DE1608213B1

DE1608213B1 - Verfahren zur herstellung eines warm und oder kaltfertiggewalz ten bandes und daraus umgeformten erzeugnissen aus ferriti schem chromstahl

Info

Publication number: DE1608213B1
Application number: DE19681608213
Authority: DE
Inventors: Hans Lentzen; Karl Dipl-Ing Michel; Alfred Dipl-Ing Dr Mont Randak
Original assignee: Stahlwerke Suedwestfalen AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Priority date: 1968-01-20
Filing date: 1968-01-20
Publication date: 1971-10-14
Also published as: SE342055B; GB1203202A; LU57656A1; CH531049A; NL6900750A; BE727107A; AT317953B; FR2000487A1

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- Damit müssen allerdings sehr lange Haltezeiten in

lung eines warm- und/oder kaltfertiggewalzten Ban- ' Kauf genommen werden. Üblicherweise erfolgt die

des, daraus hergestellten Blechen sowie von daraus, Warmbandglühung dieser Stähle im Haubenglüh-

vorzugsweise kalt, umgeformten Erzeugnissen-aiis ofen bei 800 bis 850⁰C mit Behandlungszeiten von 24

ferritischem Chromstahl mit hoher Korrosionsbe- 5 bis 30 Stunden (s. Zeitschrift »Metallkunde«, 1963,

ständigkeit und glatter Oberfläche, wobei das Warm- S. 724 bis 728, sowie Zeitschrift »Bänder, Bleche,

band einer Haubenglühung unterworfen wird. Rohre«, 1963, S. 61 bis 69).

Bei der Herstellung und Verwendung ferritischer Auch dieser Kompromiß zwischen den gegenläufi-

Stähle mit 13 bis 18 % Chrom und höchstens 0,15 % gen Wünschen nach raschem Fertigungsablauf und

Kohlenstoff, ähnlich DIN-Bezeichnung X 8 Cr 17, io hoher Oberflächenqualität ist nicht befriedigend, da

Werkstoff-Nr, 1.4016, und ähnlich der US-Norm als Folge der vorstehend geschilderten Glühbehand-

AISI Typ 430, sind die OberfLächeneigensehafteB. der lung eine starke, festhaftende Zunderschicht gebildet

Bänder und der daraus hergestellten Bleche und Form- wird. Eine Vielzahl von aufwendigen Arbeitsgängen

teile (z, B, tiefgezogene Gegenstände) von besonderer wird erforderlich, um zunächst durch KomMoation

Bedeutung. Ein entscheidendes Kriterium für die Ver- 15 von mechanischen und/oder chemischen Verfahren

wendbarkeit sowohl der Walzprodukte als auch der die Oberfläche zu entzundern und anschließend die

Fertigteile ist die Oberflächengüte, Unebenheiten. Oberflächenrauhigkeit zu beseitigen, die im Zuge der

(z.B. überhöhte Rauhigkeit) und andere Mängel Glühbehandlung und auch der Entzunderungsbehand-

f allen optisch störend ins Auge und können darüber lung eintritt.

hinaus auch meßtechnisch erfaßt werden. Bei gleich- 20 Bei der konventionellen Haubenglühung im Bereich bleibender Legierungszusammensetzung nimmt die von 800 bis 850° C tritt noch eine zweite nachteilige KorrosionsbeständigkeitmitabnehmenderOberflächen- Erscheinung auf, nämlich die sogenannte Chromvergüte gleichfalls ab. Es ist deshalb seit langem eines der armung. Der Chromgehalt kann in oberflächennahen wichtigsten Anliegen aller Stahlhersteller, einemöglichst Schichten örtlich z. B. von 17 auf 12% absinken, was hohe Oberflächenqualität der rostbeständigen Flach- 25 sich naturgemäß auf die Korrosionsbeständigkeit des produkte zu erreichen. Diese Bestrebungen bedingen betreffenden Bandes sehr nachteilig auswirkt. Die jedoch bei der konventionellen Bandfertigung einen Chromverarmung wird zwar durch den Abtragungserheblichen Aufwand in den verschiedensten Arbeits- effekt bei anschließenden Beizbßhandlungen verringert, stufen. Nach der erforderlichen Glühung der warm- jedoch nicht beseitigt.

gewalzten Bänder ist die Oberfläche stark verzundert 30 In den entsprechenden Edelstahlwerken mußten

und muß gereinigt werden. Hierzu werden mechanische besondere Betriebsabetilungen für die Entzunderungs-

und/oder chemische Verfahren angewandt, die neben behandlung geschaffen werden. Üblicherweise wird die

dem Nachteil des Kostenaufwands auch noch eine Bandoberfläche zunächst strahlentzundert (z, B. mit

Oberflächenverschlechterung des metallischen Grund- Stahlkies), anschließend werden die noch vorhandenen

Werkstoffs bedingen. 35 Zunderpartikeln durch chemische Bäder entfernt.

