WO2021140163A1 - Blech oder band aus einer aushärtbaren aluminiumlegierung, ein daraus gefertigtes fahrzeugteil, eine verwendung und ein verfahren zur herstellung des blechs oder bands - Google Patents

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Lukas STEMPER
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Definitions

  • US4140556B1 proposes an Al-Mg-aluminum alloy, comprising 3, in order to enable both a high deformability during forming or sheet metal forming as well as a comparatively high strength after a burning cycle (for example in a KTL process) in the case of an aluminum sheet. 5 to 5.5% by weight of Mg, with 0.5 to 2% by weight of Zn and optionally with 0.3 to 1.2% by weight of Cu to be added to the state T4 (solution annealing, quenching with Cold aging).
  • the invention solves the problem set according to the features of claim 1.
  • the above can be further improved when the aluminum alloy contains from 4.5 to 5.0% by weight of Mg.
  • Mg contains from 4.5 to 5.0% by weight of Mg.
  • PBR hardening potential
  • the aluminum alloy can preferably contain from 0.05 to 0.25% by weight of iron (Fe) in order to allow an increased proportion of secondary aluminum in the alloy.
  • a sheet metal or strip according to the invention with a thickness of 0.5 to 4 mm, in particular special from 0.8 to 2.5 mm, can also be especially suitable for the production of molded parts of a vehicle, for example a motor vehicle.
  • the aluminum alloy of the sheet or strip has a density of Guinier-Preston I zones (GPI zones) of at most 5.0 ⁇ 10 23 GPI zones / m 3 with at least 700 atoms per GPI zone .
  • Advantageous process conditions can emerge if the solution annealing takes place at 450.degree. C. to 500.degree. C., in particular or, for example, at 460.degree. C. to 490.degree. Recrystallization can also occur in the course of the solution treatment.
  • rolled semi-finished products namely thin sheets (which can also be wound into a coil), made from various aluminum alloys - using the following process: a. Hot rolling the billet into a hot rolled sheet or strip at 370 ° C to 430 ° C b. Cold rolling of the hot-rolled sheet or strip to a final thickness of 1.2 millimeters (mm) with intermediate annealing at 370 ° C. for 1 hour with subsequent cooling at room temperature c. Heat treatment of the sheet or strip cold-rolled to the final thickness, comprising in the order named: i. Solution heat treatment at 465 ° C ii.
  • the aluminum alloys 2 to 4 according to the invention achieve an unexpectedly high paint bake response (PBR) of up to 195 MPa compared to alloy 1 without the formability (or elongation) in the T4-FH -Condition to deteriorate significantly.
  • PBR paint bake response
  • the alloys according to the invention, in combination with the manufacturing method according to the invention are particularly suitable for molded parts of a body.

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Abstract

Es werden ein Blech oder Band aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung, ein daraus gefertigtes Fahrzeugteil, eine Verwendung und ein Verfahren zur Herstellung des Blechs oder Bands gezeigt. Um eine hohe Lackeinbrennreaktion (PBR) sicherzustellen wird vorgeschlagen, dass die Aluminiumlegierung von 4,0 bis 5,5 Gew.-% Magnesium (Mg) und von 2,5 bis 5,5 Gew.-% Zink (Zn) aufweist und sich im Zustand T4-FH befindet, wobei Gew.-% Magnesium (Mg) > Gew.-% Zink (Zn) ist.

Description

Blech oder Band aus einer aushärtbaren Aluminiumleqierunq, ein daraus gefertigtes
Fahrzeuqteil, eine Verwendung und ein Verfahren zur Herstellung des Blechs oder Bands
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Blech oder Band aus einer aushärtbaren Aluminiumlegie rung, ein daraus gefertigtes Fahrzeugteil, dessen Verwendung und ein Verfahren zur Herstellung des Blechs oder Bands.
