70 ° C to 150 ° C of the aluminum strip 110.
  • the holding unit 104 is disposed between the cooling unit 102 and the second heating unit 103, wherein the
  • Holding unit 104 is coupled to the support structure 106 and wherein the conveying path 107 extends through the holding unit 104.
  • the solutes and voids in the aluminum strip begin to group and develop into cores.
  • the continuous furnace system 100 has a further cooling unit 105 in the further cooling zone V, in which the metal component of 150 ° C to 270 ° C to 70 ° C to 150 ° C can be cooled.
  • the further cooling unit 105 is arranged in the conveying direction 109 after the second heating unit 103, wherein the further cooling unit 105 is coupled to the support structure 106 and wherein the conveying path 107 extends through the further cooling unit 105.
  • the aluminum strip 110 be further processed or possibly further
  • Heat treatment steps such as the further holding zone VI and the other heating zone VII (see FIGS. 4 and 5) are supplied.
  • the first heating unit 101, the cooling unit 102, the holding unit 104, the second heating unit 103 and the further cooling unit 105 are attached to a common support structure 106.
  • the support structure 106 consists for example of support beams and has, for example, a protective framework.
  • the conveyor track 107 runs continuously from the entrance to the
  • the conveyor track 107 has at least in one section rollers 108 along which the aluminum strip 110 is movable in the conveying direction. In addition or alternatively, the conveyor track 107 at least in a section
  • Floating nozzles wherein the floating nozzles are adapted to flow a fluid, in particular air, against a lower side of the aluminum strip 110, so that the aluminum strip 110 floating in the conveying direction 109 through the section is conveyed.
  • FIG. 3 shows a path / temperature diagram in which the temperature profiles of a metal component 110 along a path within the
  • the first heating unit 101 has a length of 50 m to 65 m along the conveying direction 109.
  • the aluminum strip thus has a temperature of about 550 ° C.
  • Aluminum strip 110 cooled from 550 ° C to 150 ° C.
  • the cooling unit 102 has a length of 12 m along the conveying direction 109.
  • the temperature of the aluminum strip 110 is kept approximately constant by means of the holding unit 104, wherein nevertheless a moderate cooling from 150 ° C to 80 ° C can take place.
  • the holding unit 104 has along the conveying direction 109 a length of about 14 m.
  • the temperature of the aluminum strip 110 is heated from 80 ° C to 50 ° C by means of the second heating unit 103.
  • the second heating unit 103 has a length of about 13 m along the conveying direction 109.
  • the temperature of the aluminum strip 110 is cooled from 250 ° C to about 60 ° C by means of the further cooling unit 105.
  • the further cooling unit 105 has a length of approximately 20 m along the conveying direction 109.
  • FIGS. 4 and 5 show schematic path / temperature diagrams in which exemplary temperature profiles of a metal component 110 during the passage through a continuous furnace installation 100 according to an exemplary embodiment of the present invention are depicted.
  • a temperature profile of a 1.2 mm thick aluminum strip is shown, which with a Speed of 60 m / min passes through a continuous furnace plant 100 according to the invention.
  • the first heating unit 101 In the first heating zone I, the first heating unit 101 is provided, which heats the aluminum strip 110 to about 550 ° C and holds this temperature for about 10 seconds.
  • the cooling zone II begins wherein in a first stage the
  • a cooling rate of more than 50 ° C per second can be achieved us at a material thickness of the tape from 1.3 mm to 4.2 mm, a cooling rate of more than 30 ° C per second can be achieved.
  • the temperature of the aluminum strip 110 is maintained at about 80 ° C.
  • the temperature of the aluminum strip 110 is set to approximately 250 ° C by the second heating unit 103.
  • Aluminum tape 110 cooled from 250 ° C to 60 ° C. It can be
  • a cooling rate of more than 5 ° C per second can be applied.
  • the aluminum strip After cooling the aluminum strip 110 in the further cooling zone V, the aluminum strip, for example, for about 15 minutes in another holding zone VI at the initial temperature of 60 ° C can be maintained. Subsequently, further processing steps can be carried out. For example, in a further heating zone VII, the temperature can be set between 50 ° C. and 100 ° C., and a rolling process of the aluminum strip 110 can be carried out. For example, in a further heat treatment step, color or another alloy can be baked in the aluminum strip 110.
  • the first heating unit 101 In the first heating zone I, the first heating unit 101 is provided, which heats the aluminum strip 110 to about 550 ° C and holds this temperature for about 10 seconds.
  • the cooling zone II begins, wherein in a first stage, the temperature of the aluminum strip 110 is set from 550 ° C to 300 ° C and in a second step temperature of 300 ° C to about 220 ° C at the exit of the cooling zone II.
  • a cooling rate of more than 50 ° C per second can be achieved us at a material thickness of the tape from 1.3 mm to 4.2 mm, a cooling rate of more than 30 ° C per second can be achieved.
  • the holding zone III and the heating zone IV hold the aluminum strip 110 almost at a constant temperature or increase the temperature of the aluminum strip 110 moderately to about 250 ° C at the exit of the
  • Aluminum tape 110 cooled from 250 ° C to 60 ° C. It can be
  • a cooling rate of more than 5 ° C per second can be applied.
  • the aluminum strip 110 After cooling the aluminum strip 110 in the further cooling zone V, the aluminum strip, for example, for about 15 minutes in another holding zone VI at the initial temperature of 60 ° C can be maintained.
  • the temperature can be set between 50 ° C. and 100 ° C., and a rolling process of the aluminum strip 110 can be carried out.
  • color or another alloy can be baked in the aluminum strip 110.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchlaufofenanlage (100) zum Wärmebehandeln eines Metallbauteils (110), insbesondere eines Aluminiumbandes. Die Durchlaufofenanlage (100) weist eine erste Erwärmungseinheit (101), in welcher das Metallbauteil (110) zum Lösungsglühen auf eine erste Temperatur im Bereich von 350 °C bis 700 °C erwärmbar ist, eine Abkühleinheit (102), in welcher das Metallbauteil (110) von 300 °C bis 750 °C auf 70 °C bis 250 °C abkühlbar ist, und eine zweite Erwärmungseinheit (103), in welcher das Metallbauteil (110) auf 150 °C bis 290 °C erwärmbar ist, auf. Die erste Erwärmungseinheit (101), die Abkühleinheit (102) und die zweite Erwärmungseinheit (103) beiden eine gemeinsame Trägerstruktur (106) auf, an welcher die erste Erwärmungseinheit (101), die Abkühleinheit (102) und die zweite Erwärmungseinheit (103) miteinander befestigt sind. Ferner weist die Durchlaufofenanlage (100) eine gemeinsame Förderbahn (107) auf, welche sich durch die erste Erwärmungseinheit (101), die Abkühleinheit (102) und die zweite Erwärmungseinheit (103) erstreckt, wobei die Förderbahn (107) derart ausgebildet ist, dass das Metallbauteil (110) entlang der Förderbahn (107) in Förderrichtung (109) durch die erste Erwärmungseinheit (101), die Abkühleinheit (102) und die zweite Erwärmungseinheit (103) zur Wärmebehandlung durchführbar ist.