Damit sind die entzunderten Rohbänder für die Her- Naturgemäß wird die Oberfläche durch diese Entstellung von Teilen mit hohen Anforderungen an die zunderung sehr stark aufgerauht. Diese Rauhigkeit, Oberflächengüte ungeeignet. Es gehört zum Stand der die bisher in Kauf genommen werden mußte, ist mit Technik, die Rohbänder kalt nachzuwalzen. Bei star- Oberflächentastgeräten meßbar (ζ. B. Perth-O-Meter, kerer Verformung müssen allerdings wieder Glüh- 40 s. Stahl und Eisen S3 [1963], S- )&6 bis 344). Es wird und Beizbehandlungen eingeschaltet werden, die ahn- dabei die absolute Rauhtiefe Rt ermittelt (s. DIN liehe Zunder- und Rajihigkeitsprobieme nach sich 4767),

ziehen. DieüberwiegendeMenge der ferritischenChrom- Bei entzunderten Warmbändern 13- bis 18%igar Stahlbänder muß derzeit im Laufe des Herstellungsver- Chromstähle werden nach dem heutigen Stand der fahrens — sei es im Zusammenhang mit dem Kalt- 45 Technik Rauhigkeitswerte you 16 bis 30 μ gefunden, walzen, sei es bei oder nach der anschließenden Ver- Derartige Rauhigkeitswerte beeinträchtigen den Oberformung zu Fertigteilen — mechanisch, chemisch oder flächenglanz und die Polierfähigkeit der Bänder, zumal elektrochemisch nachbehandelt werden (durch Schlei- sie auch nach einer Kaltwalzung sowie nach einer fen, Schwabbeln, Polieren usw.). Ein hochglänzendes_a Weiterverformung erkennbar bleiben. Gleichzeitig rostbeständiges, ferritisches ChromstaMband, bei 50 wirkt sich diese Rauhigkeit negativ auf die Korrosionsdessen. Verarbeitung auf die Sonderbehandlung ver- beständigkeit aus. Dies ist besonders schädlich, da ziehtet werden kann, wurde bisher nicht bekannt. der Chromgehalt der oberflächennahen Schichten unter

Üblicherweise werden die 13- bis 18⁰JJgSn, ferri- dem des Giujjdmaterials liegt,

tischen Chromstähle als Warmband im Haubenglüh- Zur Beseitigung dieser Nachteile, insbesondere ofen behandelt. Diese Glühung soll die als Folge der 55 der Rauhigkeit, sind verschiedene Arbeitsgänge ein-Warmwalzung vorliegenden, zeilig gestreckten Kon- geführt worden. Beispielsweise werden Kaltwalzzentrationsunterschiede möglichst weitgehend besei- gerijste eingesetzt (Bauart S e η d ζ i m i r), bei denen tigen und ein regelloses Kornwachstum bewirken. Es durcli häufigen Walzenwechsel eine Glättung der ist jedem Fachmann bekannt, daß eine derartige Bandoberfläehe bewirkt werden «oll. Ferner wird das Gefügehomogenisierung durch höhere Glühtempera- 60 Band über Schleifanlagen geschickt. Derartige Maturen beschleunigt wird. Andererseits wird die Ober- schinen, die mit je einem Ablauf- und Auflaufhaspel fläche — trotz der üblichen Anwendung einer Schutz- kombiniert werden, jmjssen, erreichen eine Länge gasatmosphäre — durch erhöhte Glühtemperaturen von etwa 30 bis 40 m. Die rostfreien Bänder werden verschlechtert, wobei diese Verschlechterung mit zu- — sei es in Warmbanddicke, sei es in Zwischenstärnehmenden Temperaturen progressiv ansteigt. Um 65 ken — ein- oder mehrfach im Laufe des Fertigungsden beiden Forderungen — einerseits Homogenisie- ganges über diese sogenannten »Schleiflinien« geschickt, rung, andererseits brauchbare Oberfläche — gerecht Es ist jedem Fachmann bekannt, daß dabei nach einem zu werden, ist die Glühtemperatur auf 850° C begrenzt. »Vorschliff«, bei dem eine Materialabtragung bewirkt

wird, noch ein »Fertigschliff« eingeschaltet werden muß, bpi dem mit einem feinkörnigen Schleifmittel die Oberflächenrauhigkeit wieder reduziert werden soll, Im Verlauf der Kaltwalzung verfestigt sich das Band als Folge der Kaltverformung. Es ist in diesem Zustand ungeeignet für viele weitere Verarbeitung^ zwecke, insbesondere für Tiefziehen, Pressen, Biegen, Abkanten usw. Es muß in jedem Fall wieder nach beendeter Verformung weichgeglüht werden; bei starken Verformungsgraden sind außer einer Schlußglühung auch Zwischenglühungen erforderlich. Für diese Glühbehandlungen haben sich Durchlaufofen eingeführt. Für die Wahl der Glühtemperatur gilt entsprechendes wie bei der Haubenglühung, d. h., Temperaturen zwischen .800 und 85O°C sind üblich als Kompromiß zwischen den gegenläufigen Forderungen nach vollständiger Rekristallisation einerseits und Schonung der Oberfläche andererseits. Die Gesamtofenzeit liegt üblicherweise — je nach Banddicke — zwischen 1 und 10 Minuten. Da auch bei dieser Glühung in normalen Öfen erneut eine Verzunderung eintritt, ist verschiedentlich die Verwendung von »Blankglühöfen« vorgesehen worden; diese haben jedoch wegen 4er baulichen und betrieblichen Aufwendungen keine allgemeine Einführung gefunden. Außerdem bringt das »Blankglühen« zwei weitere Nachteile mit sich; einerseits sind die gebräuchlichen Schutzgase stickstoffhaltig, so daß das Chromstahlband an der Oberfläche in unerwünschter Weise aufgestickt wird, andererseits begünstigt die Blankglühung das Ausmaß der Chromverarmung, da keinerlei Abtragung der chromverarmten Oberflächenschicht erfolgt.