Stand der Technik
Um bei einem Aluminiumblech sowohl eine hohe Verformbarkeit beim Umformen bzw. Blechumformen, als auch eine vergleichsweise hohe Festigkeit nach einem Ein brennzyklus (beispielsweise bei einem KTL-Verfahren) zu ermöglichen, schlägt die US4140556B1 vor, eine Al-Mg-Aluminiumlegierung, aufweisend 3,5 bis 5,5 Gew.-% Mg, mit 0,5 bis 2 Gew.-% Zn und gegebenenfalls mit 0,3 bis 1 ,2 Gew.-% Cu zu er gänzen und in den Zustand T4 (Lösungsglühen, Abschrecken mit Kaltauslagerung) überzuführen.
Nachteilig zeigt sich bei der in der US4140556B1 geoffenbarten Legierung im Zu stand T4 kein bzw. ein äußerst geringer RPo,2-Festigkeit-Zugewinn (z. B.: AI4,7Mg1 ,5ZnO,6Cu ca. 5 MPa RPo,2-Festigkeit-Zugewinn) durch den Einbrennzyklus („paint-bake cycle“) - was die Wärme des Einbrennzyklus für eine Festigkeitssteige rung vernachlässigt und damit beispielsweise die Energieeffizienz in der Herstellung von Fahrzeugteilen reduziert.
Zudem ist aus der US20170349989A1 eine Al-Mg-Aluminiumlegierung mit 1 ,75 Gew.-% Mg und 0,78 Gew.-% Cu bekannt, die im Zustand T4-FH, also im Zustand T4 mit einer Stabilisierungsglühbehandlung („pre-aging“), einen RPo,2-Festigkeit-Zu- gewinn durch den Einbrennzyklus („paint-bake cycle“) von ca. 60 MPa erreicht. Diese Lackeinbrennreaktion („Paint Bake Response“ bzw. PBR) ist im Vergleich mit 6xxx- Legierungen im Zustand T4-FH vergleichsweise niedrig, deren PBR bei 100 bis ma ximal 150 MPa RPo,2-Festigkeit-Zugewinn liegt.
Dieser Umstand schließt derzeit Al-Mg-Aluminiumlegierung für Bauteile, die eine hohe Festigkeit im Einsatzzustand benötigen aus - dies, obwohl Al-Mg-Aluminiumle- gierungen im Vergleich mit 6xxx-Legierungen besser umformbar wären.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Al-Mg-Aluminiumlegierung zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Warmaushärtereaktion, insbesondere Lackein brennreaktion (PBR), aufweist. Zudem soll diese Al-Mg-Aluminiumlegierung ver gleichsweise hohe Festigkeiten erreichen können.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe nach den Merkmalen des Anspruchs 1 .
Die in den Legierungselementen von 4,0 bis 5,5 Gew.-% Magnesium (Mg) und von 2,5 bis 5,5 Gew.-% Zink (Zn), ausgewogene Aluminium legierung im Zustand T4-FH, nämlich den Zustand T4 mit einer Stabilisierungsglühbehandlung, wobei Gew.-% Magnesium (Mg) > Gew.-% Zink (Zn) ist, zeigt überraschend eine besonders hohe Warmaushärtereaktion. Beispielsweise kann hierfür diese Stabilisierungsglühbe handlung bei 95 °C bis 125 °C, insbesondere bei 100 °C bis 120 °C, für mindestens 20 min und maximal 10 h, insbesondere für mindestens 2 h und maximal 4 h, erfolgen. So konnte bei einem Blechumformgrad von 2 % mit einer Lackeinbrennreaktion bei 185 °C für 20 Minuten ein RPo,2-Festigkeits-Zugewinn von weit über 150 MPa erreicht werden - was selbst von, auf PBR-optimierten 6xxx Legierungen unbekannt ist. Of fensichtlich reagiert diese Al-Mg-Zn-Legierung im Zustand T4-FH, nämlich die lö sungsgeglühte, beschleunigt abgekühlte (vorzugsweise abgeschreckte), stabilisie- rungsglühbehandelte und kaltausgelagerte Al-Mg-Zn-Legierung, besonders schnell- aushärtend auf ein Lackeinbrennen - beispielsweise durch eine bevorzugte Bildung von stabilen Vorläufern der T-Phase (Mg32(AI,Zn)49 bzw. MgsZ Ab) während der Sta bilisierungsglühbehandlung, welche sich im Zuge des Lackeinbrennen („paint-bake cycle“) zu stark härtend wirkenden Ausscheidungen weiterentwickeln und damit eine besonders starke Lackeinbrennreaktion („Paint Bake Response“ bzw. PBR) hervor- rufen. Gleichzeitig wird durch die Bildung ebenjener Phasen bzw. Clustern im Grö ßenbereich von 1 bis 10 nm die Ausscheidung von S-Phase und ß-Phase aufgrund des, vergleichsweise hohen Zn-Gehalts unterdrückt. Im Gegensatz zu einem nicht stabilisierungsglühbehandelten Blech oder Band ermöglichen diese erzeugten Pha sen bzw. Cluster eine deutliche Festigkeitssteigerung im Zuge einer Warmaushär- tereaktion, beispielsweise Lackeinbrennreaktion bei 185 °C für 20 Minuten. Außerdem ist diese erfindungsgemäße Aluminiumlegierung im Zustand T4-FH auf grund der vergleichsweise hohen Warmaushärtereaktion energieeffizient in der Aus nützung der zur Verfügung stehenden Wärmeenergien in nachfolgenden Herstel lungsschritten.
