EP0394816A1 - Aluminiumwalzhalbzeug und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Bei Aluminiumwalzprodukten entstanden nach Anwendung üblicher Fertigungsverfahren bei einer Endglühung Körner in der Größenordnung von 15 - 100 µm. Bei genügend hoher Festigkeit ist die Dehnung nicht ausreichend für die Herstelllung von tiefziehbarem Material oder die Festigkeit ist bei ausreichender Dehnung zu gering. Es soll ein Aluminiumwalzhalbzeug hergestellt werden, das ein Korngefüge mit Korngrößen < 15 µm sowie feindispers verteilte rundliche intermetallische Phasen aufweist. Das erfindungsgemäße Aluminiumwalzhalbzeug ist gekennzeichnet durch folgende Legierungszusammensetzung: Fe: 0,7 - 1,15 Gew.-% Mn: 0,5 - 2,0 Gew.-% Si: < 0,6 Gew.-% sonstige Verunreinigungen maximal 0,03 Gew.-%, Rest Aluminium, wobei die Korndurchmesser des Gefüges 5 bis 15 µm und der Anteil stäbchenförmiger intermetallischer Phasen < 5 Vol.-% beträgt. Das Aluminiumwalzhalbzeug wird durch Warmwalzen eines Stranggußbarrens nach einer Homogenisierung bei Temperaturen zwischen 300 und 640°C und anschließendem Kaltwalzen mit nachfolgender Endglühung bei Temperaturen unter 550° C hergestellt. Für die Herstellung von Platesband, Offsetband und Lamellenband aber auch für Verpackungsfolie ist das erfindungsgemäße Aluminiumwalzhalbzeug besonders geeignet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Aluminiumwalzhalbzeug in Form von Blechen, Bänderung oder Folien, bestehend aus einer Aluminium­legierung vom Typ AlFeMn mit einem gleichmäßigen, feinkörnigen Gefüge sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
• Aus Altenpohl "Aluminium von innen betrachtet", 2. Auflage, 1970, S. 102, ist es bekannt, daß man bei der Herstellung von Halbzeug, welches erhöhte Anforderungen an die Umformbarkeit zu erfüllen hat, eine Hochglühung bei Temperaturen zwischen 550 und 630 °C durchführt. Die Glühdauer richtet sich nach der Korngröße und der Diffusionsgeschwindigkeit der maßgeben­den Legierungskomponente. Ist eine Legierungskomponente bei maximal möglicher Hochglühungstemperatur nach dem Zustands­diagramm nicht mehr ganz im Aluminium löslich, so vollzieht sich eine feinverteilte Ausscheidung im Innern und an den Korngrenzen der Gußkörner. Der Einfluß der Abkühlung nach der Hochglühung ist bei einer Legierung mit 1 % Mn, 0,67 % Fe und 0,16 % Si, Rest Al an drei Gefügebildern auf S. 101 dar­gestellt.
• Aus der gleichen Veröffentlichung, letzte Seite, ist eine Übersicht über Vorgänge im Gefüge im Verlauf der wichtigsten Stadien der Fertigung von Walzhalbzeugen bekannt. Nach dem Kaltverformen wird danach zur Verbesserung der Verformbarkeit üblicherweise eine Weichglühung bei Temperaturen von ca. 250 - 500 °C durchgeführt. Durch Rekristallisation wird die Verformungsverfestigung beseitigt und im Mikrogefüge treten zahlreiche feine Einlagerungen von Legierungsmetallen auf, die sich bei der Weichglühung ausscheiden.
• Bei Aluminiumwalzprodukten der bekannten Legierung entstehen nach Anwendung üblicher Fertigungsverfahren bei einer Endglühung Körner in der Größenordnung von 15 - 100 µm, wobei als Korn­größe jeweils der durchschnittliche Durchmesser aller vorliegen­den Körner angegeben ist.
• Außerdem ist das Entfestigungsverhalten derart, daß Werkstoffzu­stände mit hohen Festigkeitswerten und gleichzeitig hohen Deh­nungswerten nur unter Einsatz besonderer Maßnahmen wie z.B. hohe Abkühlungsgeschwindigkeit erreicht werden. Üblicherweise ist die Dehnung bei genügend hoher Festigkeit nicht ausreichend für die Herstellung von tiefziehbarem Material, wie z.B. Platesband oder die Festigkeit ist bei ausreichender Dehnung zu gering.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Aluminiumwalz­halbzeug der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, das ein Korngefüge mit Korngrößen <15 µm sowie feindispers verteilte rundliche intermetallische Phasen aufweist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.
• Es hat sich gezeigt, daß unter Einhaltung der erfindungsgemäß genannten Bedingungen ein besonders feinkörniges Gefüge ent­steht, das sich für viele Anwendungsfälle, insbesondere für die Herstellung von Platesband, Offsetband und Lamellenband aber auch für Verpackungsfolie eignet.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungs­beispielen näher erläutert:
• Es wird eine Al-Legierung mit 1 % Fe; 1 % Mn; 0,12 % Si; sonstige Elemente <0,02 % zu einem Stranggußbarren von 100 x 300 x 500 mm vergossen. Danach erfolgt eine zweistufige Homogenisie­rung bei 610 °C für 6 Stunden und 480 °C für 5 Stunden. Der Barren wird warmgewalzt an 4 mm Warmwalzenddicke und dann ohne Zwischenglühung kaltgewalzt an 0,1 mm. Die Endglühung erfolgte bei 350 °C für 2 Stunden. Eine lichtmikroskopische Auswertung des Korngefüges ergab eine Korngröße zwischen 7 und 10 µm.
• Ein weiterer Stranggußbarren der gleichen Abmessung wurde aus der Legierung wie oben mit einem zusätzlichen Gehalt an 0,5 Gew.-% Mg hergestellt. Der Barren wurde bei 550 °C für 7 Stunden homogenisiert. Das Warmwalzen und Kaltwalzen erfolgte wie be­schrieben mit einer anschließenden Endglühung bei 350 °C für 2 Stunden. Die Korngröße des erhaltenen Dünnbandes lag zwischen 8 und 11 µm im Durchmesser.