Aus den geschilderten Gründen wird meist in sogenannten »offenen Durchlaufofen« geglüht. Die dabei eintretende Verzunderung wird in kontinuierlichen Beizbjädern (sogenannte Beizlinien) beseitigt. In diesem Stadium 4er Fertigung verbietet sich ein Einsatz von Strahlentzunderungsmaschinen, die zwar schnell und wirksam arbeiten, aber das fertiggewalzte Band den die aufgezeigten Nachteile überraschend vermieden. Die Oberfläche und die Korrosionsbeständigkeit von ferritischen Chromstählen wird verbessert, indem erfindungsgemäß

a) für die Herstellung des Bandes folgende, jedoch an sich bekannte, Stahlzusammensetzung verr wendet wird, und zwar im Legierungsbereich I mit

0,05 bis 0,15% Kohlenstoff 0 bis 0,50% Silizium

0,50 bis 3,50 % Mangan
13,0 bis 18,00% Chrom

0,30 bis 2,50% Nickel

0 bis 0,40% Molybdän

0,050 bis 0,25 % Stickstoff

0 bis 0,50% Kupfer

0 bis 0,15% Kobalt

0 bis 0,08% Aluminium Rest Eisen und Verunreinigungen

oder im Legierungsbereich II mit 0,065 bis 0,135% Kohlenstoff

0	bis	0,350%	Silizium
0,6	bis	2,000%	Mangan
13,5	bis	16,800%	Chrom
0,45	bis	1,800%	Nickel
0	bis	0,300%	Molybdän
0,055	! bis	0,130%	Stickstoff
0,02	bis	0₅300%	Kupfer
0	bis	0,130%	Kobalt
0	bis	0,050%	Aluminium
Rest Eisen	und Verunreinigungen, und

b) die Haubenglühung des Warmbandes im Temperaturbereich von 650 bis 780° C, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 760⁰C, erfolgt.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Maßnahme zu b) ohne Verlängerung

in unzulässiger Weise aufrauhen würden. Deshalb 40 der üblichen Glühdauer durchgeführt werden kann, muß hier mit mehreren hintereinanderliegenden Beiz- Das Glühgut wird also so behandelt, daß es im Bereich bädern gearbeitet werden. Es sind zahlreiche Vor- der angegebenen Temperaturen für 1 bis 30 Stunden schlage und vereinzelt auch andere betriebliche Lö- gehalten wird.

sungen bekanntgeworden, z. B, das Beizen in Salz- Wenn das nach dem erfindungsgemäfien Verfahren

biädern, 4h dem Zweck dienen, mit geringem Aufwand 45 hergestellte, warmgewalzte Band aus irgendwelchen die Oberflächengüte dieser Chromstahlbänder und Gründen, beispielsweise zur Erreichung einer gerin-"bleche zu verbessern. Durchgreifende Erfolge sind geren Stärke, als sie im Warmwalzverfahren erzielt nicht bekanntgeworden. Nach dem Stand der Technik werden kann, anschließend noch kaltgewalzt, und muß also, wi$ vorstehend beschrieben, ein beträcht- dann—sei es in Zwischenstärken, sei es in Endstärke— licher Aufwand an Glühbehandlungen, Glatt-, Beiz- 50 in bekannter Weise geglüht wird, so sieht die vorliegen- und Schleif vorgängen betrieben werden, um ein den de Erfindung für diese Zwischen- oder Schlußglühung

mehrere Möglichkeiten vor.

Entweder kann diese ein- oder mehrfache Glühung in an sich bekannter Weise in dem Bereich von 800 bis 850° C vorgenommen werden. Überraschenderweise hat es sich jedoch gezeigt, daß auch die Möglichkeit besteht, ein einwandfreies Kaltband herzustellen, wenn für die Zwischen- und/oder Schlußglühung abgesenkte Temperaturen «ingehalten wer-

OPTISCHEN PYROMETRIE«, Verlag G. Braun, 6p den. Die Verbesserung der Oberflächengüte und Karlsruhe), Korrosionsbeständigkeit tritt insbesondere dann ein,

Dabei bleibt unbefriedigend, daß der Chromgehalt wenn die genannten Glühungen im Bereich von 650 der Randschicht um 2 bis 5% gegenüber dem Grund- bis 800⁰C, vorzugsweise zwischen 700 und 780° C, werkstoff abgesenkt ist durchgeführt werden.