Die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung kann somit eine besonders gute Eignung zur Herstellung eines Formteils eines Fahrzeugs, vorzugsweise Karosserieteils, bei spielsweise der Außenhaut, aufweisen.
Optional kann das Blech oder Band ein oder mehrere Elemente aufweisen: von 0 bis 0,8 Gew.-% Kupfer (Cu) und/oder von 0 bis 0,2 Gew.-% Silber (Ag) und/oder von 0 bis 1 ,0 Gew.-% Mangan (Mn) und/oder von 0 bis 0,45 Gew.-% Silizium (Si) und/oder von 0 bis 0,55 Gew.-% Eisen (Fe) und/oder von 0 bis 0,35 Gew.-% Chrom (Cr) und/o der von 0 bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti) und/oder von 0 bis 0,8 Gew.-% Zirkon (Zr) und/o der von 0 bis 1 ,0 Gew.-% Hafnium (Hf) und/oder von 0 bis 0,3 Gew.-% Niob (Nb) und/oder von 0 bis 0,25 Gew.-% Tantal (Ta) und/oder von 0 bis 0,2 Gew.-% Vanadium (V).
Als Rest weist die Aluminiumlegierung Aluminium sowie herstellungsbedingt unver meidbare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-% auf. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass unter Fahrzeug beispielsweise ein Land-, Was ser- und/oder Luftfahrzeug zu verstehen ist.
Bekanntermaßen wird zum Erreichen des Zustands T4-FH die Legierung zusätzlich zu einer T4 Behandlung (= lösungsgeglüht mit Kaltauslagerung bzw. Kaltaushärtung) einer Wärmebehandlung, beispielsweise einem Wärmestoß, nach dem Lösungsglü hen und beschleunigten Abkühlen unterworfen und danach kaltausgelagert.
Weitere Beispiele für solch eine Stabilisierungsglühbehandlung sind aus der Literatur (vgl. Friedrich Ostermann: Anwendungstechnologie Aluminium, 3. Auflage, Erschei nungsjahr 2014, ISBN 987-3-662-43806-0, Seite 138), DE112011103667T5 bekannt - welche Stabilisierungsglühbehandlung auch als Vorauslagerungsbehandlung oder als „pre-aging“ bekannt ist.
Aus Friedrich Ostermann, Anwendungstechnologie Aluminium, 3. Auflage, Erschei nungsjahr 2014, ISBN 987-3-662-43806-0, Seite 175 ist zudem Lösungsglühen be kannt, nach dem beim Lösungsglühen eine möglichst vollständige Lösung der an der Aushärtung beteiligten Legierungselemente erreicht wird.
Ein hoher PBR kann ermöglicht werden, wenn die Aluminiumlegierung von 3,0 bis 4,0 Gew.-% Zn, insbesondere von 3,3 bis 3,7 Gew.-% Zn, aufweist - insbesondere, weil in Kombination mit Magnesium ein vergleichsweise sehr günstiges Aushärtepotenzial eingestellt werden kann. Zudem weist die Legierung im Zustand T4-FH eine gegen über einer Zn-freien Legierung eine vergleichsweise hohe Dehngrenze auf, welche nach darauffolgendem Umformen und Lackeinbrennen deutlich erhöht wird.