Claims (3)

1. Aluminiumwalzhalbzeug in Form von Blechen, Bändern oder Folien, bestehend aus einer Aluminiumlegierung vom Typ AlFeMn mit einem gleichmäßigen, feinkörnigen Gefüge, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung wie folgt zusam­mengesetzt ist:
Fe: 0,7 - 1,15 Gew.-%
Mn: 0,5 - 2,0 Gew.-%
Si: <0,6 Gew.-%
sonstige Verunreinigungen maximal 0,03 Gew.-%, Rest Aluminium, wobei die Korndurchmesser des Gefüges 5 bis 15 µm und der Anteil stäbchenförmiger intermetal­lischer Phasen <5 Vol.-% beträgt.

2. Aluminiumwalzhalbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß zusätzlich mindestens eines der folgenden Legierungselemente vorgesehen ist:
Mg: 0,1 - 0,6 Gew.-%
Cu: 0,1 - 0,3 Gew.-%,
Zr 0,01 - 0,20 Gew.-%.

3. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumwalzhalbzeuges nach Anspruch 1 oder 2 durch Warmwalzen eines Strangguß­barrens nach einer Homogenisierung bei Temperaturen zwi­schen 300 und 640 °C und anschließendem Kaltwalzen mit nachfolgender Endglühung bei Temperaturen unter 550 °C, dadurch gekennzeichnet, daß der Stranggußbarren bei Tempe­raturen von 620 bis 480 °C für 2 bis 20 Stunden homogeni­siert wird, danach eine Warmwalzung bis an eine Warmband­enddicke von 2,5 bis 5 mm mit nachfolgender Kaltwalzung ohne Zwischenglühung an Enddicke von 40 - 250 µm erfolgt, woraufhin eine Endglühung im Temperaturbereich von 250 bis 400 °C für 1 bis 6 Stunden vorgenommen wird.