Hier setzt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung 65 Nach einer weiteren Verfahrensvariante werden ein. Zwischen- und/oder Fertigglühung im Bereich

Die Anmelderin hat ein neues Verfahren gefunden. zwischen 500 und 650° C durchgeführt.
Durch eine Kombination von zwei Maßnahmen wer- Es ist wichtig, daß die erfindungsgemäßen Vorteile

Anforderungen der Praxis in etwa entsprechendes kaltgewalztes, ferritisehes Band zu erzeugen, dessen physikalische Eigenschaften in folgendem Bereich liegen:

a) Oberfläehenrauhigkeit 0,5 bis 3 μ;

b) Reflexionsvermögen etwa 65% (s. hierzu Euler, Ludwig; »ARBEITSMETHODE DER

auch bei solchen Glühzeiten für die Zwischen- und/ den qualitativen Verbesserung der Zwischen- und

oder Schlußglühung erreicht werden, die den bisher Fertigprodukte zur Folge haben, ist bis heute nicht

üblichen Rahmen nicht überschreiten. erkannt worden.

Aus den nach dem vorstehend beschriebenen Ver- . In den nachfolgenden Beispielen wird die Erfindung fahren hergestellten Bändern werden solche Gegen- 5 näher erläutert. Dabei ist die Beschreibung auf die stände gefertigt, bei denen es, selbst nach einer Um- wesentlichen Arbeitsgänge beschränkt. Übliche Zwiformung, vorzugsweise Kaltumformung, auf eine schenschritte, wie Schmelztechnik, Strippen und Wieverbesserte Oberfläche, d. h. geringe Rauhigkeit und dererwärmen der Brammen, Transportvorgänge, Aufhohes Reflexionsvermögen ankommt, wobei gegebenen- und Abhaspelvorgänge, Zerteilen usw., sind fortgefalls auch eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit er- i° lassen,
reicht wird. Beispiel 1

Aus Landolt — Börnstein, 6. Auflage, _TT , „ , . ,_T7 , ,

IV. Band Technik, 2. Teil, S. 519, Tabelle I₅ ist als Herstellung von entzundertem Warmband

Stahl N der deutsche Normstahl X 22 CrNi 17 be- (,»WeiUDand«)

kannt, dessen Sollanalyse die der erfindungsgemäß zu 15 Aus rostfreiem, ferritischen Chromstahl, der im

verwendenden Stähleteilweiseüberschneidet. Für diesen Elektroofen erschmolzen wurde, wird entzundertes

Normstahl gelten jedoch die üblichen, technologisch Breitband mit 1250 mm Breite und 3,5 mm Stärke

bedingten Stickstoffgehalte. hergestellt.

Aus der USA.-Patentschrift 2 750 283 ist eine Stahl- ,„ .. , , _c. , , „ , .,

gruppe bekannt, die außer 10 bis 35% Chrom wahl- *> ^a> Fertigungsgang nach dem Stand der Technik

weise noch 0 bis 50%Nickel, bis zu 1,5% Kohlenstoff, al) Der Rohstahl wurde im Elektro-Lichtbogen-

bis zu 5% Silizium, bis zu 20% Mangan, bis zu 10% °f^en (Schmelzgewicht 28 t) erschmolzen und in üb-

Molybdän, bis zu 10 % Wolfram, bis zu 5 % Vanadium, licher Weise abgestochen.

Zirkonium, Tantal, Niob und Titan, bis zu 0,50% a 2) Die Analyse, entsprechend der Vorschrift

Stickstoff, bis zu 10% Kupfer, bis zu 50% Kobalt 25 DIN 17.440, Stahlmarke X 8 Cr 17, ergab folgende

und bis zu 5 % Aluminium, Rest Eisen, enthalten kann. Gehalte (Angaben in Gewichtsprozent):

Die erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegierung

ist also als in diesen Stahlbereich fallend an sich be- ^{c si Mn Cr Nl}

kannt. _ 0,064 0,63 0,32 17,20 0,22 %'

Bezüglich der Änderung der üblichen Legierungs- 30 J^₀ -^ ^j Q₁ Q₀

zusammensetzung sind in anderem Zusammenhang q ^ q Q3Q4 q 07 014 0 09 °/

gleichfalls Vorschläge gemacht worden (USA.-Patent- ' j ■ ■ > > ■ 0

schrift 2 851 384). Dieses Verfahren, das sich übrigens a 3) Dieser Stahl wurde zu Brammen im Gewicht

in der technischen Praxis nicht eingeführt hat, weicht von 71 vergossen.

in den vorgesehenen Analysenbereichen von der vor- 35 a 4) Die Brammen wurden in üblicher Weise zuliegenden Erfindung ab und empfiehlt eine Glühung nächst zu Vorbrammen mit einer Stärke, von 130 mm bei Temperaturen, die über dem normalen Niveau und anschließend auf einer kontinuierlichen Breitbandliegen. Außerdem hat diese Arbeit die Lösung anderer straße zu Warmband mit einer Stärke von 3,5 mm aus- ^ Aufgaben zum Ziel und gibt keinen technisch brauch- gewalzt und gehaspelt, baren Weg zur Lösung der anstehenden Fragen. 40 a 5) Die Bunde wurden anschließend in einem