Vorstehendes ist weiter verbesserbar, wenn die Aluminiumlegierung von 4,5 bis 5,0 Gew.-% Mg aufweist. Dies kann einerseits in Kombination mit Zn zu einem günstigen Aushärtepotenzial, nämlich PBR, und andererseits zu einer sehr guten Umformbar- keit durch das im Al-Mischkristall zwangsgelöste Mg führen.
Dies insbesondere, wenn die Aluminiumlegierung von 0,3 bis 0,6 Gew.-%, insbeson dere 0,4 bis 0,6 Gew.-%, beispielsweise 0,5 bis 0,6 Gew.-%, Cu aufweist. Derart kann beispielsweise eine Erhöhung der Ausscheidungsdichte im Zuge der Sta bilisierungsglühbehandlung erreicht und eine weitere Erhöhung des PBR ermöglicht werden.
Vorzugsweise gilt bei einem Cu-Gehalt von > 0,5 Gew.-%, dass der Gehalt an Zn die Bedingung erfüllt: Zn=7.2-3.4*Cu [Gew.-%]
Vorzugsweise kann die Aluminiumlegierung von 0,1 bis 0,3 Gew.-% Silber (Ag) auf weisen. Dieser vorgeschlagene Gehalt an Ag führt - ähnlich wie bei Cu - zu einer zusätzlich höheren Ausscheidungsdichte im Zuge der Stabilisierungsglühbehandlung - und ermöglicht eine weitere Erhöhung des PBR.
Vorzugsweise kann die Aluminiumlegierung von 0,05 bis 0,25 Gew.-% Eisen (Fe) aufweisen, um einen erhöhten Anteil an Sekundäraluminium an der Legierung zuzu lassen.
Vorzugsweise kann die Aluminiumlegierung von 0,3 bis 1 ,0 Gew.-% Mangan (Mn) aufweisen. Vorzugsweise weist die Aluminiumlegierung von 0,3 bis 0,5 Gew.-% Man gan (Mn) auf. Mit dem vorgeschlagenen Gehalt an Mn kann unter anderem die Mor phologie eisenhaltiger Phasen verändert werden, wodurch diese weniger duktilitäts mindernd wirken. Daneben erlauben erhöhte Mn-Gehalte die Einstellung kleinere Korngrößen, was der Umformbarkeit förderlich sein kann. Zudem kann der Gehalt an Mn zur Einstellung von geeigneten Primärphasen beitragen, Lüderslinien zu unter drücken.
Vorzugsweise kann die Aluminiumlegierung von 0,05 bis 0,15 Gew.-% Titan (Ti) auf weisen, um beispielsweise die Korngröße kontrolliert einzustellen.
Ein erfindungsgemäßes Blech oder Band mit einer Dicke von 0,5 bis 4 mm, insbe sondere von 0,8 bis 2,5 mm, kann sich speziell auch zur Herstellung von Formteilen eines Fahrzeugs, beispielsweise Kraftfahrzeugs, eignen.
Vorzugsweise weist die Aluminiumlegierung des Blechs oder Bands eine Dichte an Guinier-Preston-I-Zonen (GPI-Zonen) von mindestens 0,25 x 1023 GPI-Zonen/m3 mit mindestens 700 Atomen pro GPI-Zone auf, gemessen unter Anwendung der Auswer temethode von Felfer (vgl. P. Felfer, et al. , Detecting and extracting clusters in atom probe data: a simple, automated method using Voronoi cells, Ultram icroscopy 150 (2015) 30-36) auf die mittels Atomsondentomographie (Atomsonde vom Typ LEAP 3000FIR) ermittelten Daten mit Zn als Kernatom für Guinier-Preston-I-Zonen (GPI- Zonen) in Cu-freien Al-Legierungen und Zn+Cu als Kernatome für Cu-haltige Al-Le- gierungen.
