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EP0714993B1 - Tiefziehbare und schweissbare Aluminiumlegierung vom Typ ALMgSi - Google Patents

Tiefziehbare und schweissbare Aluminiumlegierung vom Typ ALMgSi Download PDF

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EP0714993B1
EP0714993B1 EP19950810691 EP95810691A EP0714993B1 EP 0714993 B1 EP0714993 B1 EP 0714993B1 EP 19950810691 EP19950810691 EP 19950810691 EP 95810691 A EP95810691 A EP 95810691A EP 0714993 B1 EP0714993 B1 EP 0714993B1
Authority
EP
European Patent Office
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alloy
weight
max
annealing
deep
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP19950810691
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0714993A1 (de
Inventor
Peter Furrer
Jürgen Timm
Margarete Bloeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3A Composites International AG
Original Assignee
Alusuisse Lonza Services Ltd
Alusuisse Technology and Management Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4259491&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0714993(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Alusuisse Lonza Services Ltd, Alusuisse Technology and Management Ltd filed Critical Alusuisse Lonza Services Ltd
Publication of EP0714993A1 publication Critical patent/EP0714993A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0714993B1 publication Critical patent/EP0714993B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
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    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent

Definitions

  • the invention relates to a deep-drawn and weldable AlMgSi type aluminum alloy in the form of strips or sheets and a process for their manufacture.
  • the inventor has the Task, an alloy of the type mentioned to create a good strength compared to alloys improved forming behavior according to the prior art with the least possible springback after deep drawing shows.
  • the alloy composition according to the invention enables the production of deep-drawn body parts with optimal Mechanical strength and Forming behavior.
  • zinc By adding 0.05 to 0.4% by weight, in particular 0.1 up to 0.3% by weight zinc can further increase the strength combined with a slight improvement in formability can be achieved.
  • the average grain size in the sheet should not exceed 80 ⁇ m and is preferably less than 60 microns.
  • the alloy according to the invention is carried out in the usual way Continuous or strip casting, hot and cold rolling into one Sheet or strip processed.
  • Continuous or strip casting hot and cold rolling into one Sheet or strip processed.
  • the solution annealing in one Continuous belt furnace in a temperature range of 520 ° C up to 580 ° C or up to the solidus temperature of the alloy is carried out.
  • Optimal mechanical strength values and properties can be achieved if the alloy is preferably at the latest 60 min after the solution annealing of a so-called stabilization annealing of a maximum of 24h in a temperature range from 50 ° C to 150 ° C.
  • the alloy can be rolled to final thickness, solution annealed and then a temperature range of 160 ° C to 220 ° C can be thermoset. It is advantageous also a maximum of 25% deformation after solution annealing and before final annealing in the temperature range mentioned.
  • the alloy according to the invention is particularly suitable for the production of deep-drawn body parts.

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Description

Die Erfindung betrifft eine tiefziehbare und schweissbare Aluminiumlegierung vom Typ AlMgSi in der Form von Bändern oder Blechen sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
In der Praxis bekannte Legierungen, die zur Herstellung von Karosserieblechen für die Automobilindustrie eingesetzt werden, sind in DE-A-27 14 395, US-A-4 082 578 und EP-B-0 259 232 beschrieben. Jede dieser Legierungen hat ihre Vorzüge, indem gewisse mechanische Eigenschaften wie beispielsweise die Festigkeit optimiert sind, allerdings zumeist unter Inkaufnahme einer Verschlechterung anderer Eigenschaften wie beispielsweise des Umformvermögens.
Legierungen der eingangs genannten Art sind in WO-A-95 14113 und in JP-A-05 070908 offenbart.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, eine Legierung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei guter Festigkeit ein gegenüber Legierungen nach dem Stand der Technik verbessertes Umformverhalten mit möglichst geringer Rückfederung nach dem Tiefziehen zeigt.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt eine Legierung mit den Merkmalen von Anspruch 1.
Alle für die Legierungselemente verwendeten Gehaltsangaben beziehen sich auf Gewichtsprozente.
Spezielle und weiterbildende Ausführungsarten der erfindungsgemässen Legierung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.
Die erfindungsgemässe Legierungszusammensetzung ermöglicht die Herstellung von tiefgezogenen Karosserieteilen mit optimalen Eigenschaften bezüglich mechanischer Festigkeit und Umformverhalten.
Durch einen Zusatz von 0,05 bis 0,4 Gew.%, insbesondere 0,1 bis 0,3 Gew.% Zink kann eine weitere Festigkeitssteigerung verbunden mit einer leichten Verbesserung des Umformvermögens erreicht werden.
Ein zusätzlicher Gehalt an Vanadium von 0,05 bis 0,2 Gew.% führt zu einer weiteren Verbesserung des Umformverhaltens.
Die mittlere Korngrösse im Blech sollte 80 µm nicht übersteigen und liegt bevorzugt unter 60 µm.
Die erfindungsgemässe Legierung wird auf übliche Weise durch Strang- oder Bandgiessen, Warm- und Kaltwalzen zu einem Blech oder Band verarbeitet. Zur Erzielung der vorstehend beschriebenen optimalen Eigenschaften der Legierung bezüglich Festigkeit und Umformverhalten hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Lösungsglühung in einem Banddurchlaufofen in einem Temperaturbereich von 520°C bis 580°C bzw. bis zur Solidustemperatur der Legierung durchgeführt wird.
Optimale mechanische Festigkeitswerte und Eigenschaften lassen sich erzielen, wenn die Legierung vorzugsweise spätestens 60 min nach der Lösungsglühung einer sogenannten Stabilisierungsglühung von maximal 24h in einem Temperaturbereich von 50°C bis 150°C unterzogen wird.
Die Legierung kann bei Bedarf auf Enddicke abgewalzt, lösungsgeglüht und anschliessend einem Temperaturbereich von 160°C bis 220 °C warmausgehärtet werden. Vorteilhaft ist auch eine Umformung um maximal 25% nach der Lösungsglühung und vor der Endglühung im erwähnten Temperaturbereich.
Wenn mit der Legierung lackierte Karosserieteile hergestellt werden, kann es vorteilhaft sein, die Endglühung mit der Lackeinbrennung zu kombinieren.
Die erfindungsgemässe Legierung ist insbesondere geeignet zur Herstellung tiefgezogener Karosserieteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der erfindungsgemässen Legierung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
Eine Legierung der Zusammensetzung
  • Si 0,69
  • Mg 0,37
  • Cu 0,38
  • Mn 0,06
  • Fe 0,23
    • mit Aluminium als Rest und eine Standardkarosserielegierung AA6016 als Vergleichslegierung wurden auf übliche Weise durch Stranggiessen, Warm- und Kaltwalzen zu einem Blech mit einer Dicke von 1,3 mm verarbeitet. Die an Blechproben ermittelten mechanischen Festigkeitswerte und Eigenschaften der erfindungegemässen Legierung und der Vergleichslegierung sind nachfolgend einander gegenübergestellt.
    Rm (MPa) Rp0,2 (MPa) Rp0,2/Rm A10 (%) n5% r
    Erfindung 212 106 0,50 26,5 0,30 0,65
    +S 213 111 0,52 28,0 0,31 0,68
    AA6016 222 114 0,5 28,0 0,27 0,55
    +S: mit zusätzlicher Stabilisierungsglühung 100°C/10h
    Die Bleche wurden in praxisnahen Versuchen tiefgezogen und weiteren, bei der Herstellung von Karosserieteilen üblichen Umformoperationen unterzogen. Die durchgeführten Praxistests haben die erwarteten Verbesserungen des Umformverhaltens bei gleichzeitig ausgezeichneten Festigkeitswerten bestätigt. Im Vergleich zur Standardkarosserielegierung AA6016 (Anticorodal-120) besitzt die erfindungsgemässe Legierung insbesondere eine tiefere Streckgrenze sowie höhere n- bzw. r-Werte, d.h. eine geringere Rückfederung und verbesserte Streckzieh- und Tiefzieheigenschaften.

    Claims (8)

    1. Tiefziehbare und schweissbare Aluminumlegierung vom Typ AlMgSi in der Form von Bändern oder Blechen,
      dadurch gekennzeichnet,
      dass die Legierung 0,55 - 0,70 Gew.% Si 0,35 - 0,45 Gew.% Mg 0,2 - 0,4 Gew.% Cu
      und wahlweise noch max. 0,15 Gew.% Mn max. 0,25 Gew.% Fe 0,05 - 0,4 Gew.% Zn 0,05 - 0,2 Gew.% V
      sowie übliche Verunreinigungen einzeln max. 0,05, insgesamt max. 0,15 und Aluminium als Rest enthält.
    2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,1 bis 0,3 Gew.% Zn enthält.
    3. Legierung nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngrösse max. 80 µm, vorzugsweise max. 60 µm beträgt.
    4. Verfahren zur Herstellung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 durch Strang- oder Bandgiessen, Warm- und Kaltwalzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösungsglühung in einem Banddurchlaufofen in einem Temperaturbereich von 520°C bis 580°C bzw. bis zur Solidustemperatur der Legierung durchgeführt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung nach der Lösungsglühung, vorzugsweise spätestens 60 min nach der Lösungsglühung, einer Stabilisierungsglühung von maximal 24h in einem Temperaturbereich von 50°C bis 150°C unterzogen wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung nach der Lösungsglühung um max. 25% umgeformt und anschliessend in einem Temperaturbereich von 160°C bis 220°C ausgehärtet wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endglühung als Lackeinbrennung durchgeführt wird.
    8. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung tiefgezogener Karosserieteile.
    EP19950810691 1994-11-29 1995-11-03 Tiefziehbare und schweissbare Aluminiumlegierung vom Typ ALMgSi Expired - Lifetime EP0714993B1 (de)

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    CH3600/94 1994-11-29
    CH360094 1994-11-29
    CH03600/94A CH688379A5 (de) 1994-11-29 1994-11-29 Tiefziehbare und schweissbare Aluminiumlegierung vom Typ AlMgSi

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0714993A1 EP0714993A1 (de) 1996-06-05
    EP0714993B1 true EP0714993B1 (de) 2000-03-08

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    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP19950810691 Expired - Lifetime EP0714993B1 (de) 1994-11-29 1995-11-03 Tiefziehbare und schweissbare Aluminiumlegierung vom Typ ALMgSi

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    EP (1) EP0714993B1 (de)
    CH (1) CH688379A5 (de)
    DE (1) DE59507951D1 (de)

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    EP0714993A1 (de) 1996-06-05
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