Description

Durchlaufofen für Aluminiumbänder
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchlaufofenanlage zum
Wärmebehandeln eines Metallbauteils, insbesondere eines Aluminiumbandes, sowie ein Verfahren zum Wärmebehandeln eines Metallbauteils mit der Durchlaufofenanlage.
Hintergrund der Erfindung
In vielen Industriebereichen, wie beispielsweise in der Automobilindustrie, ist es ein Anliegen, leichtere Bauteile einzusetzen ohne auf eine ausreichende Stabilität verzichten zu müssen. Aus diesem Grund werden leichtere
Materialien wie Aluminium- oder Magnesiumlegierungen eingesetzt, da diese eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit besitzen.
Um diese vorteilhaften leichten Materialien einzusetzen, sind geeignete Wärmebehandlungsprozesse durchzuführen, um die gewünschten
Gefügeeigenschaften des herzustellenden Bauteils einzustellen. Die
Durchführung der Wärmebehandlungsprozesse ist zeitintensiv, was die Effizienz entsprechender Wärmebehandlungsanlage einschränkt.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein eine effiziente
Wärmebehandlungsanlage bereitzustellen, in welcher effizient Metallbauteile, insbesondere Aluminiumbänder, wärmebehandelt werden können. Diese Aufgabe wird mit einer Durchlaufofenanlage zum wärmebehandelt eines Metallbauteil sowie mit einem Verfahren zum wärmebehandelt eines
Metallbauteil mit der Durchlaufofenanlage gemäß den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine
Durchlaufofenanlage zum Wärmebehandeln eines Metallbauteils insbesondere eines Aluminiumbandes, beschrieben. Die Durchlaufofenanlage weist eine erste Erwärmungseinheit, in welcher das Metallbauteil zum Lösungsglühen auf eine erste Temperatur im Bereich von 350 °C bis 700 °C erwärmbar ist, eine Abkühleinheit, in welcher das Metallbauteil von 300°C bzw. 350 °C bis 700 °C oder 750 °C auf 70 °C bis 250 °C (insbesondere 50 °C bis 150 °C) abkühlbar ist, und eine zweite Erwärmungseinheit, in welcher das Metallbauteil auf 150 °C bis 270 °C oder bis 290 °C erwärmbar ist, auf. Die erste
Erwärmungseinheit, die Abkühleinheit und die zweite Erwärmungseinheit beiden eine gemeinsame Trägerstruktur auf, an welcher die erste
Erwärmungseinheit, die Abkühleinheit und die zweite Erwärmungseinheit miteinander befestigt sind. Ferner weist die Durchlaufofenanlage eine gemeinsame Förderbahn auf, welche sich durch die erste Erwärmungseinheit, die Abkühleinheit und die zweite Erwärmungseinheit erstreckt, wobei die Förderbahn derart ausgebildet ist, dass das Metallbauteil entlang der
Förderbahn in Förderrichtung durch die erste Erwärmungseinheit, die
Abkühleinheit und die zweite Erwärmungseinheit zur Wärmebehandlung durchführbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Wärmebehandeln eines Metallbauteils, insbesondere eines
Aluminiumbandes, mittels der oben beschriebenen Durchlaufofenanlage beschrieben. Gemäß dem Verfahren wird das Metallbauteil zum Lösungsglühen auf eine erste Temperatur im Bereich von 300 °C oder 350 °C bis 700 °C oder 750 °C in der ersten Erwärmungseinheit erwärmt. Anschließend wird das Metallbauteil von 300°C oder 350 °C bis 700 °C oder 750 °C auf 70 °C bis 250 °C (insbesondere 50 °C bis 150 °C) in der Abkühleinheit abgekühlt.
Anschließend wird das Metallbauteil auf 150 °C bis 270 °C oder 290 °C in der zweiten Erwärmungseinheit erwärmt. Das Metallbauteil wird entlang der Förderbahn in Förderrichtung durch die erste Erwärmungseinheit, die
Abkühleinheit und die zweite Erwärmungseinheit zur Wärmebehandlung durchgeführt.
Die Durchlaufofenanlage ist insbesondere eine kontinuierliche
Wärmebehandlungsanlage, bei welcher das Metallbauteil entlang einer
Förderrichtung kontinuierlich oder sequenziell durch die
Wärmebehandlungsstufen geführt wird. Dabei kann das Metallbauteil Kontakt behaftet zum Beispiel entlang von Rollen befördert werden oder kontaktfrei in einem schwebenden Zustand befördert werden.
Die Durchlaufofenanlage ist insbesondere dazu geeignet, ein Metallbauteil Wärme zu behandeln. Das Metallbauteil ist insbesondere ein Aluminiumbauteil. Insbesondere ist die Durchlaufofenanlage ausgelegt, ein Aluminiumband kontinuierlich durch die Durchlaufofenanlage zu befördern und zu
Temperieren. Das Aluminiumband ist insbesondere ein kaltgewalzt des
Aluminiumband welches aus verschiedenen Aluminiumlegierungen der Serien lxxx, 2xxx, 3xxx, 4xxx und 5xxx, 6xxx, 7xxx und 8xxx besteht. Das
Metallbauteil bzw. das Aluminiumband weist eine Dicke zwischen 0,8-4 mm auf.
Das kaltgewalzte Aluminiumband wird zuerst in der ersten Erwärmungseinheit geglüht oder lösungsgeglüht, um die erforderlichen metallurgischen
Bedingungen zu erreichen. Das Aluminiumband wird in einer Spule von einer Kaltwalzanlage zur ersten Erwärmungseinheit, zum Beispiel einem
kontinuierlichen Glüh- und Lösungswärmebehandlungsofen überführt. Die Erwärmung des Aluminiumbandes in der ersten Erwärmungseinheit erfolgt beispielsweise durch Aufblasen von Heißluft durch mehrere Düsenkästen auf das Aluminiumband in vertikaler Richtung von oben und unten. Die Heißluft wird beispielsweise durch Radialventilatoren geblasen, die für eine erzwungene Konvektionswärmeübertragung sorgen, sodass eine schnelle homogene
Erwärmung des Aluminiumbandes ermöglicht wird. Die Geschwindigkeit der Ventilatoren regelt die Wärmeübertragung beispielsweise durch Anpassung der Drehzahl von frequenzgesteuerten Umluftventilatoren.
Die Glühwärmebehandlung des Metallbauteils, insbesondere des
Aluminiumbandes, führt zu einer Rückgewinnung und Rekristallisation des kaltgewalzten Zustandes mit resultierender feinkörniger Gefügestruktur im Metallbauteil. Bei der Lösungswärmebehandlung werden zusätzlich zur
Glühung auch die Hauptstabilitätsphase gelöst wird und das Metallbauteil mit gelösten Stoffen angereichert wird. Die obigen Bedingungen sind erwünscht, um die erforderlichen mechanischen Eigenschaften in dem Metallbauteil am Ende der Wärmebehandlungslinie zu erreichen. Die Temperatur zum Tempern und Lösungsglühen liegt üblicherweise im Bereich von 350 °C bis 570 °C.