Damit kann sichergestellt werden, dass Wachstums- bzw. entwicklungsfähige Vorläu fer der T-Phase (Mg32(AI,Zn)49 bzw. MgsZ Ah) in ausreichender Dichte und Größe vorhanden sind, um den RPo,2-Festigkeits-Zugewinn im Zuge des Einbrennzyklus („paint-bake cycle) sicherzustellen bzw. zu verbessern. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Aluminiumlegierung des Blechs oder Bands eine Dichte an Guinier- Preston-I-Zonen (GPI-Zonen) von mindestens 1 ,5 x 1023 GPI-Zonen/m3 mit mindes tens 700 Atomen pro GPI-Zone aufweist.
Ausreichend kann zudem sein, wenn die Aluminiumlegierung des Blechs oder Bands eine Dichte an Guinier-Preston-I-Zonen (GPI-Zonen) von höchstens 5,0 x 1023 GPI- Zonen/m3 mit mindestens 700 Atomen pro GPI-Zone aufweist.
Insbesondere kann sich das erfindungsgemäße Blech oder Band für ein Fahrzeugteil, vorzugsweise Karosserieteil eignen.
Ein Blech oder Band, das Formteile mit komplexer Geometrie und hoher Streck grenze RPo,2 ermöglicht, kann hergestellt werden, indem folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
Warmwalzen eines Walzbarrens zu einem warmgewalzten Blech oder Band; Kaltwalzen des warmgewalzten Blechs oder Bands auf eine Enddicke, optional mit einem Zwischenglühen des Blechs oder Bands,
Wärmebehandlung des auf die Enddicke kaltgewalzten Blechs oder Bands, wo bei die Wärmebehandlung umfasst:
Lösungsglühen mit nachfolgendem, beschleunigtem Abkühlen, Stabilisierungsglühbehandlung des beschleunigt abgekühlten Blechs oder Bands und
Kaltauslagerung des stabilisierungsglühbehandelten Blechs oder Bands. Erfindungsgemäß kann durch die Stabilisierungsglühbehandlung der erfindungsge mäßen Legierung deren schnelle Aushärtekinetik, hervorgerufen durch die Bildung stabiler Keime, welche für die starke Warmaushärtereaktion, insbesondere Lackein brennreaktion, verantwortlich sind, sichergestellt werden.
Vorzugsweise erfolgt die Stabilisierungsglühbehandlung bei 95 °C (Grad Celsius) bis 125 °C für mindestens 20 min (Minuten) und maximal 10 h (Stunden), um durch diese Temperaturführung das Blech oder Band reproduzierbar auf eine vergleichsweise hohe Warmaushärtereaktion, insbesondere Lackeinbrennreaktion (Paint Bake Response bzw. PBR), vorzubereiten. Diese Warmaushärtereaktion, beispielsweise PBR, kann weiter erhöht werden, wenn die Stabilisierungsglühbehandlung bei 100 °C bis 120 °C und/oder für mindestens 2 h und maximal 4 h erfolgt.
Als vorteilhafte Verfahrensbedingungen können sich heraussteilen, wenn das Lö sungsglühen bei 450 °C bis 500 °C, insbesondere bzw. beispielsweise bei 460 °C bis 490 °C, erfolgt. Im Zuge des Lösungsglühens kann auch ein Rekristallisieren eintre- ten.
Um ein vergleichsweise hohes Aushärtepotenzial sicherzustellen, erfolgt das be schleunigte Abkühlen mit einer Abkühlrate des Blechs oder Bands von mindestens 10 °C/s. Vorzugsweise erfolgt das beschleunigte Abkühlen mit einer Abkühlrate von mindestens 20 °C/s. Insbesondere ist vorteilhaft, wenn das beschleunigte Abkühlen des Blechs oder Bands mit einer Abkühlrate von mindestens 10 °C/s dann erfolgt, wenn das Blech oder Band eine Temperatur beim Abkühlen unterhalb von 300 °C aufweist. Im Allgemeinen wird erwähnt, dass unter bescheinigtem Abkühlen eine schnellere Abkühlung als eine Abkühlung bei Raumtemperatur und ruhender Luft ist (vgl. Fried rich Ostermann, Anwendungstechnologie Aluminium, 3. Auflage, Erscheinungsjahr 2014: Abkühlen nach dem Lösungsglühen).