In einer anderen Arbeit sind ebenfalls Vorschläge Haubenglühofen eingesetzt und geglüht. Die Temzur Veränderung der Legierungszusammensetzung be- peratur betrug 840⁰C und die Haltezeit auf Soll-Temkanntgeworden (USA.-Patentschrift 3 128 211). Auch peratur 6 Stunden, diese Vorschläge zielen in eine völlig andere Richtung. a 6) Nach Abkühlung wurden die Bunde zunächst

Es existiert außerdem eine Veröffentlichung über 45 in der »Entzunderungslinie« gestrahlt und erneut ferritische Chromstähle, in der der Einfluß verschie- gehaspelt. Datei wurde ein Teil des Zunders entfernt; dener Anylasenvarianten auf das sogenannte »Um- ein Teil blieb jedoch auf der Oberfläche erhalten, wowandlungsverhalten« beschrieben ist. In dieser Arbeit bei kleinste Teilchen unter dem Einfluß des aufprallenwerden die Austenitbildung bei hohen Temperaturen den Stahlkieses tiefer in die Grundsubstanz hinein- und die bei anschließender Abkühlung daraus ent- 5° gepreßt waren.

stehenden Gefügebestandteile beschrieben. Es sind a 7) Anschließend mußte das Band deshalb noch

dort Versuchsschmelzen (25-kg-Schmelzen) unter- einer Mehrfachbeheizung unterworfen werden, die sucht worden, die in Laborofen erschmolzen worden in einem kontinuierlichen Durchlaufen mehrerer, sind. (Mem. sei. Rev. Metallurg. 59 [1962] S. 571 und nacheinandergeschalteter Beizbäder unterschiedlicher 587, 68 [1966], S. 657). 55 Zusammensetzung und Temperatur bestand. Maß-

Diese Arbeit enthält jedoch kein Verfahren zur gebend für die Intensität der Beizung im Durchlauf-Beseitigung der geschilderten Probleme. verfahren ist dabei die »wirksame Tauchlänge«, die

Es gibt auch Hinweise auf eine Änderung der üb- in diesem Fall 40 m betragen mußte, liehen Haubenglühtemperatur (USA.-Patentschriften Das so behandelte Band zeigte folgende Eigenschaf -

992; 2 808 353 und 3139 358), jedoch wird in 60 ten (Durchschnittswerte von Anfang, Mitte und Ende): diesen Arbeiten eine Erhöhung der Glühtemperatur Rauhigkeit (absolute Rauhtiefe) 24 μ (s. F i g. 1). empfohlen. Außerdem geben diese Arbeiten keinen Zur Verdeutlichung der Oberflächenverbesserung,

Hinweis auf die Lösung der vorstehend geschilderten die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt Probleme. wird, sind die mit Hilfe eines Oberflächengerätes

Die gleichzeitige Bedeutung der verwendeten Stahl- 65 (Perth-O-Meter) ermittelten Meßergebnisse in den zusammensetzung und einer Absenkung der Glüh- anliegenden Bildern wiedergegeben, wobei die Fig. 1, Temperaturen, die eine erhebliche Vereinfachung der 3 und 4 der linken Spalte die Fertigung nach dem Stand üblichen Produktion, verbunden mit einer bedeuten- der Technik zeigen, während die Fig. 2, 5, 6, 7 und 8

der rechten Spalte die Werte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufzeigen.

Chromgehalt der Oberflächenschicht, ermittelt mit der Mikrosonde: 13,6%.

Als Folge der verschiedenen Glühbehandlungen war also eine Chromverarmung an der Oberfläche um 17,2 minus 13,6 = 3,6% eingetreten.

b) Erfindungsgemäßes Verfahren

Für den gleichen Auftrag wurde eine andere Schmelze hergestellt und zu Brammen vergossen, die dann zu entzundertem Warmband (»Weißband«) verarbeitet wurden.

b 1) Erschmelzen im Elektro-Ofen (s. a I).

b 2) Die Analyse ergab folgende Zusammensetzung:

C
0,093

Mo
0,06

Si
0,18

N₂
0,076

Mn
0,85

AI
0,007

Cr
16,10

Cu
0,16

Ni
0,64 %

Co
0,037 %

b 3) Siehe Beispiel a 3).

b 4) Siehe Beispiel a 4).

b 5) Die warmgewalzten Bunde wurden im Haubenglühofen bei 750⁰C geglüht, wobei die Haltezeit auf Soll-Temperatur 5 Stunden betrug.

b 6) Die Entzunderung durch Stahlstrahlen war nicht erforderlich und unterblieb.

b 7) Infolge der geringen Verzunderung des Warmbandes genügte zur Entzunderung eine Beizbehandlung im üblichen Durchlauf verfahren [s. a 7)]; dabei konnte jedoch die wirksame Tauchlänge auf 25 m begrenzt werden.

Das so behandelte Band zeigte folgende Eigenschaften:

Mittlere Rauhtiefe 12 μ (s. F i g. 2)

Chromgehalt in der Oberflächenschicht 14,9%.

Bei geringerer Rauhigkeit betrug die Chromverarmung nur 16,1 minus 14,9 = 1,2%.