Die Abkühleinheit wird unmittelbar nach der ersten Erwärmungseinheit angeordnet, sodass das Metallbauteil von der entsprechenden
Austrittstemperatur aus der ersten Erwärmungseinheit im Bereich von 350 °C bis 700 °C auf 70 °C bis 250 °C (insbesondere 50 °C bis 150 °C) abkühlbar ist. In der Abkühleinheit können ebenso Düsensysteme angeordnet werden, durch die ein Kühlfluid, wie beispielsweise Luft oder Wasser bzw. ein
Luft/Wassergemisch, auf das Metallbauteil strömen kann. In der Abkühleinheit sind Kühlluftgebläse vorgesehen, welche eine definierte Luftströmungsrate bereitstellen, um das Band nach der ersten Erwärmungseinheit trocknen.
Mittels der Abkühlung des Metallbauteils in der Abkühleinheit wird der
Lösungsglühbehandlungszustand des Metallbandes eingefroren. Während der Abkühlung muss auf die thermische Abschreckspannung in dem Metallbauteil geachtet werden, da bei einer zu hohen Abschreckspannung eine Verzerrung des Metallbandes verursacht wird.
Die Abkühleinheit weist aus diesem Grund beispielsweise Luftdüsen oder Luft/Wasserdüsen auf, um eine moderate und exakt einstellbare Abkühlung des Metallbandes durchzuführen.
Ferner weist die Abkühleinheit beispielsweise Gebläse auf, um die feuchte Luft aus der Abkühlzone abzusaugen. Die Kühlluft für die Abkühleinheit wird exakt vor temperiert, um unabhängig von der Umgebungstemperatur zu sein. Luft, Wasserdurchfluss und Wasserdruck für die Bereitstellung der Kühldüsen werden automatisch eingestellt, indem ein für die zu bearbeitende Metallband ein geeignetes Kühlprogramm ausgewählt wird.
Beim intelligenten Abschrecken des wärmebehandelbaren Metallbauteil bzw. Aluminiumbandes Mittels der Abkühleinheit beispielsweise unter 80 ° C besteht der gefrorene Zustand aus einer supergesättigten Lösung gelöster Elemente (zum Beispiel Mg, Si und Cu) und abgeschreckten Leerstellen.
Die Festigkeit des Metallbauteils, insbesondere des Aluminiumbandes wird gemäß der vorliegenden Erfindung weiter erhöht, indem nach der
Abkühleinheit ein erneutes Erwärmen in der zweiten Erwärmungseinheit vorgesehen wird. Dabei wird das Metallbauteil nach dem Abkühlen in der ersten Abkühleinheit einer Wärmebehandlung zwischen 70 °C und 270 °C, insbesondere zwischen 150 °C und 270 °C, ausgesetzt. Aufgrund einer kurzen Dauer der Wärmebehandlung in der zweiten Erwärmungseinheit von beispielsweise 15 Sekunden bis 30 Sekunden sieht das Temperatur-Zeit-Profil wie eine Spitze aus. Deshalb wird es als„Spiking"-Wärmebehandlung bezeichnet. Das Spiken beinhaltet das Erwärmen des Bandes auf eine gewünschte Temperatur mit und ohne Haltezeit. Das Anwenden von Spiking in der zweiten Erwärmungseinheit nach dem
Abkühlen in der Abkühleinheit (sog. Quenchen) erzeugt eine günstigere
Verteilung von Legierungsbestandteilen beispielsweise stabile Si / Mg-Clustern. Diese stabilen Cluster werden zu Kernen für die Bildung von einer
Haupthärtungsphase (ß ") während des Einbrennens beispielsweise von Farbe in einem weiteren Erwärmungsschritt, was zu einer weiteren Erhöhung der Festigkeit führt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die funktionalen Einheiten, wie beispielsweise die erste Erwärmungseinheit, die Abkühleinheit und die zweite Erwärmungseinheit ein einer gemeinsamen Trägerstruktur befestigt. Die Trägerstruktur besteht beispielsweise aus Trägerbalken und weist
beispielsweise ein schützendes Rahmentragwerk auf. Somit wird erstmalig eine integrale und kompakte Durchlaufofenanlage insbesondere für Spiking- Anwendungen für Aluminiumbänder bereitgestellt. Die einzelnen optionalen Einheiten weisen somit keine autarken und unabhängigen Stützstrukturen auf sondern sind gemeinsam und integral an der gemeinsamen Trägerstruktur befestigt. Beispielsweise können zudem die Funktionaleinheiten, wie
beispielsweise die erste Erwärmungseinheit, die Abkühleinheit und die zweite Erwärmungseinheit, in einem gemeinsamen Ofengehäuse integriert werden.
Entsprechend ist es auch möglich, eine gemeinsame Förderbahn
bereitzustellen, welche von dem Eingang in die Durchlaufofenanlage bis zu einem Ende der Durchlaufofenanlage durchgängig ausgebildet wird. Mit anderen Worten sind keine Übergänge bzw. Unterbrechungen der Förderbahn im Inneren der Durchlaufofenanlage vorgesehen. Somit wird eine effiziente Durchlaufofenanlage bereitgestellt, in welcher effizient Metallbauteile, insbesondere Aluminiumbänder, wärmebehandelt werden können. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Förderbahn zumindest in einem Abschnitt Rollen auf, entlang welcher das Metallbauteil in Förderrichtung bewegbar ist. Somit kann das Metallbauteil Kontakt behaftet durch die Durchlaufofenanlage gefördert werden. Die Rollen können beispielsweise teilweise angetrieben sein, sodass die Rollen das Metallbauteil entlang der Förderrichtung antreiben können.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Förderbahn zumindest in einem Abschnitt Schwebedüsen auf, wobei die Schwebedüsen eingerichtet sind, ein Fluid, insbesondere Luft, gegen eine Unterseite des Metallbauteils zu strömen, damit das Metallbauteil schwebend in
Förderrichtung durch den Abschnitt förderbar ist. Somit wird die
Durchlaufofenanlage als (kontinuierlicher Schwebeofen) bezeichnet.
Die Durchlaufofenanlage kann an ihrem Eingang eine Umlenkrolle aufweisen, welche das Aluminiumband als Metallbauteil gerade, d. h. parallel zur
Förderrichtung, in den Ofen führt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Metallbauteil durch die Durchlaufofenanlage komplett kontaktfrei geführt und entsprechend wärmebehandelt.
Neben dem Schwebedüsenfeld, welche insbesondere eine Unterseite des Metallbauteils an strömen und unterhalb des Metallbauteils zu entsprechend ein Schwebefeld erzeugen, können auch oberhalb des Metallbauteils Düsen angeordnet werden, welche ein entsprechendes Temperierfluid, wie
beispielsweise temperierte Luft, Wasser oder ein Luft/Wassergemisch, auf eine Oberseite des Metallbauteils zu strömen. Mit dem entsprechend Aufschlagen Temperierfluid kann ein Druck auf die Oberseite des Metallbauteils bewirkt werden sodass ein sinusförmiges oder kreuzbogenförmiges Schwebekissen erzeugt wird. Dies führt zu einem sinusförmigen Wellenmuster das
Metallbauteil und stabilisiert den Durchlauf des Metallbauteils durch die
Durchlaufofenanlage. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die erste
Erwärmungseinheit entlang der Förderrichtung eine Länge von 40 m bis 90 m, insbesondere 50 m bis 65 m, auf. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer Fördergeschwindigkeit von 60 m/min und 90 m/min bei der oben
beschriebenen Länge der ersten Erwärmungseinheit das Metallbauteil in einem bevorzugten gelösten bzw. lösungsgeglühten Gefügezustand vorliegt.
Ferner kann die erste Erwärmungseinheit entlang der Förderrichtung eine Länge von 20 m bis 90 m oder von 40 m bis 120 m aufweisen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Abkühleinheit entlang der Förderrichtung eine Länge von 5 m bis 35 m, insbesondere 12 m bis 18 m, auf. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer Fördergeschwindigkeit von 60 m/min und 90 m/min bei der oben beschriebenen Länge der
Abkühleinheit das Metallbauteil in einem bevorzugten
Lösungsglühbehandlungszustand eingefroren werden kann, ohne eine kritische thermische Abschreckspannung in dem Metallbauteil zu erreichen.
Ferner kann die Abkühleinheit entlang der Förderrichtung eine Länge von 1 m bis 35 m oder von 5 m bis 50 m aufweisen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die zweite
Erwärmungseinheit entlang der Förderrichtung eine Länge von 5 m bis 25 m, insbesondere eine Länge von 10 m bis 18 m, weiter insbesondere 12 m bis 15 m, auf. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer Fördergeschwindigkeit von 60 m/min und 90 m/min bei der oben beschriebenen Länge der zweiten Erwärmungseinheit eine günstigere Verteilung von Legierungsbestandteilen, beispielsweise stabile Si / Mg-Clustern, erzeugt werden können. Ferner kann die zweite Erwärmungseinheit entlang der Förderrichtung eine Länge von lm oder 2 m bis 25 m oder von 5 m bis 50 m aufweisen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist, wie bereits erläutert, die erste Erwärmungseinheit konfiguriert, das Metallbauteil mittels Brenngas, mittels einer Kontaktheizung, mittels einer Induktionsheizung, mittels einer Konvektionsheizung, mittels einer Wirbelstromheizung, mittels einem elektrisches Heizregister, mittels einer Infrarotheizung oder mittels einer Wärmestrahlungsheizung zu erwärmen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist, wie bereits erläutert, die zweite Erwärmungseinheit konfiguriert, das Metallbauteil mittels Brenngas, mittels einer Kontaktheizung, mittels einer Induktionsheizung, mittels einer Konvektionsheizung, mittels einer Wirbelstromheizung, mittels einem elektrisches Heizregister, mittels einer Infrarotheizung oder mittels einer Wärmestrahlungsheizung zu erwärmen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Abkühleinheit, wie bereits erläutert, Düsen für ein Kühlmedium, insbesondere Luft, Wasser oder einem Luft/Wassergemisch, zum Abkühlen des Metallbauteils auf.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die
Durchlaufofenanlage ferner eine Halteeinheit zum Halten einer Temperatur von 70 °C bis 150 °C des Metallbauteils auf. Die Halteeinheit ist zwischen der Abkühleinheit und der zweiten Erwärmungseinheit angeordnet, wobei die Halteeinheit an die Trägerstruktur gekoppelt ist und wobei sich die Förderbahn durch die Halteeinheit erstreckt.
Zwischen der Abkühleinheit und der erneuten Erwärmung in der zweiten Erwärmungseinheit kann das Metallbauteil durch die Halteeinheit befördert werden und auf einer oben beschriebenen Temperatur konstant gehalten werden. Während dieser Zeit, beispielsweise 15 Sekunden bis 3 Minuten, beginnen sich die gelösten Stoffe und Leerstellen in dem Metallbauteil zu gruppieren und sich zu Kernen zu entwickeln. Es gibt zwei Arten von Kernen. Eine Art von Kernen löst sich auf und der zweite Typ wächst während der nächsten Wärmebehandlungen in der zweiten Erwärmungseinheit. Während des
Wiedererhitzens kann somit eine beträchtliche Menge an stabilen Kernen wachsen und daher für eine hohe Festigkeit des Metallbauteils sorgen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Halteeinheit entlang der Förderrichtung eine Länge von 10 m bis 18 m, insbesondere 12 m bis 15 m, auf. Somit kann eine entsprechend oben beschriebene Verweildauer des Metallbauteils mit einer konstanten Temperatur erreicht werden um die entsprechenden Kerne in dem Material des Metallbauteils zu bilden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die
Durchlaufofenanlage eine weitere Abkühleinheit auf, in welcher das
Metallbauteil von 150 °C bis 270 °C auf 70 °C bis 150 °C abkühlbar ist.
Die weitere Abkühleinheit ist in Förderrichtung nach der zweiten
Erwärmungseinheit angeordnet, wobei die weitere Abkühleinheit an die Trägerstruktur gekoppelt ist und wobei sich die Förderbahn durch die weitere Abkühleinheit erstreckt. Nach der weiteren Abkühleinheit kann das
Metallbauteil weiterverarbeitet werden oder gegebenenfalls weiteren
Wärmebehandlungsschritten zugeführt werden. Beispielsweise kann in einem weiteren Wärmebehandlungsschritt Farbe bzw. eine weitere Legierung in das Metallbauteil eingebrannt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die weitere Abkühleinheit entlang der Förderrichtung eine Länge von 18 m bis 22 m, insbesondere 20 m, auf. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Förderbahn derart konfiguriert, dass eine Fördergeschwindigkeit der Förderbahn zwischen 60 m/min und 90 m/min, insbesondere zwischen 70 m/min und 80 m/min einstellbar ist. Die Fördergeschwindigkeit kann beispielsweise mittels einer Steuereinheit variabel angepasst werden, sodass verschiedene
Wärmebehandlungsprofile entlang der Durchlaufofenanlage für das
Metallbauteil eingestellt werden können.
Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner
Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit
Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige
Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
Kurze
Figure imgf000014_0001
der Zeichnungen
Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Durchlaufofenanlage gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ein Zeit/Temperatur Diagramm, in welchen die Temperaturverläufe eines Metallbauteils innerhalb der Durchlaufofenanlage aus Fig. 1 abgebildet sind.
Fig. 3 ein Weg/Temperaturdiagramm, in welchen die Temperaturverläufe eines Metallbauteils entlang einer Wegstrecke innerhalb der Durchlaufofenanlage aus Fig. 1 abgebildet sind.