Vorzugsweise erfolgt das Warmwalzen bei einer Temperatur des Blechs oder Bands von 310 °C bis maximal 440 °C, um beispielsweise Kantenrissen und Crocodiling beim Warmwalzen sicher zu vermeiden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann da her besonders prozesssicher sein.
Die erfindungsgemäßen Vorteile hinsichtlich hoher Verformbarkeit für komplexe Ge ometrie und hoher Streckgrenze RPo,2, können sich als besonders vorteilhaft heraus steilen, wenn das gegenständliche Aluminiumblech oder -band zum, insbesondere kalten, Umformen, insbesondere Blechumformen, und nachfolgenden Warmaushär- ten, insbesondere Einbrennen, vorzugsweise Lackeinbrennen, zu einem Formteil, insbesondere Fahrzeugteil, vorzugsweise Karosserieteil, beispielsweise der Außen haut, in einem Fahrzeug verwendet wird.
Vorteilhafte Verfahrensverhältnisse können sich ergeben, wenn das Lackeinbrennen bei 150 °C bis 200 °C für mindestens 10 und maximal 30 Minuten, insbesondere bei 170 °C bis 190 °C für mindestens 15 und maximal 25 Minuten, erfolgt.
Zum Nachweis der erzielten Effekte wurden beispielsweise gewalzte Halbzeuge, nämlich Feinbleche (welche auch zu einem Coil aufgewickelt sein können), aus ver schiedenen Aluminiumlegierungen hergestellt - und zwar durch folgendes Verfahren: a. Warmwalzen des Walzbarrens zu einem warmgewalzten Blech oder Band bei 370 °C bis 430 °C b. Kaltwalzen des warmgewalzten Blechs oder Bands auf eine Enddicke 1 ,2 Mil limeter (mm) mit einem Zwischenglühen bei 370 °C für eine 1 h mit anschlie ßender Abkühlung bei Raumtemperatur c. Wärmebehandlung des auf die Enddicke kaltgewalzten Blechs oder Bands, in genannter Reihenfolge umfassend: i. Lösungsglühen bei 465 °C ii. nachfolgendes beschleunigtes Abkühlen (nämlich wasserunterstütztes Abschrecken) mit mindestens 15 °C/s iii. Stabilisierungsglühbehandlung des beschleunigt abgekühlten Blechs oder Bands bei 100 °C für 3 h iv. Kaltauslagerung des stabilisierungsglühbehandelten Blechs oder Bands für 3 Wochen bei Raumtemperatur (20 °C)
Diese Bleche werden nach der Kaltauslagerung im Zustand T4-FH jeweils zu einem Formteil, nämlich Karosserieteil der Außenhaut, durch Kaltblechumformen mit einem Umformgrad von 2 % umgeformt. Nach dem Umformen wurden diese Formteile einer kathodischen Tauchlackierung (KTL) mit einem Einbrennzyklus mit einer Einbrenn temperatur von 185 °C für 20 Minuten (min) unterworfen.
Legierung Mg Mn Zn Cu Si Fe Ag
1 4.7 0.4 - - 0.1 0.2
2 4.7 0.4 3.6 - 0.1 0.2
3 4.7 0.4 3.6 0.6 0.1 0.2
4 _ 4.7 0.4 3.6 0.6 0.1 0.2 0.15
Tabelle 1 : Übersicht zu den untersuchten Legierungen in Gew.%.
Bei der Legierungen 1 handelt es sich um eine bekannte AA5182-Legierung als Re ferenzlegierung. Die Legierungen 2 bis 4 stellen erfindungsgemäße Legierungen dar und enthalten ausgewogene Gehalte an Zn, Zn+Cu bzw. Zn+Cu+Ag.
Alle Legierungen weisen als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeid bare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-% auf. Gegenfalls können die Legierungen 1 bis 4 noch 0,1 Gew.-% Chrom (Cr) enthalten. Die in Tabelle 1 angeführten Legierungen wurden mittels Zugversuch hinsichtlich ih rer mechanischen Kennwerte RPo.2 und Bruchdehnung A untersucht. Die Versuche erfolgten im T4-FH-Zustand sowie nach dem Lackeinbrennzyklus (PB) mit vorausge gangener 2%iger Umformung. Zudem wurde die Dichte an Guinier-Preston-I-Zonen (GPI-Zonen) mit mindestens 700 Atomen pro GPI-Zone gemessen, und zwar unter Anwendung der Auswertemethode von Felfer unter Verwendung der Atomsondento mographie (Atomsonde vom Typ LEAP 3000HR) wie vorstehend bereits beschrieben.
