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Verfahren zur Herstellung von Leichtmetall-Tiefziehblechen Die Herstellung
von Werkstücken durch Tiefziehverfahren hat in den letzten Jahren auch bei Leichtmetallblechen
außerordentlichen Umfang angenommen, nachdem sie für Stahlbleche, vor allem im Flugzeugbau,
schon vorher in größerem Umfange eingeführt worden war. Die Forderung, durch Tiefziehverfahren
gut verarbeitbar zu, sein, stellt nun ganz bestimmte Bedingungen, welche von sogenannten
Tiefziehblechen erfüllt werden müssen. Neben der Forderung einer ausreichenden Festig-,
keit und Streckgrenze, die selbstverständlich durch den Verwendungszweck gegeben
ist, und neben dem Verlangen einer ausreichenden Verformbarkeit, die es ermöglicht,
die eigentliche Formgebung beim Tiefziehen ohne Bruch des Materials durchzuführen,
sind von Wichtigkeit ganz bestimmte Forderungen an das Rekristallisationsverhalten
des Werkstoffes. Um diese zu erkennen, ist es zweckmäßig, den üblichen Herstellungsgang
eines Tiefziehteiles zu betrachten. Das Blech, im allgemeinen handelt es sich dabei
vm vergütb-are Legierungen auf' Aluminiumbasis, die in den meisten Fällen der Gattung
Al-Cu-Mg angehören, wird vom Halbzeugwerk in vergütetem Zustand geliefert. Dieser
Zustand weist zwar hohe Festigkeitswerte, aber ungenügende Verformbarkeit auf. Vor
der Formgebung muß das Blech daher wärmebehandelt werden. Im allgemeinen erfolgt
diese Behandlung durch ein erneutes Glühen bei Vergütungstemperatur mit anschließender
Abschreckung. Darauf wird
das Blech so weit verformt, als es sein
Verformungsvermögen zuläßt. Meist ist es nicht möglich, mit einer einzigen Verformung
schon die gewünschte Endform des Werkstückes herzustellen. Ehe das Verformungsvermögen
vollkommen erschöpft ist, was gleichbedeutend mit einem; Reißen des Bleches wäre,
wird dieVerformung abgebrochen und das Werkstück abermals bei Vergütungstemperatur
geglüht und abgeschreckt, wodurch es seine volle Verformbarkeit wieder erhält.
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Es wird nun der Verformungsvorgang weitergeführt; bei sehr komplizierten
Formen kommen in der Praxis bis zu fünf Verfarmüngsstufen mit zwischengelegten Vergütungsglühungen
in Frage.
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Die Erweichung bei den Zwischenglühungen erfolgt durch Rekristallisation,
also durch Neubildung des Kornes; die dabei entstehende Korngröße ist in erster
Linie von der Größe der vorhergehenden Kaltverformung abhängig. Es besteht die allgemeine
Regel, daß das Rekristallisationskorn um so feiner ist, je größer die vorhergehende
Kaltverformung war. Es gibt bestimmte kleinste Verformungen, für welche sich das
größtmögliche Rekristallisationskorn bei einer entsprechenden Glühung einstellt.
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Da die Verformungsgrade beim Tiefziehen im allgemeinen von Ort zu
Ort sehr stark wechseln, muß immer damit gerechnet werden, daß an verschiedenen
Stellen derartige kritische Reckgrade aufgetreten sind, welche bei einer folgenden
Rekristallisationsglühung grobes Korn verursachen können. Derartiges Grobkorn ist
aber äußerst unerwünscht, da es Festigkeit und Streckgrenze vermindert und bei einer
weiteren Verformung Anlaß zu Oberflächenkerben- gibt.
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Es hat sich nun gezeigt, daß die Neigung zur Ausbildung des Kornes
sehr stark von der Vorgeschichte des Bleches abhängt. Es.gibt ganz bestimmte Arbeitsbedingungen
bei der Blechherstellung, die zu einem Blech mit großer Neigung zur Grobkornrekristallisation
führen, während andere Herstellungsbedingungen diese Neigung auszuschalten gestatten.
Es ist vorgeschlagen worden, Bleche nach der letzten Zwischenglühung- vor dem Vergüten
nur um nicht allzu große Beträge, z. B. um 25 % abzuwalzen. Ein anderer Vorschlag,
ein gegen Grobkornbildung immunes Blech: zu erhalten, besteht darin, die Bleche
zwar mit beliebig hohen Abwalzgraden fertigzuwalzen, sie aber vor der Vergütungsglühung
einer Weichglühung bei niedriger Temperatur, beispielsweise zwischen 250
und
¢oo°, zu unterwerfen.
