NL9100565A

NL9100565A - Aluminium plaat en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

Info

Publication number: NL9100565A
Application number: NL9100565A
Authority: NL
Original assignee: Hoogovens Aluminium Nv
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1991-04-02
Publication date: 1992-11-02
Also published as: DE69223435D1; ATE161056T1; EP0507411B1; DE69223435T2; EP0507411A1; ES2111035T3

Description

ALUMINIUM PLAAT EN WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN DAARVAN

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd:

Ir. Paul Mariette Clement NEUTJENS te WESTMALLE, België

De uitvinding heeft betrekking op een zachte sterk vervormbare SSF aluminium plaat met een samenstelling behorende tot de AA 5000 serie van Al-Mg-legeringen met een Mg-gehalte van meer dan 0,8% Mg, geschikt voor vervormingsdoeleinden zoals bijvoorbeeld het vervaardigen van carrosseriedelen voor automobielen door persen. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van de aluminium plaat.

Onder zacht wordt bij de in aanhef genoemde plaat verstaan de leveringstoestand van de plaat. De leveringstoestand zacht omvat in het kader van deze aanvrage niet alleen de toestand na het rekristal-liserend gloeien, maar ook die na aansluitende lichte nabewerking zoals koud nawalsen en/of vlakken of rekken.

Onder plaat wordt in het kader van deze aanvrage niet alleen verstaan door afkorten verkregen platen, maar ook bandvormige plaat op rol zolang die nog niet is afgekort.

Onder SSF (Stretcher Strain Free) wordt in het kader van deze aanvrage verstaan dat de plaat bij koudplastische vervorming vrij is van Stretcher Strain marks type A, zogenaamde Lüderlijnen. Deze | vlamachtige oneffenheden in het oppervlak van het materiaal ontstaan bij het vloeien van het materiaal en zijn voor zichtbare carrosserie-buitendelen niet aanvaardbaar omdat zij na het lakken zichtbaar blijven.

Lüderlijnen zijn eveneens bekend bij staal. Vervormingsstaal wordt daartoe in de regel koud nagewalst. Dit is bij aluminium niet gebruikelijk omdat door deze koudversteviging de vervormbaarheid in belangrijke mate verminderd.

De Al-Mg-legeringen van de 5000 serie zijn in zachte toestand zeer gevoelig voor Lüderlijnen. De klassieke manier om bij de Al-Mg- legeringen het materiaal ongevoelig te maken voor Lüderlijnen van het type A is door er voor te zorgen dat de korrelgrootte van het materiaal op einddikte groter is dan 50 μπι. Bij een korrelgrootte van meer dan 50 μπι is de kans op Lüderlijnen van het type A klein. Dit wordt bereikt door het materiaal op een dikte, groter dan de einddikte rekristalliserend zogenaamd tussen te gloeien. Bij een tweede koudwalsstap wordt het materiaal met een nauwkeurig bepaalde reductie in het gebied van 15 tot 20% op einddikte gebracht en nogmaals rekristalliserend zogenaamd eindgegloeid. Bij een grotere reductie is de korrelgrootte kleiner dan 50 μπι en treden Lüderlijnen op. Bij een kleinere reductie wordt de korrelgrootte van het materiaal na rekristallisatie zo groot dat het zogenaamde sinaasappelhuid-verschijnsel bij het persen optreedt. Al met al is de klassieke wijze voor het vervaardigen van SSF Al-Mg-plaat een nogal kritische procedure die gemakkelijk kan leiden tot klachten van de zijde van afnemers van de plaat wegens Lüderlijnen of sinaasappelhuid na het verwerken van de plaat.

Het doel van de uitvinding is een verbeterd SSF-Al-Mg-plaat-materiaal en een verbeterde werkwijze voor het vervaardigen daarvan te verschaffen.

Dit wordt bij de uitvinding bereikt doordat de korrelgrootte van de plaat na het op einddikte rekristalliserend gloeien minder dan 50 μπι, en bij voorkeur minder dan 40 μπι bedraagt. Onder korrelgrootte wordt in dit verband verstaan de gemiddelde korreldiameter volgens ASTM E 112.

Voor het verkrijgen van de SSF aluminium plaat gloeit men de bandvormige aluminium plaat op einddikte rekristalliserend in een continugloeioven met een opwarmsnelheid van de aluminium plaat in de opwarmsectie van de continugloeioven meer dan 50 °C/sec en bij voorkeur meer dan 80 °C/sec en schrikt men de plaat daarna af. Bij voorkeur warmt men de aluminium plaat in de continugloeioven homogeen op met behulp van inductieve verwarming. Tenslotte gloeit men bij voorkeur de koudgewalste plaat uitsluitend op einddikte rekristalliserend.

Klassiek materiaal wordt batch-gegloeid. Verrassenderwijs is gebleken dat continugegloeid materiaal, waarvan de korrelgrootte kleiner dan 50 μπι is, bij koudplastische vervorming geen Lüderlijnen vertoont. Tot nu toe werd door de vakman altijd aangenomen dat continugegloeid materiaal wegens de kleine korrelgrootte die bij het continugloeien wordt verkregen, niet Stretcher Strain Free zou zijn.