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Wie der Tabelle 2 zu entnehmen, erzielen die erfindungsgemäßen Aluminiumlegie rungen 2 bis 4 im Vergleich zur Legierung 1 eine unerwartet hohe Lackeinbrennreak tion (Paint Bake Response bzw. PBR) von bis zu 195 MPa ohne die Umformbarkeit (bzw. Dehnung) im T4-FH-Zustand wesentlich zu verschlechtern. Aus diesem Grund weisen die erfindungsgemäßen Legierungen in Kombination mit dem erfindungsge mäßen Herstellverfahren eine besonders gute Eignung für Formteile einer Karosserie auf.
In Fig. 1 ist aus dem Zugversuch zu erkennen, dass die Verformbarkeit der erfin dungsgemäßen Legierung 4 im Zustand T4-FH, dargestellt in Fig. 1 als L4(T4-FH), verglichen mit Legierung 1 (AA5182) im Zustand T4-FH, dargestellt in Fig. 1 als L1 (T4-FH), bei erhöhter Festigkeit RPo, 2 nahezu gleich ist.
Umso überraschender ist weiter, dass nach dem Lackeinbrennen die Legierung 4, dargestellt in Fig. 1 als L4(PB), eine dermaßen erhöhte Steigerung der Festigkeit RPo,2 in Vergleich mit Legierung 1 , dargestellt in Fig. 1 als L1 (PB), aufweist. Diese zu Legierung 4 beschriebenen Eigenschaften gilt auch für die anderen erfin dungsgemäßen Legierungen 2 und 3.
Daneben zeigen die erfindungsgemäßen Legierungen ein verspätetes Einsetzten des PLC-Effektes und damit eine Verringerung von Fließfiguren des Typs B.
Außerdem ist in der Tabelle 2 zu erkennen, dass die Legierungen 2 bis 4 im Zustand T4-FH eine zunehmende Dichte an Guinier-Preston-I-Zonen (GPI-Zonen) mit min destens 700 Atomen pro GPI-Zone aufweisen, wobei diese Dichte an Guinier-Pres- ton-l-Zonen (GPI-Zonen) mit mindestens 700 Atomen pro GPI-Zone in Tabelle 2 als GPI-Zone-Dichte* bezeichnet ist.
Bereits eine GPI-Zonen-Dichte* von 1 ,6 x 1023 GPI-Zonen/m3 zeigte einen überra schend hohen RPo,2-Festigkeits-Zugewinn nach dem PB auf über 400 MPa, wie bei Legierung 3 zu erkennen, was bei Legierung 4 noch höher ausfällt.
Bei allen Legierungen 2 bis 4 kann eine maximale Dichte an Guinier-Preston-I-Zonen (GPI-Zonen) von 5 x 1023 GPI-Zonen/m3 mit mindestens 700 Atomen pro GPI-Zone ausreichend sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:
1. Blech oder Band aus einer aushärtbaren Aluminiumlegierung aufweisend von 4,0 bis 5,5 Gew.-% Magnesium (Mg) und von 2,5 bis 5,5 Gew.-% Zink (Zn), wobei Gew.-% Magnesium (Mg) > Gew.-% Zink (Zn) ist, optional bis 0,8 Gew.-% Kupfer (Cu), bis 0,2 Gew.-% Silber (Ag), bis 1,0 Gew.-% Mangan (Mn), bis 0,45 Gew.-% Silizium (Si), bis 0,55 Gew.-% Eisen (Fe), bis 0,35 Gew.-% Chrom (Cr), bis 0,2 Gew.-% Titan (Ti), bis 0,8 Gew.-% Zirkon (Zr), bis 1,0 Gew.-% Hafnium (Hf), bis 0,3 Gew.-% Niob (Nb), bis 0,25 Gew.-% Tantal (Ta) und/oder bis 0,2 Gew.-% Vanadium (V) und als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeidbare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-%, wobei das Blech oder Band den Zustand T4-FH, nämlich den Zustand T4 mit einer Stabilisie rungsglühbehandlung, aufweist.