Fig. 4 und Fig. 5 schematische Weg/Temperaturdiagramme, in welchen beispielhafte Temperaturverläufe eines Metallbauteils während des
Durchlaufens einer Durchlaufofenanlage gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgebildet sind.
Detaillierte
Figure imgf000014_0002
von exemplarischen Ausführunqsformen
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch.
Fig. 1 zeigt eine Durchlaufofenanlage 100 zum Wärmebehandeln eines
Metallbauteils 110, insbesondere eines Aluminiumbandes. Fig. 2 zeigt ein Zeit/Temperatur Diagramm, in welchen die Temperaturverläufe eines
Metallbauteils innerhalb der Durchlaufofenanlage aus Fig. 1 abgebildet sind. Die Durchlaufofenanlage 100 weist eine erste Erwärmungseinheit 101, in welcher das Metallbauteil 110 zum Lösungsglühen auf eine erste Temperatur im Bereich von 350 °C bis 700 °C erwärmbar ist, eine Abkühleinheit 102, in welcher das Metallbauteil 110 von 350 °C bis 700 °C auf 70 °C bis 250 °C abkühlbar ist, und eine zweite Erwärmungseinheit 103, in welcher das
Metallbauteil 110 auf 150 °C bis 270 °C erwärmbar ist, auf. Die erste
Erwärmungseinheit 101, die Abkühleinheit 102 und die zweite
Erwärmungseinheit 103 beiden eine gemeinsame Trägerstruktur 106 auf, an welcher die erste Erwärmungseinheit 101, die Abkühleinheit 102 und die zweite Erwärmungseinheit 103 miteinander befestigt sind. Ferner weist die Durchlaufofenanlage 100 eine gemeinsame Förderbahn 107 auf, welche sich durch die erste Erwärmungseinheit 101, die Abkühleinheit 102 und die zweite Erwärmungseinheit 103 erstreckt, wobei die Förderbahn 107 derart
ausgebildet ist, dass das Metallbauteil 110 entlang der Förderbahn 107 in Förderrichtung 109 durch die erste Erwärmungseinheit 101, die Abkühleinheit 102 und die zweite Erwärmungseinheit 103 zur Wärmebehandlung
durchführbar ist.
Die Durchlaufofenanlage 100 ist eine kontinuierliche
Wärmebehandlungsanlage, bei welcher das Metallbauteil 110 entlang einer Förderrichtung 109 kontinuierlich oder sequenziell durch die
Wärmebehandlungsstufen geführt wird. Dabei kann das Metallbauteil 110 Kontakt behaftet zum Beispiel entlang von Rollen 108 befördert werden oder kontaktfrei in einem schwebenden Zustand befördert werden.
Das Metallbauteil 110 ist insbesondere ein Aluminiumband, welches
kontinuierlich durch die Durchlaufofenanlage 100 befördert wird. Das kaltgewalzte Aluminiumband 110 wird zuerst in einer Heizzone I in der ersten Erwärmungseinheit 101 lösungsgeglüht, um die erforderlichen metallurgischen Bedingungen zu erreichen. Das Aluminiumband 110 wird in einer Spule von einer Kaltwalzanlage zur ersten Erwärmungseinheit 101, zum Beispiel einem kontinuierlichen Glüh- und Lösungswärmebehandlungsofen überführt.
Die Erwärmung des Aluminiumbandes 110 in der ersten Erwärmungseinheit 101 erfolgt beispielsweise durch Aufblasen von Heißluft durch mehrere Düsenkästen auf das Aluminiumband 110 in vertikaler Richtung von oben und unten.
Die Glühwärmebehandlung des Aluminiumbandes 110, führt zu einer
Rückgewinnung und Rekristallisation des kaltgewalzten Zustandes mit resultierender feinkörniger Gefügestruktur im Metallbauteil 110. Bei der Lösungswärmebehandlung werden zusätzlich zur Glühung auch die
Hauptstabilitätsphase gelöst wird und das Metallbauteil 110 mit gelösten Stoffen angereichert wird.
In der Abkühlzone II befindet sich die Abkühleinheit 102, welche unmittelbar nach der ersten Erwärmungseinheit 101 angeordnet wird, sodass das
Aluminiumband von der entsprechenden Austrittstemperatur aus der ersten Erwärmungseinheit 101 im Bereich von 350 °C bis 700 °C auf 70 °C bis 250 °C abkühlbar ist. In dem beispielhaften Temperaturverlauf wie in Fig. 2 dargestellt wird in der Heizzone I das Aluminiumband 110 zunächst auf 55 °C erwärmt und anschließend in der Abkühlzone II auf 70 °C abgekühlt.
In der Abkühleinheit 102 können ebenso Düsensysteme angeordnet werden, durch die ein Kühlfluid, wie beispielsweise Luft oder Wasser bzw. ein
Luft/Wassergemisch, auf das Aluminiumband 110 strömen kann. Die Festigkeit des Aluminiumbandes 110 wird weiter erhöht, indem nach der Abkühleinheit 102 ein erneutes Erwärmen in der Erwärmungszone IV durchgeführt wird, in welcher die zweiten Erwärmungseinheit 103 vorgesehen ist. Dabei wird das Metallbauteil nach dem Abkühlen in der ersten
Abkühleinheit 102 und beispielsweise nach einer gewissen Haltezeit in der Haltezone III einer Wärmebehandlung ausgesetzt, bis das Aluminiumband 110 erneut eine Temperatur von ungefähr 52 °C aufweist. Aufgrund einer kurzen Dauer der Wärmebehandlung in der zweiten Erwärmungseinheit 103 von beispielsweise 15 Sekunden bis 30 Sekunden sieht das Temperatur-Zeit-Profil wie eine Spitze aus. Deshalb wird es als„Spiking"-Wärmebehandlung bezeichnet.
Die Durchlaufofenanlage 100 weist ferner eine Halteeinheit 104 in der
Haltezone III auf zum Halten einer Temperatur von 70 °C bis 150 °C des Aluminiumbandes 110. Die Halteeinheit 104 ist zwischen der Abkühleinheit 102 und der zweiten Erwärmungseinheit 103 angeordnet, wobei die
Halteeinheit 104 an die Trägerstruktur 106 gekoppelt ist und wobei sich die Förderbahn 107 durch die Halteeinheit 104 erstreckt.
Während dieser Haltezeit von beispielsweise 15 Sekunden bis 3 Minuten auf einer konstanten Temperaturbeginnen sich die gelösten Stoffe und Leerstellen in dem Aluminiumband zu gruppieren und sich zu Kernen zu entwickeln.