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Beide Verfahren ermöglichen die Herstellung eines Bleches, das in
seinem Rekristallisationsverhalten befriedigt; sie haben aber in betrieblicher Hinsicht
Nachteile. Eine Endabwalzung von beispielsweise 2,5% zwingt eine Glühung einzulegen,
die vom rein walztechnischen Standpunkt aus nicht erforderlich wäre. Das gleiche
gilt für die Weichglühsung vor dem Vergüten. Auch hier muß, eine zusätzliche Glühbehandlung
vorgenommen werden, die die Bereitstellung von Ofenkapazität und außerdem laufend
erhebliche Energiemengen erfordert. Beide Nachteile werden durch die vorliegende
Erfindung vermieden. Erfindungsgemäß wird mindestens zwischen der letzten Anwärmung
des Werkstoffes- im Ofen und dem Ende des Walzens eine von der Legierungszusammensetzung
abhängige tiefste Abwalztemperatur nicht unterschritten. Für Al-Cu-Mg-Legierungen
kann diese tiefste Abwalztemperatur im günstigsten Fall herunter. bis zu etwa i5o°
liegen. Bei diesen Legierungen ist die Temperaturgrenze insbesondere vom Mangangehalt
der Legierung in dem Ssnne abhängig, daß hochmanganhaltige Legierungen, die an sich
geringere Neigung zu Grobkornbildung zeigen, tiefere Endwalztemperaturen von beispielsweise
iSo° zulassen. Manganfreie und manganarme Legierungen erfordern hingegen die Einhaltung
einer höheren Grenze. Bei einem Mangangehalt bis etwa o,8% ist es erforderlich,
Temperaturen von. mindestens 2:S0° einzuhalten. Dies gilt beispielsweise für Legierungen
mit 3,0 bis q.,50/0 Kupfer, o,5 .bis i,5% Magnesium, o bis o,8 0/0 Mangan, Eisen
und Silicium als Verunreinigungen, Rest Aluminium. Bei ihnen hat es sich als besonders
günstig erwiesen, die Endabwalzung bei Temperaturen zwischen 3oo und 35o° vorzunehmen.
Auf diese Weise erhält man beispielsweise Tiefziehbleche, die in ihrem Rekristallisationsverhalten
voll befriedigen. Eine andere Legierung, beispielsweise mit 4o/0 Kupfer, 1,:2'/o
Magnesium, Co Mangan, Rest Aluminium, mit den üblichen Verunreinigungen, läßt Endabwalztemperaturen
bis herunter zu etwa 15o° zu, ohne daß dadurch eine Schädigung des. Rekristallisationsverhaltens
eintritt.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, hei der Herstellung von aushärtbaren
Aluminiumlegierungen der Gattung AI-Cu-Mg zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften
diese nicht in der bisher allgemein üblichen Weise erst warm und dann von einer
gewissen Dicke an kalt zu Ende zu walzen, sondern zumindest den letzten Stich nach
dem üblichen Warm und gegebenenfalls Kaltwalzen in der Wärme vorzunehmen. Als vorzugsweises
Gebiet für die Walztemperatur bei den letzten Stichen ist eine Temperatur von 100
.bis 300° vorgeschlagen worden. Erfindungsgemäß wird dieses Walzverfahren zur Erhöhung
der Immunität gegen Grobkornbildung dahin abgeändert, daß, eine bestimmte untere
Temperaturgrenze zumindest nach dem letzten Zwischenglühen nicht unterschritten
wird. Um gleichzeitig günstigste Festigkeitseigenschaften zu erzielen, ist es ratsam,
das Warmwalzen in diesen letzten Stichen nicht bei unnötig hoher Temperatur durchzuführen,
sondern sich hierbei soweit als möglich in den zur Erzielung guter Festigkeitseigenschaften
vorgeschlagenen Temperaturgrenzen zu halten bzw. sie nur wenig zu überschreiten.
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Bei der Herstellung dicker Bleche ist man gelegentlich schon so vorgegangen,
daß, sie bis zu Ende bei erhöhter Temperatur ohne anschließende Kaltwalzung fertiggestellt
wurden. Für dünne Bleche ist ein solches Verfahren nicht bekannt. Gemäß Erfindung
sollen bestimmte Mindestgrenzen
der Abwalztemperaturen mindestens
bei der Endabwalzung nicht unterschritten werden.