2. Blech oder Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alumi niumlegierung von 3,0 bis 4,0 Gew.-% Zn aufweist.
3. Blech oder Band nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Alumi niumlegierung von 3,3 bis 3,7 Gew.-% Zn aufweist.
4. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung von 4,5 bis 5,0 Gew.-% Mg aufweist.
5. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung von 0,3 bis 0,6 Gew.-% Cu aufweist.
6. Blech oder Band nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Alumi niumlegierung von 0,4 bis 0,6 Gew.-% Cu, beispielsweise von 0,5 bis 0,6 Gew.-% Cu, aufweist.
7. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung von 0,05 bis 0,25 Gew.-% Eisen (Fe) und/oder von 0,3 bis 1 ,0 Gew.-% Mangan (Mn) und/oder von 0,05 bis 0,15 Gew.-% Titan (Ti) aufweist.
8. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung von 0,1 bis 0,3 Gew.-% Silber (Ag) aufweist.
9. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und mit einer Dicke von 0,5 bis 4 mm, insbesondere von 0,8 bis 2,5 mm.
10. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung eine Dichte an Guinier-Preston-I-Zonen (GPI-Zonen) von mindestens 0,25 x 1023 GPI-Zonen/m3, insbesondere von mindestens 1 ,5 x 1023 GPI-Zonen/m3, mit mindestens 700 Atomen pro GPI-Zone aufweist.
11. Blech oder Band nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Alumi niumlegierung eine Dichte an Guinier-Preston-I-Zonen (GPI-Zonen) von maximal 5,0 x 1023 GPI-Zonen/m3 mit mindestens 700 Atomen pro GPI-Zone aufweist.
12. Fahrzeugteil, vorzugsweise Karosserieteil, aus einem Blech oder Band nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
13. Verfahren zur Herstellung eines Blechs oder Bands nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , aufweisend folgende Verfahrensschritte:
Warmwalzen eines Walzbarrens zu einem warmgewalzten Blech oder Band; Kaltwalzen des warmgewalzten Blechs oder Bands auf eine Enddicke, optional mit einem Zwischenglühen des Blechs oder Bands;
Wärmebehandlung des auf die Enddicke kaltgewalzten Blechs oder Bands, wo bei die Wärmebehandlung umfasst:
Lösungsglühen mit nachfolgendem, beschleunigtem Abkühlen; Stabilisierungsglühbehandlung des beschleunigt abgekühlten Blechs oder Bands;
Kaltauslagerung des stabilisierungsglühbehandelten Blechs oder Bands.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisie rungsglühbehandlung bei 95 °C bis 125 °C, insbesondere bei 100 °C bis 120 °C, für mindestens 20 min und maximal 10 h, insbesondere für mindestens 2 h und maximal 4 h, erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lö sungsglühen bei 450 °C bis 500 °C, insbesondere bei 460 °C bis 490 °C, erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das beschleunigte Abkühlen, insbesondere ab einer Temperatur des Blechs oder Bands unterhalb von 300 °C, mit einer Abkühlrate des Blechs oder Bands von mindestens 10 °C/s, insbesondere von mindestens 20 °C/s, erfolgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmwalzen bei einer Temperatur des Blechs oder Bands von 310 °C bis maxi mal 440 °C erfolgt.
18. Verwendung eines Blechs oder Bands nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum, insbesondere kalten, Umformen, insbesondere Blechumformen, und nachfolgenden Warmaushärten, insbesondere Einbrennen, vorzugsweise Lackeinbrennen, zu einem Formteil, insbesondere Fahrzeugteil, vorzugsweise Karosserieteil, beispielsweise der Außenhaut, in einem Fahrzeug.
19. Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lackeinbrennen bei 150 °C bis 200 °C für mindestens 10 und maximal 30 Minuten, insbesondere bei 170 °C bis 190 °C für mindestens 15 und maximal 25 Minuten, erfolgt.
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