Ferner weist die Durchlaufofenanlage 100 eine weitere Abkühleinheit 105 in der weiteren Abkühlzone V auf, in welcher das Metallbauteil von 150 °C bis 270 °C auf 70 °C bis 150 °C abkühlbar ist. Die weitere Abkühleinheit 105 ist in Förderrichtung 109 nach der zweiten Erwärmungseinheit 103 angeordnet, wobei die weitere Abkühleinheit 105 an die Trägerstruktur 106 gekoppelt ist und wobei sich die Förderbahn 107 durch die weitere Abkühleinheit 105 erstreckt. Nach der weiteren Abkühleinheit 105 kann das Aluminiumband 110 weiterverarbeitet werden oder gegebenenfalls weiteren
Wärmebehandlungsschritten, wie beispielsweise der weiteren Haltezone VI und der weiteren Erwärmungszone VII (siehe Fig. 4 und 5) zugeführt werden.
Die erste Erwärmungseinheit 101, die Abkühleinheit 102, die Halteeinheit 104, die zweite Erwärmungseinheit 103 sowie die weitere Abkühleinheit 105 sind an einer gemeinsamen Trägerstruktur 106 befestigt. Die Trägerstruktur 106 besteht beispielsweise aus Trägerbalken und weist beispielsweise ein schützendes Rahmentragwerk auf.
Die Förderbahn 107 verläuft durchgängig von dem Eingang in die
Durchlaufofenanlage 100 bis zu einem Ende der Durchlaufofenanlage 100. Die Förderbahn 107 weist zumindest in einem Abschnitt Rollen 108 auf, entlang welcher das Aluminiumband 110 in Förderrichtung bewegbar ist. Zudem oder alternativ weist die Förderbahn 107 zumindest in einem Abschnitt
Schwebedüsen auf, wobei die Schwebedüsen eingerichtet sind, ein Fluid, insbesondere Luft, gegen eine Unterseite des Aluminiumbandes 110 zu strömen, damit das Aluminiumband 110 schwebend in Förderrichtung 109 durch den Abschnitt förderbar ist.
Fig. 3 zeigt ein Weg/Temperaturdiagramm, in welchen die Temperaturverläufe eines Metallbauteils 110 entlang einer Wegstrecke innerhalb der
Durchlaufofenanlage 100 aus Fig. 1 abgebildet sind. In dem in Fig. 3
dargestellten Diagrammen wird die Entfernung ab dem Ausgang der ersten Erwärmungseinheit 101 abgebildet, sowie die entsprechenden zugehörigen Temperaturverläufe. In dem abgebildeten Diagramm werden
Temperaturverläufe von Aluminiumbändern 110 mit eine Dicke von 1 mm dargestellt, welche mit einer Geschwindigkeit von 78 m/min die
Durchlaufofenanlage 100 entlang der Förderrichtung 109 durchlaufen. Die in Fig. 3 nicht dargestellte erste Erwärmungseinheit 101 weist entlang der Förderrichtung 109 eine Länge von 50 m bis 65 m auf. Am Ende der ersten Heizzone I weist das Aluminiumband somit eine Temperatur von ca. 550 °C auf.
In der zweiten Abkühlzone II wird mittels der Abkühleinheit 102 das
Aluminiumband 110 von 550 °C auf 150 °C abgekühlt. Die Abkühleinheit 102 weist entlang der Förderrichtung 109 eine Länge von 12 m auf.
In der Haltezone III wird mittels der Halteeinheit 104 die Temperatur des Aluminiumbandes 110 ungefähr konstant gehalten, wobei dennoch eine moderate Abkühlung von 150 °C auf 80 °C stattfinden kann. Die Halteeinheit 104 weist entlang der Förderrichtung 109 eine Länge ca. 14 m auf.
In der Erwärmungszone IV wird mittels der zweiten Erwärmungseinheit 103 die Temperatur des Aluminiumbandes 110 von 80 °C auf einer 50 °C erwärmt. Die zweite Erwärmungseinheit 103 weist entlang der Förderrichtung 109 eine Länge von ca. 13 m auf.
In der weiteren Abkühlzone V wird mittels der weiteren Abkühleinheit 105 die Temperatur des Aluminiumbandes 110 von 250 °C auf ca. 60 °C abgekühlt.
Die weitere Abkühleinheit 105 weist entlang der Förderrichtung 109 eine Länge von ca. 20 m auf.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen schematische Weg/Temperaturdiagramme, in welchen beispielhafte Temperaturverläufe eines Metallbauteils 110 während des Durchlaufens einer Durchlaufofenanlage 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgebildet sind.
In dem Weg/Temperaturdiagramme in Fig. 4 wird ein Temperaturverlauf eines 1,2 mm dicken Aluminiumbandes dargestellt, welches mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min eine erfindungsgemäße Durchlaufofenanlage 100 durchläuft.
In der ersten Heizzone I ist die erste Erwärmungseinheit 101 vorgesehen, welche das Aluminiumband 110 auf ca. 550 °C erwärmt und diese Temperatur für ca. 10 Sekunden hält.
Anschließend beginnt die Abkühlzone II wobei in einer ersten Stufe die
Temperatur des Aluminiumbandes 110 von 550 °C auf 300 °C und in einem zweiten Schritt Temperatur von 300 °C auf weniger als 80 °C am Ausgang der Abkühlzone II eingestellt wird. Beispielsweise kann bei einer Wanddicke von 0,5 mm bis 1,2 mm eine Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 50 °C pro Sekunde erreicht werden uns bei einer Materialdicke des Bandes von 1,3 mm bis 4,2 mm eine Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 30 °C pro Sekunde erreicht werden.
In der Haltezone III wird die Temperatur des Aluminiumbandes 110 auf ca. 80 °C gehalten.
In der Erwärmungszone IV ist wird die Temperatur des Aluminiumbandes 110 mittels der zweiten Erwärmungseinheit 103 auf ungefähr 250 °C eingestellt.
Anschließend wird in der weiteren Abkühlzone V die Temperatur des
Aluminiumbandes 110 von 250 °C auf 60 °C abgekühlt. Dabei kann
beispielsweise eine Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 5 °C pro Sekunde angewandt werden.
Nach dem Abkühlen des Aluminiumbandes 110 in der weiteren Abkühlzone V, kann das Aluminiumband beispielsweise für ungefähr 15 Minuten in einer weiteren Haltezone VI auf der Ausgangstemperatur von 60 °C gehalten werden. Anschließend können weitere Verarbeitungsschritte durchgeführt werden. Beispielsweise kann in einer weiteren Erwärmungszone VII die Temperatur zwischen 50 °C und 100 °C eingestellt werden und ein Walzprozess des Aluminiumbandes 110 durchgeführt werden. Beispielsweise kann ferner in einem weiteren Wärmebehandlungsschritt Farbe bzw. eine weitere Legierung in dem Aluminiumband 110 eingebrannt werden.
In dem Weg/Temperaturdiagramme in Fig. 5 wird ein Temperaturverlauf eines 1,2 mm dicken Aluminiumbandes dargestellt, welches mit einer
Geschwindigkeit von 60 m/min eine erfindungsgemäße Durchlaufofenanlage 100 durchläuft.