De uitvinding heeft vele voordelen. Ten eerste is de vervorm-baarheid van de plaat volgens de uitvinding aanzienlijk beter en is ook de elasticiteitsgrens hoger. Bij vervorming vertoont het materiaal als gevolg van de kleine korrelgrootte beslist geen sinaasappelhuid waarbij een zeer glad oppervlakte-aspect verkregen wordt in de vervormde zones. Ten tweede wordt er door de zeer korte gloeiduur aan het oppervlak van de plaat nagenoeg geen oxydelaag gevormd waardoor geen verkleuringen en minder persproblemen optreden. Ook geeft de walsolie na het koudwalsen bij continugloeien veel minder problemen doordat geen vlekvorming ten gevolge van gedeeltelijke verbranding optreedt. Zeker wanneer niet wordt tussengegloeid is het energieverbruik veel lager en is de doorlooptijd van het produkt veel korter. ,

Voorbeeld

Er zijn proeven genomen met materiaal AA 5051 A; dit is een materiaal uit de 5000 serie met 1,8% Mg en in DIN genormd als AlMg 1.8.

Er werden de volgende monsters vervaardigd:

Monster Tussengloeien Eindgloeien 15 Gloeiwijze 3) Figuren

A - v batch IA

B v v 2) batch 1B

C v v 2) continu 4) IC

D v continu 45 1D

15 op einddikte 2) reductie na tussengloeien bijvoorbeeld 15 a 20% 35 gloeiwijze eindgloeien 45 met een opwarmsnelheid van meer dan 50 °C/sec gevolgd door afschrikken

Er werden vervolgens proeven gedaan waarvan de resultaten in de figuren IA t/m 1D en in de tabel zijn weergegeven.

In de figuren IA t/m 1D is de overgang van het elastische naar het plastische gedeelte van de trek-rekgrafieken van de monsters A t/m D weergegeven.

Het blijkt dat alleen monster A een uitgesproken vloeigrens (horizontaal plateau) heeft; dit is voor de vakman een aanwijzing dat Lüderlijnen bij koudplastische vervorming kunnen optreden.

Monster B, het materiaal vervaardigd volgens de stand van de techniek, heeft geen horizontaal plateau. Echter ook bij de monsters C en D wordt geen horizontaal plateau gevonden.

Monster D moet beschouwd worden als de belangrijkste uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Tabel

15 over 50 mm.

Uit de tabel blijkt dat in het bijzonder continugloeien zonder tussengloeien een hoge breukrek oplevert.

Om de aanwezigheid van type A-lijnen met zekerheid vast te stellen werd een trekproef uitgevoerd waarbij een strip met een gepolijst oppervlak loodrecht op de walsrichting werd getrokken. Uit de tabel blijkt dat alleen bij monster A type A-lijnen optreden. De korrelgrootte van monster A is kleiner dan 50 μπι.

De korrelgrootte van monster B is als gevolg van het tussengloeien groter dan 50 μπι terwijl de korrelgrootte van de monsters C en D kleiner dan 50 μπι is.

Uit de tabel blijkt tenslotte dat bij continugloeien een significant 7% hogere Erichsenwaarde wordt verkregen bij dezelfde plaatdikte.

Er werden tenslotte praktische verwerkingsproeven gedaan. Uit platen van de monsters B, C en D werd een carrosserie-onderdeel op een industriële pers vervaardigd. Er traden geen Lüderlijnen op, maar het oppervlak van het onderdeel vervaardigd uit monsters C en D was veel gladder dan dat vervaardigd uit monster B. Het meest uitgesproken was het verschil in de sterkst vervormde zones van het onderdeel.

Claims

1. Zachte sterk vervormbare SSF aluminium plaat met een samenstelling behorende tot de AA 5000 serie van Al-Mg-legeringen met een Mg-gehalte van meer dan 0,8% Mg, geschikt voor vervormings-doeleinden zoals bijvoorbeeld het vervaardigen van carrosserie-delen voor automobielen door persen, met het kenmerk, dat de korrelgrootte van de plaat na het op einddikte rekristalliserend gloeien minder dan 50 μτα bedraagt.

2. Aluminium plaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de korrelgrootte minder dan 40 μπι bedraagt.

3. Werkwijze voor het vervaardigen van de aluminium plaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men de bandvormige aluminium plaat op einddikte rekristalliserend gloeit in een continugloeioven met een opwarmsnelheid van de aluminium plaat in de opwarmsectie van de continugloeioven van meer dan 50 °C/sec en dat men de plaat daarna afschrikt.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat men de plaat rekristalliserend gloeit met een opwarmsnelheid in de opwarmsectie van de continugloeioven van meer dan 80 °C/sec.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat men de aluminium plaat in de continugloeioven homogeen opwarmt met behulp van inductieve verwarming.

6. Werkwijze volgens conclusies 3-5, met het kenmerk, dat men de koudgewalste plaat uitsluitend op einddikte rekristalliserend gloeit.