Der in diesem Beispiel gebrachte Vergleich des Herstellungsverfahrens nach der konventionellen Art [Beispiel 1 a)] im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren [Beispiel 1 b)] führt zu folgendem Ergebnis:

Nach dem neuen Verfahren kann ein Warmband höherer Güte mit geringerem Aufwand hergestellt werden. Im einzelnen ist der Aufwand bei der Haubenglühung geringer, da sowohl die Temperatur vermindert als auch die Glühzeit verkürzt werden konnten. Damit sinken Investitions- und Betriebskosten. Ebenso ist der Aufwand bei der Entzunderung geringer, da das Durchlaufen der Strahl-Entzunderungsanlage entfallen kann. Bei dem neuen Verfahren ist gleichzeitig das Ausbringen besser, d. h. das Gewichtsverhältnis von versandfähigem, fertigem Weißband zu eingesetztem Rohband, was sich in weiterer Senkung der Herstellungskosten auswirkt. Mit dem verringerten Aufwand wird ein Erzeugnis höherer Güte erzielt, da einerseits die Rauhigkeit, ausgedrückt durch die Rauhtiefe, geringer ist, während andererseits die Chromverarmung eingeschränkt ist, d. h., die für die Korrosionsbeständigkeit maßgebende Oberflächenschicht weist einen höheren Chromgehalt auf.

Beispiel 2
Herstellung von Kaltband

Je ein weiteres Bund des in den vorhergehenden Beispielen 1 a und 1 b) hergestellten »Weißbandes« wurde beim Stahlerzeuger nach der vorstehend geschilderten Zwischenuntersuchung zu Kaltband von 0,6 mm Stärke und 1200 mm Fertigbreite ausgewalzt. Als Kaltwalzwerk stand ein Mehr-Rollen-Gerüst, Bauart »Sendzimir«, zur Verfügung. Die verwendete »Schleiflinie« war mit vier Schleifköpfen ausgerüstet, die wahlweise für »Grobschliff« und »Feinschliff« mit Schleifmitteln unterschiedlicher Körnung versehen werden können. Die Einrichtungen für Glühen und

ίο Beizen arbeiten kontinuierlich, d. h. im Durchlaufverfahren. Für das wahlweise durchgeführte »Dressieren«, d. h. für den sogenannten Glättstich, stand ein Reversier-Duo zur Verfügung.
Im einzelnen ergaben sich nach dem konventionellen Verfahren folgende Arbeitsgänge:

a 1) Kaltwalzung des Weißbandes auf einem Sendzimir-Gerüst auf 1,6 mm Stärke,
a 2) Vorschleifen in der Schleiflinie,
a 3) Fertigschleifen in der Schleiflinie.

a 4) Zwischenglühung im Durchlaufofen bei 820⁰C, Ofenzeit 4 Minuten. Diese Zwischenglühung war erforderlich, da das von 3,6 auf 1,6 mm kaltverformte Band bereits eine Festigkeit von 95 kp/mm² angenommen hatte. Wie in Fachkreisen bekannt, ist das Glätten, d. h. Beseitigung der Schleifriefen, durch weiteres Kaltwalzen nur bei duktilem, weichgeglühtem Band mit einer Festigkeit von etwa 48 bis 55 kp/mm² gewährleistet,
a 5) BeizenimDurchlaufverfahren; wirksame Tauehlänge 22 m.

a 6) Kaltwalzen mit Sendzimirgerüst auf Endstärke von 0,6 mm. Da die zu Beginn des Fertigwalzens eingesetzten Arbeitswalzen nach kurzer Zeit rauh wurden, mußte der Walzvorgang unterbrochen werden. Dabei wurde ein zweites und schließlich ein drittes Paar frisch geschliffener, polierter Arbeitswalzen eingesetzt.

a 7) Die Schlußglühung erfolgte im Durchlaufofen bei einer Temperatur von 83O⁰C und einer Ofenzeit von 80 Sekunden.

a 8) Bei einer Schlußbeizung mußte zur Beseitigung des Zunders eines wirksame Tauchlänge von 20 m eingehalten werden.
Proben von Anfang, Mitte und Ende des so behandelten Bandes zeigten folgende Eigenschaften:

Bei der Untersuchung des Mikrogefüges wurde ein regelloses Kornwachstum festgestellt. Die Oberflächenrauhigkeit (absolute Rauhtiefe) lag bei 1,1 μ (s. Fig. 3).

Eine Glanzmessung ergab ein Reflexionsvermögen von 65 %. Der Chromgehalt in der oberflächennahen Schicht wurde mit der Mikrosonde zu 14,8 % ermittelt, d. h., die Chromverarmung betrug noch 17,2 minus 14,8 = 2,4%.

a 9) Eine Bandhälfte wurde anschließend noch in an sich bekannter Weise dressiert, d. h. einer Kaltverformung um etwa 1% unterworfen. Durch diese Maßnahme wurde die Rauhigkeit weiter reduziert und der Glanz verbessert.

An dem so behandelten rostfreien Band (Endprodukt) betrug die absolute Rauhtiefe 0,7 μ (s. F i g. 4), während die Glanzmessung ein Reflexionsvermögen von 75 % ergab.