In der ersten Heizzone I ist die erste Erwärmungseinheit 101 vorgesehen, welche das Aluminiumband 110 auf ca. 550 °C erwärmt und diese Temperatur für ca. 10 Sekunden hält.
Anschließend beginnt die Abkühlzone II, wobei in einer ersten Stufe die Temperatur des Aluminiumbandes 110 von 550 °C auf 300 °C und in einem zweiten Schritt Temperatur von 300 °C auf ca. 220 °C am Ausgang der Abkühlzone II eingestellt wird. Beispielsweise kann bei einer Wanddicke von 0,5 mm bis 1,2 mm eine Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 50 °C pro Sekunde erreicht werden uns bei einer Materialdicke des Bandes von 1,3 mm bis 4,2 mm eine Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 30 °C pro Sekunde erreicht werden.
Die Haltezone III und die Erwärmungszone IV halten das Aluminiumband 110 nahezu auf einer konstanten Temperatur bzw. erhöhen die Temperatur des Aluminiumbandes 110 moderat auf ca. 250 °C an dem Ausgang der
Erwärmungszone IV. Anschließend wird in der weiteren Abkühlzone V die Temperatur des
Aluminiumbandes 110 von 250 °C auf 60 °C abgekühlt. Dabei kann
beispielsweise eine Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 5 °C pro Sekunde angewandt werden.
Nach dem Abkühlen des Aluminiumbandes 110 in der weiteren Abkühlzone V, kann das Aluminiumband beispielsweise für ungefähr 15 Minuten in einer weiteren Haltezone VI auf der Ausgangstemperatur von 60 °C gehalten werden.
Anschließend können weitere Verarbeitungsschritte durchgeführt werden. Beispielsweise kann in einer weiteren Erwärmungszone VII die Temperatur zwischen 50 °C und 100 °C eingestellt werden und ein Walzprozess des Aluminiumbandes 110 durchgeführt werden. Beispielsweise kann ferner in einem weiteren Wärmebehandlungsschritt Farbe bzw. eine weitere Legierung in dem Aluminiumband 110 eingebrannt werden.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben
beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen. Bezuaszeichenliste:
100 Durchlaufofenanlage
101 erste Erwärmungseinheit
102 Abkühleinheit
103 zweite Erwärmungseinheit
104 Halteeinheit
105 weitere Abkühleinheit
106 Trägerstruktur
107 Förderbahn
108 Rollen
109 Förderrichtung
110 Metallbauteil
I Heizzone
II Abkühlzone
111 Haltezone
IV Erwärmungszone
V weitere Abkühlzone
VI weitere Haltezone
VII weitere Erwärmungszone

Claims

Patentansprüche
1. Durchlaufofenanlage (100) zum Wärmebehandeln eines Metallbauteils (110), insbesondere eines Aluminiumbandes, die Durchlaufofenanlage (100) aufweisend
eine erste Erwärmungseinheit (101), in welcher das Metallbauteil (110) zum Lösungsglühen auf eine erste Temperatur im Bereich von 300 °C bis 750 °C erwärmbar ist,
eine Abkühleinheit (102), in welcher das Metallbauteil (110) von 300 °C bis 750 °C auf 70 °C bis 250 °C abkühlbar ist,
eine zweite Erwärmungseinheit (103), in welcher das Metallbauteil (110) auf 150 °C bis 290 °C erwärmbar ist,
wobei die erste Erwärmungseinheit (101), die Abkühleinheit (102) und die zweite Erwärmungseinheit (103) eine gemeinsame Trägerstruktur (106) aufweisen, an welcher die erste Erwärmungseinheit (101), die Abkühleinheit (102) und die zweite Erwärmungseinheit (103) miteinander befestigt sind, eine gemeinsame Förderbahn (107), welche sich durch die erste
Erwärmungseinheit (101), die Abkühleinheit (102) und die zweite
Erwärmungseinheit (103) erstreckt,
wobei die Förderbahn (107) derart ausgebildet ist, dass das Metallbauteil (110) entlang der Förderbahn (107) in Förderrichtung (109) durch die erste Erwärmungseinheit (101), die Abkühleinheit (102) und die zweite
Erwärmungseinheit (103) zur Wärmebehandlung durchführbar ist.
2. Durchlaufofenanlage (100) gemäß Anspruch 1,
wobei die Förderbahn (107) zumindest in einem Abschnitt Rollen (108) aufweist, entlang welcher das Metallbauteil (110) in Förderrichtung (109) bewegbar ist.
3. Durchlaufofenanlage (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Förderbahn (107) zumindest in einem Abschnitt Schwebedüsen aufweist,
wobei die Schwebedüsen eingerichtet sind, ein Fluid, insbesondere Luft, gegen eine Unterseite des Metallbauteils (110) zu strömen, damit das Metallbauteil (110) schwebend in Förderrichtung (109) durch den Abschnitt förderbar ist.
4. Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Erwärmungseinheit (101) entlang der Förderrichtung (109) eine Länge von 40 m bis 75 m oder 20 m bis 90 m oder von 40 m bis 120 m aufweist.
5. Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abkühleinheit (102) entlang der Förderrichtung (109) eine Länge von 5 m bis 35 m, insbesondere 12 m bis 18 m, oder von 1 m bis 35 m oder von 5 m bis 50 m aufweist.
6. Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Erwärmungseinheit (103) entlang der Förderrichtung (109) eine Länge von 5 m bis 25 m, insbesondere 12 m bis 15 m, oder lm oder 2 m bis 25 m oder von 5 m bis 50 m aufweist.
7. Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Erwärmungseinheit (101) konfiguriert ist, das Metallbauteil (110) mittels Brenngas, mittels einer Kontaktheizung, mittels einer
Induktionsheizung, mittels einer Konvektionsheizung, mittels einer
Wirbelstromheizung, mittels einem elektrisches Heizregister, mittels einer Infrarotheizung oder mittels einer Wärmestrahlungsheizung zu erwärmen.
8. Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Erwärmungseinheit (103) konfiguriert ist, das Metallbauteil (110) mittels Brenngas, mittels einer Kontaktheizung, mittels einer Induktionsheizung, mittels einer Konvektionsheizung, mittels einer
Wirbelstromheizung, mittels einem elektrisches Heizregister, mittels einer Infrarotheizung oder mittels einer Wärmestrahlungsheizung.
9. Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Abkühleinheit (102) Düsen für ein Kühlmedium, insbesondere Luft oder Wasser, zum Abkühlen des Metallbauteils (110) aufweist.
10. Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend
eine Halteeinheit (104) zum Halten einer Temperatur von 70 °C bis 250 °C des Metallbauteils (110),
wobei die Halteeinheit (104) zwischen der Abkühleinheit (102) und der zweiten Erwärmungseinheit (103) angeordnet ist,
wobei die Halteeinheit (104) an die Trägerstruktur (106) gekoppelt ist, wobei sich die Förderbahn (107) durch die Halteeinheit (104) erstreckt.
