DE1608213B1 - Verfahren zur herstellung eines warm und oder kaltfertiggewalz ten bandes und daraus umgeformten erzeugnissen aus ferriti schem chromstahl - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines warm und oder kaltfertiggewalz ten bandes und daraus umgeformten erzeugnissen aus ferriti schem chromstahlInfo
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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 hochglänzendesa 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
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
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
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% °fen (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
0,093
Mo
0,06
0,06
Si
0,18
0,18
N2
0,076
0,076
Mn
0,85
0,85
AI
0,007
0,007
Cr
16,10
16,10
Cu
0,16
0,16
Ni
0,64 %
0,64 %
Co
0,037 %
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
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:
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 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 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:
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 (5)
- 9 10tief gezogene Rollteil in dem für das Auge des Betrach- Form bringen. Die guten Oberflächeneigenschaften desters sichtbaren Bereich durch sogenanntes »Schwab- Kaltbandes blieben in solchem Maße erhalten, daß einebein« verbessert werden. Korrektur der Oberflächengüte durch mechanischesb) 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 diewerk 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, dabrechungen entfielen. bei Fertigung nach dem Stand der Technik bei dieserb 2) bis b 6) konnten entfallen Temperatur eine für die Weiterverarbeitung aus-b 7) Schlußglühung. Die Schlußglühung erfolgte, reichende Rekristallisation nicht stattfindet. Dieabweichend vom Stand der Technik, bei nur 760° C geringere Verzunderung hat wiederum ein kürzeres undmit 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 BeziehungDas 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 nachEndprodukt) ergaben sich eine absolute Rauhtiefe von dem Beispiel 3 bisher unerreichte Eigenschaften. Beim0,4 μ (s. F i g. 6) und ein Reflexionsvermögen von 35 Vergleich der Arbeitsgänge nach dem konventionellen86 %· Verfahren mit denen des neuen Verfahrens wird auchWährend 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 dle Herstellung von 45 ursacht wkd Der Korrosionsangriff ist vor allem Zierleisten danQ sehr ^^^^, wenn auf dem betreffendenEin weiteres Bund, das nach dem Beispiel Ib) er- Stahlteil (z. B. Radkappe) einBelagausStraßenschmutzzeugt 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 deshalbb 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 ausFig. 7); das Reflexionsvermögen betrug 85%· 55 dem nach dem neuen Verfahren erzeugten Kaltbandb 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 inVerarmung 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, vorzugsweiseI 608kalt, 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 aus0,05 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 Verunreinigungenbesteht, 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 aus0,065 bis 0.135 % Kohlenstoff
0 bis 0,350 V0 Silizium0,60 bis 2,000% Mangan
13,5 bis 16,800% Chrom0,45 bis 1,800% Nickel0 bis 0,30070 Molybdän0,055 bis 0,130 % Stickstoff0,02 bis 0,300% Kupfer0 bis 0,130% Kobalt0 bis 0,050% Aluminium
Rest Eisen und Verunreinigungenbestehen. - 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
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