Dieses Kaltband wurde anschließend in einem örtlieh getrennten Verarbeitungsbetrieb zu Automobil-Radkappen verarbeitet. Mit Rücksicht auf die sehr strengen Abnahmevorschriften der Kfz-Hersteller für die Oberflächengüte der Fertigteile mußte das

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Claims

9 10

tief gezogene Rollteil in dem für das Auge des Betrach- Form bringen. Die guten Oberflächeneigenschaften des

ters sichtbaren Bereich durch sogenanntes »Schwab- Kaltbandes blieben in solchem Maße erhalten, daß eine

bein« verbessert werden. Korrektur der Oberflächengüte durch mechanisches

b) Bei der Weiterverarbeitung des erfindungsgemäß Nacharbeiten oder Polieren nicht erforderlich wurde, hergestellten »Weißbandes« (s. Beispiel 1 b) konnte die 5 Die vorstehenden Beispiele erläutern, daß die erZahl der Arbeitsgänge verringert werden. Abgesehen findungsgemäßen Maßnahmen beim Rohband auch von anderen, nachstehend erläuterten Vereinfachun- beträchtliche Vorteile bei der Herstellung von kaltgen konnte insbesondere auf das zweifache Schleifen gewalztem Band erbringen. Während im Kaltwalz- und — als Folge davon — auch auf die Zwischen- betrieb bei einem erfindungsgemäß behandelten »Weißglühung verzichtet werden. io band« zunächst die Arbeitsgänge 2 bis 6 und gleich-

Die Arbeitsgänge umfassen im einzelnen: zeitig natürlich auch der entsprechende Fertigungs-

b 1) Kaltwalzung mit einem Mehr-Rollen-Walz- aufwand fortfallen können, wurde zusätzlich auch die

werk auf 0,6 mm Endstärke. Im Verlauf des Kaltwalz- Schlußglühung erfindungsgemäß bei abgesenkter Tem-

vorganges wurde 2 X je ein Paar frisch geschliffener, peratur durchgeführt. Dies wäre bei einem konven-

polierter Arbeitswalzen eingelegt; sonstige Unter- 15 tionell gefertigten Band nicht möglich gewesen, da

brechungen entfielen. bei Fertigung nach dem Stand der Technik bei dieser

b 2) bis b 6) konnten entfallen Temperatur eine für die Weiterverarbeitung aus-

b 7) Schlußglühung. Die Schlußglühung erfolgte, reichende Rekristallisation nicht stattfindet. Die

abweichend vom Stand der Technik, bei nur 760° C geringere Verzunderung hat wiederum ein kürzeres und

mit einer Ofenzeit von 80 Sekunden. 20 damit kostengünstigeres Beizverfahren zur Folge,

b 8) Bei der Durchlaufbeizbehandlung war eine während das Produkt, sei es mit oder ohne Glätt-

»wirksame Tauchlänge« von 12 m erforderlich. stich, nach dem neuen Verfahren in jeder Beziehung

Das auf diese Weise hergestellte Band zeigte bei der verbesserte Eigenschaften zeigt. Die störende Rauhigmetallografischen Untersuchung ein regelloses Korn- keit ist, wie die Bilder verdeutlichen, auf ein praktisch wachstum; die Rauhigkeit (absolute Rauhtiefe) be- 25 bedeutungsloses Maß reduziert; das für Verbrauchertrug im Durchschnitt mehrerer Proben 0,6 μ (s. F ig. 5), kreise besonders wichtige »Glanzverhalten«, ausgedas Reflexionsvermögen 80 %> Der Chromgehalt drückt durch das physikalisch ermittelte Reflexionsder Oberflächenschicht lag bei 15,3 °/₀, d. h., die Chrom- vermögen, ist gesteigert und die Korrosionsbeständigverarmung gegenüber dem Gesamtquerschnitt er- keit als Folge der physikalisch wie auch in ihrer reichte nur noch 16,1 minus 15,3 = 0,8 %· 30 chemischen Zusammensetzung verbesserten Ober-

b 9) Der Glättstich (Dressieren) erfolgte wie unter flächenschicht gesteigert,

a 9) beschrieben. Für Teile, die nur geringerer Kaltumformung unter-

Bei dem so hergestellten Kaltband (versandfähiges worfen werden, ergibt die Verfahrensvariante nach

Endprodukt) ergaben sich eine absolute Rauhtiefe von dem Beispiel 3 bisher unerreichte Eigenschaften. Beim

0,4 μ (s. F i g. 6) und ein Reflexionsvermögen von 35 Vergleich der Arbeitsgänge nach dem konventionellen

86 %· Verfahren mit denen des neuen Verfahrens wird auch

Während der Endverarbeitung zu Radkappen die Senkung der Herstellungskosten offensichtlich,
(analog zu Beispiel 2 a) ergaben sich keinerlei Schwie- Einige der durch den Einsatz erzielbaren Vorteile rigkeiten. Ein Nachpolieren der verformten Teile, sind in den vorstehend beschriebenen Beispielen herd. h. der Radkappen, war nicht erforderlich, da Ober- 40 ausgestellt. Von Bedeutung ist noch die Verbesserung flächenbeschaffenheit und Glanz den Erfordernissen der Korrosionsbeständigkeit. So sind z. B. Kraftdes Abnehmers entsprachen. fahrzeugteile aus rostfreien Stählen einer erhöhten Beispiel 3 Korrosionsbeanspruchung unterworfen, die durch die -,,,,..,.„ „ zur Schneebekämpfung eingesetzten Streusalze verHerstellung von Kaltband fur d_le Herstellung von _{45 ursacht wkd Der} Korrosionsangriff ist vor allem Zierleisten _{danQ sehr} ^^^^, _{wenn au}f dem betreffenden