11. Durchlaufofenanlage (100) gemäß Anspruch 10,
wobei die Halteeinheit (104) entlang der Förderrichtung (109) eine Länge von 5 m bis 25 m, insbesondere 12 m bis 15 m, aufweist.
12. Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend
eine weitere Abkühleinheit (105), in welcher das Metallbauteil (110) von 150 °C bis 270 °C auf 70 °C bis 150 °C abkühlbar ist,
wobei die weitere Abkühleinheit (105) in Förderrichtung (109) nach der zweiten Erwärmungseinheit (103) angeordnet ist,
wobei die weitere Abkühleinheit (105) an die Trägerstruktur (106) gekoppelt ist,
wobei sich die Förderbahn (107) durch die weitere Abkühleinheit (105) erstreckt.
13. Durchlaufofenanlage (100) gemäß Anspruch 12,
wobei die weitere Abkühleinheit (105) entlang der Förderrichtung (109) eine Länge von 18 m bis 22 m, insbesondere 20 m, aufweist.
14. Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Förderbahn (107) derart konfiguriert ist, dass eine
Fördergeschwindigkeit der Förderbahn (107) zwischen 60 m/min und 90 m/min, insbesondere zwischen 70 m/min und 80 m/min einstellbar ist.
15. Verfahren zum Wärmebehandeln eines Metallbauteils (110),
insbesondere eines Aluminiumbandes, mittels einer Durchlaufofenanlage (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, das Verfahren aufweisend
Erwärmen des Metallbauteils (110) zum Lösungsglühen auf eine erste Temperatur im Bereich von 300 °C bis 750 °C in der ersten
Erwärmungseinheit (101),
Abkühlen des Metallbauteils (110) von 300 °C bis 750 °C auf 70 °C bis 250 °C in der Abkühleinheit (102),
Erwärmen des Metallbauteils (110) auf 150 °C bis 290 °C in der zweiten Erwärmungseinheit (103),
wobei das das Metallbauteil (110) entlang der Förderbahn (107) in
Förderrichtung (109) durch die erste Erwärmungseinheit (101), die
Abkühleinheit (102) und die zweite Erwärmungseinheit (103) zur
Wärmebehandlung durchgeführt wird.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021027810A (ja) 2019-08-09 2021-02-25 本田技研工業株式会社 作業機
WO2022110167A1 (zh) * 2020-11-30 2022-06-02 苏州中门子工业炉科技有限公司 气垫和辊子复合式铝带卷材的连续固溶热处理设备及工艺
CN113235025A (zh) * 2021-05-19 2021-08-10 江苏凯乐金属科技有限公司 一种铝卷连续淬火工艺
DE102021130814A1 (de) 2021-11-24 2023-05-25 Otto Junker Gesellschaft mit beschränkter Haftung Wärmebehandlungsanlage mit einem Ofen und einer Kühlsektion sowie Verfahren zur Wärmebehandlung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3135633A (en) * 1959-09-08 1964-06-02 Duralumin Heat treatment process improving the mechanical properties of aluminiummagnesium-silicon alloys
US4401484A (en) * 1980-01-18 1983-08-30 Daidotokushuko Kabushikikaisha Method for heat treatment of metal strips
EP1146305A1 (de) * 2000-04-11 2001-10-17 Siempelkamp Handling Systeme GmbH & Co. Vorwärmtechnik mit Leistungsdrosselung bei Betriebsunterbrechungen
DE102005045340A1 (de) * 2004-10-05 2006-04-06 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Verfahren zur Wärmebehandlung eines Aluminiumlegierungselements

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5167212A (ja) 1974-12-09 1976-06-10 Daido Steel Co Ltd Funikinetsushorirono sosahoho
US4808247A (en) 1986-02-21 1989-02-28 Sky Aluminium Co., Ltd. Production process for aluminum-alloy rolled sheet
US5616189A (en) 1993-07-28 1997-04-01 Alcan International Limited Aluminum alloys and process for making aluminum alloy sheet
BR9508997A (pt) 1994-09-06 1997-11-25 Alcan Int Ltd Processo de tratamento térmico para chapa de liga de aluminio
US5718780A (en) 1995-12-18 1998-02-17 Reynolds Metals Company Process and apparatus to enhance the paintbake response and aging stability of aluminum sheet materials and product therefrom
US5700424A (en) 1996-03-06 1997-12-23 Sky Aluminium Co., Ltd. System for preparing aluminum alloy strip having improved formability and bake hardenability
EP1190109B1 (de) 1999-05-14 2003-11-19 Alcan International Limited Wärmebehandlung für geformte produkte aus aluminium-legierung
US6406571B1 (en) 1999-05-14 2002-06-18 Alcan International Limited Heat treatment of formed aluminum alloy products
TW200530406A (en) 2003-12-26 2005-09-16 Nippon Light Metal Co Method for producing Al-Mg-Si based aluminum alloy plate excellent in bake-hardenability
WO2006005573A1 (en) 2004-07-09 2006-01-19 Corus Aluminium Nv Process for producing aluminium alloy sheet material with improved bake-hardening response
US7491278B2 (en) 2004-10-05 2009-02-17 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Method of heat treating an aluminium alloy member and apparatus therefor
AT506727B1 (de) 2008-05-09 2010-10-15 Amag Rolling Gmbh Verfahren zur wärmebehandlung eines walzguts aus einer aushärtbaren aluminiumlegierung
JP4977878B2 (ja) * 2009-10-27 2012-07-18 Ｊｆｅスチール株式会社 連続焼鈍炉のガスジェット冷却装置
CN101914736B (zh) 2010-08-12 2012-05-09 浙江浩大工业炉有限公司 一种连续退火炉
DE102012101018B3 (de) * 2012-02-08 2013-03-14 Thyssenkrupp Nirosta Gmbh Verfahren zum Schmelztauchbeschichten eines Stahlflachprodukts
DE102012110010B4 (de) * 2012-10-19 2016-09-01 Bwg Bergwerk- Und Walzwerk-Maschinenbau Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung eines Metallbandes
EP3006579B2 (de) 2014-12-11 2022-06-01 Aleris Aluminum Duffel BVBA Verfahren zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Aluminiumlegierungsblechmaterial der 7000-Gruppe
CN107254646B (zh) * 2017-06-13 2019-07-02 山东南山铝业股份有限公司 提高6000系铝合金自然时效稳定性的热处理方法及铝合金板材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3135633A (en) * 1959-09-08 1964-06-02 Duralumin Heat treatment process improving the mechanical properties of aluminiummagnesium-silicon alloys
US4401484A (en) * 1980-01-18 1983-08-30 Daidotokushuko Kabushikikaisha Method for heat treatment of metal strips
EP1146305A1 (de) * 2000-04-11 2001-10-17 Siempelkamp Handling Systeme GmbH & Co. Vorwärmtechnik mit Leistungsdrosselung bei Betriebsunterbrechungen
DE102005045340A1 (de) * 2004-10-05 2006-04-06 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Verfahren zur Wärmebehandlung eines Aluminiumlegierungselements

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