Ein weiteres Bund, das nach dem Beispiel Ib) er- Stahlteil (z. B. Radkappe) einBelagausStraßenschmutz

zeugt worden war, wurde in gleicher Weise verarbei- gebildet wird, der mit salzhaltigem Wasser durch-

tet wie in Beispiel 2 b); es ergaben sich lediglich fol- tränkt ist. Dieser nachhaltige Angriff kann bei der-

gende Unterschiede: 5° artigen Stahlteilen, die in herkömmlicher Weise ge-

b 1) Kaltwalzung auf 0,45 mm, fertigt wurden, zu Rostbefall führen. Es ist deshalb

b 7) Schlußglühung 630 C; Ofenzeit 70 Sekunden, schon der Einsatz der teureren austenitischen, rost-

b 8) Beizen, wirksame Tauchlänge 8 m. freien Stähle vorgeschlagen und durchgeführt worden.

Die Rauhigkeit des Kaltbandes betrug 0,4 μ (s. Demgegenüber zeigen Gebrauchsgegenstände, die aus

Fig. 7); das Reflexionsvermögen betrug 85%· 55 dem nach dem neuen Verfahren erzeugten Kaltband

b 9) Das Dressieren entsprach dem Verfahrens- hergestellt werden, verbesserte Korrosionseigenschaf-

schritt a 9) bzw. b 9) in Beispiel 2. ten; so sind z. B. solche Automobil-Radkappen weni-

An dem versandfähigen Kaltband war die Rauhig- ger empfindlich gegen den vorerwähnten Korrosions-

keit auf 0,27 μ (s. Fig. 8) gesunken und das Reflexions- angriff durch Streusalze.

vermögen auf 90 % gestiegen. Der Chromgehalt der 60 Die nach dem neuen Verfahren hergestellten warm-

Oberflächenschicht betrug 15,4 ⁰J₀, d. h., die Chrom- bzw. kaltgewalzten Bänder können im übrigen in

Verarmung betrug 16,1 minus 15,4 = 0,7 %· bekannter Weise beispielsweise zu Behältern (Appa-

Bei der Weiterverarbeitung des Kaltbandes in einem ratebau), Haushaltsartikeln usw. verarbeitet werden, örtlich getrennten Zuliefererbetrieb der Kfz-Industrie _n
wurden aus dem Kaltband durch Stanzen und Ver- 65 Patentansprüche:
formen Zierleisten für Kraftfahrzeuge hergestellt. 1. Verfahren zur Herstellung eines warm-Trotz der etwas höheren Festigkeitseigenschaften und/oder kaltfertiggewalzten Bandes, daraus herließen sich die Teile einwandfrei in die gewünschte gestellten Blechen sowie von daraus, vorzugsweise

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kalt, umgeformten Erzeugnissen aus ferritischem Chromstahl mit hoher Korrosionsbeständigkeit und glatter Oberfläche, wobei das Warmband einer Haubenglühung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Stahl, der aus

0,05 bis 0,15 Vo Kohlenstoff 0 bis 0,50% Silizium 0,50 bis 3,50% Mangan 13 bis 18,00% Chrom 0,30 bis 2,50% Nickel 0 bis 0,40% Molybdän 0,050 bis 0,25% Stickstoff 0 bis 0,50% Kupfer 0 bis 0,15 % Kobalt 0 bis 0,08% Aluminium

Rest Eisen und Verunreinigungen

besteht, verwendet wird und die Haubenglühung des Warmbandes im Temperaturbereich von 650 bis 780⁰C, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 760⁰C, erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten, an sich bekannten Stähle aus

0,065 bis 0.135 % Kohlenstoff
0 bis 0,350 V₀ Silizium

0,60 bis 2,000% Mangan
13,5 bis 16,800% Chrom

0,45 bis 1,800% Nickel

0 bis 0,3007₀ Molybdän

0,055 bis 0,130 % Stickstoff

0,02 bis 0,300% Kupfer

0 bis 0,130% Kobalt

0 bis 0,050% Aluminium
Rest Eisen und Verunreinigungen

bestehen.
3. Verfahren zur Herstellung eines kaltfertiggewalzten Bandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Haubenglühung kaltnachgewalzte Band in an sich bekannter Weise zwischen 800 und 850° C zwischen- und/oder schlußgeglüht wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines kaltfertiggewalzten Bandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Haubenglühung kaltnachgewalzte Band zwischen 650 und 800⁰C, vorzugsweise 700 bis 800⁰C, zwischen- und/oder schlußgeglüht wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines kaltfertiggewalzten Bandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Haubenglühung kaltnachgewalzte Band zwischen 500 und 650⁰C zwischen- und/oder schlußgeglüht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY