WO2012163774A1

WO2012163774A1 - Highly conductive aluminum alloy for electrically conductive products

Info

Publication number: WO2012163774A1
Application number: PCT/EP2012/059651
Authority: WO
Inventors: Olaf Engler; Simon JUPP
Original assignee: Hydro Aluminium Rolled Products Gmbh
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2012-12-06
Also published as: ES2461994T3; PT2527479E; DK2527479T3; PL2527479T3; HRP20140423T1; EP2527479B1; EP2527479A1

Abstract

The invention relates to an aluminum alloy for electrically conductive products. The aim of the invention is to provide an aluminum alloy that has the necessary mechanical properties but an improved electric conductivity. This is achieved by an aluminum alloy that has the following alloy components in wt.%: 0.25% ≤ Si ≤ 0.7%, 0.25% ≤ Fe ≤ 0.7%, Cu < 0.1%, 0.25% ≤ Mn ≤ 0.7%, 0.25% ≤ Mg ≤ 0.7%, Cr ≤ 0.15%, Zn ≤ 0.1%, Ti ≤ 0.1%, and residual Al and unavoidable impurities, maximally 0.05% individually, maximally 0.15% in total, wherein |[Si%] - [Fe%]| ≤ 0.1%, |[Si%] - [Mn%]| ≤ 0.1%, and |[Si%] - [Mg%]| ≤ 0.1% applies for the alloy proportions of the alloy components Si, Fe, Mn and Mg.

Description

Hochlei fähige Aluminiumlegierung für elektrisch leitfähige Highly conductive aluminum alloy for electrically conductive

Produkte Products

Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung für elektrisch leitfähige Produkte, die Verwendung der Aluminiumlegierung, ein Band oder Blech hergestellt aus der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes oder Blechs. The invention relates to an aluminum alloy for electrically conductive products, the use of the aluminum alloy, a strip or sheet produced from the aluminum alloy according to the invention and a method for producing a strip or sheet.

Aluminium oder Aluminiumlegierungen werden auch für Aluminum or aluminum alloys are also used for

elektrisch leitfähige bzw. stromführende Produkte verwendet, da Aluminium bzw. die Aluminiumlegierungen eine gute electrically conductive or current-carrying products used because aluminum or aluminum alloys a good

elektrische Leitfähigkeit aufweisen. So liegt die elektrische Leitfähigkeit σ bei hoch reinem Aluminium etwa bei 36,5 MS/m. Hoch reines Aluminium ist allerdings als have electrical conductivity. Thus, the electrical conductivity σ in high-purity aluminum is about 36.5 MS / m. Highly pure aluminum is, however, as

Konstruktionswerkstoff nicht geeignet, da es häufig die geforderten mechanischen Eigenschaften, beispielsweise eine gewünschte Festigkeit oder Streckgrenze nicht erfüllt. Sind beispielsweise bei elektrisch leitfähigen bzw. stromführenden Produkten auch mechanische Eigenschaften gefragt, muss eine signifikante Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit in Kauf genommen werden, um die gewünschten mechanischen Construction material is not suitable because it often does not meet the required mechanical properties, such as a desired strength or yield strength. If mechanical properties are also required for electrically conductive or current-carrying products, for example, a significant reduction in the electrical conductivity must be taken into account in order to achieve the desired mechanical properties

Eigenschaften bereitzustellen. Darüber hinaus sind die Kosten von hoch reinem Aluminium sehr hoch, so dass entsprechend hergestellte Produkte aus reinem Aluminium relativ teuer in ihrer Herstellung sind. Häufig für die Konstruktion To provide properties. Moreover, the cost of high purity aluminum is very high, so that correspondingly manufactured pure aluminum products are relatively expensive to manufacture. Often for the construction

verwendete Aluminiumlegierungen wie beispielsweise die used aluminum alloys such as the

Aluminiumlegierung vom Typ AA 5xxx weisen dagegen elektrische Leitfähigkeiten im Bereich von 15 bis 25 MS/m auf, so dass - - diese wiederum nicht ideal für die Verwendung in elektrisch leitfähigen Produkten anzusehen sind. On the other hand, aluminum alloys of type AA 5xxx have electrical conductivities in the range of 15 to 25 ms / m, so that - - These in turn are not ideal for use in electrically conductive products.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Aluminiumlegierung vorzuschlagen, welche die notwendigen mechanischen Eigenschaften aufweist und dennoch eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit besitzt. Darüber hinaus sollen vorteilhafte Verwendungen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines aus der On this basis, the present invention has the object to provide an aluminum alloy, which has the necessary mechanical properties and yet has an improved electrical conductivity. In addition, advantageous uses and a method for producing a from the

erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung bestehenden Bandes oder Blechs vorgeschlagen werden. aluminum alloy according to the invention existing band or sheet are proposed.

Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die aufgezeigte Aufgabe durch eine Aluminiumlegierung gelöst, welche die folgenden Legierungsbestandteile in Gew . -% aufweist : According to a first teaching of the present invention, the object indicated is achieved by an aluminum alloy containing the following alloy constituents in wt. -% having :

0,25 % < Si < 0,7 %, 0.25% <Si <0.7%,

0,25 % < Fe < 0,7 %, 0.25% <Fe <0.7%,

Cu < 0,1 %, Cu <0.1%,

0,25 % < Mn < 0,7 %, 0.25% <Mn <0.7%,

0,25 % < Mg < 0,7 %, 0.25% <Mg <0.7%,

Cr < 0,15 %, Cr <0.15%,

Zn < 0,1 %, Zn <0.1%,

Ti < 0,1 %, Ti <0.1%,

Rest AI und unvermeidbare Verunreinigungen einzeln maximal Rest AI and unavoidable impurities individually max

0,05 %, in Summe maximal 0,15 % , wobei für die 0,05%, in total not more than 0,15%, whereby for the

Legierungsanteile der Legierungsbestandteile Si, Fe, Mn und Alloy components of the alloy components Si, Fe, Mn and

Mg gilt: Mg applies:

I [Si%] - [Fe%]| < 0, 1 % und I [Si%] - [Fe%] | <0, 1% and

I [Si%] - [Mn%]| < 0,1 % und [Si%] - [Mg%]| < 0,1 %. I [Si%] - [Mn%] | <0.1% and [Si%] - [Mg%] | <0.1%.

Die Erfinder haben herausgefunden, dass zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit der Ausscheidungsgrad von The inventors have found that to improve electrical conductivity, the degree of precipitation of

Legierungsbestandteilen in der Aluminiumlegierung erhöht werden muss , damit die Aluminiumlegierung möglichst wenig Legierungsbestandteile in der Aluminiummatrix in gelöstem Zustand aufweist. Durch die erfindungsgemäße Alloy components in the aluminum alloy must be increased so that the aluminum alloy has as few alloy components in the aluminum matrix in a dissolved state. By the invention

Aluminiumlegierungszusammensetzung wird erreicht, dass die Ausscheidung von intermetallischen Phasen in Form von Aluminum alloy composition is achieved that the precipitation of intermetallic phases in the form of

quaternären intermetallischen Phasen beispielsweise for example, quaternary intermetallic phases

AI ( Fe , Mn) Si , ternäre Phasen in Form von beispielsweise AlFeSi und binäre Phasen beispielsweise in Form von Mg₂Si bei Al (Fe, Mn) Si, ternary phases in the form of, for example, AlFeSi and binary phases, for example in the form of Mg ₂ Si at

Raumtemperatur unterstützt wird. Im Ergebnis werden die genannten intermetallischen Phasen leichter ausgeschieden. Die Legierungsbestandteile sind in geringerem Maße in der Aluminiummatrix gelöst . Hierdurch wird die elektrische Room temperature is supported. As a result, said intermetallic phases are more easily precipitated. The alloying components are less dissolved in the aluminum matrix. As a result, the electric

Leitfähigkeit der Aluminiumlegierung deutlich verbessert, da weniger Legierungsbestandteile in gelöstem Zustand vorliegen. Die Anteile an Si, Fe, Mn und Mg liegen zwischen 0,25 Gew. -% bis 0,7 Gew.-%, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung zu gewährleisten. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung dadurch aus, dass für die Anteile an Si, Fe, Mn und Mg gilt: Conductivity of the aluminum alloy significantly improved because less alloying ingredients are present in a dissolved state. The proportions of Si, Fe, Mn and Mg are between 0.25% by weight to 0.7% by weight in order to ensure the desired mechanical properties of the aluminum alloy. In addition, the aluminum alloy according to the invention is characterized in that the following applies to the proportions of Si, Fe, Mn and Mg:

[Si%] - - [Fe%]| < Q. [Si%] - - [Fe%] | <Q.

o, 1 0 und o, 1 0 and

[Si%] - - [Mn%]| < o, 1 0, [Si%] - - [Mn%] | <o, 1 0,

o und o and

[Si%] - - [Mg%]| < o, 1 g, [Si%] - - [Mg%] | <o, 1 g,

o _f so dass ein möglichst hoher Anteil intermetallischen Phasen ausgeschieden wird. Der Kupfergehalt von < 0,1 Gew . -% verbessert zusätzlich das o _f so that the highest possible proportion of intermetallic phases is eliminated. The copper content of <0.1 wt. -% additionally improves that

Ausscheidungsverhalten der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung. Dispersoidbildner wie Cr müssen auch relativ geringe Anteile aufweisen, vorliegend maximal 0,15 Gew. -%, bevorzugt 0,1 Gew. -% . Zink und Titan sollten darüber hinaus auch weniger als 0,1 Gew . -% aufweisen, da anderenfalls die Ausscheidung der intermetallischen Phasen sich Excretion behavior of the invention Aluminum alloy. Dispersoid formers such as Cr must also have relatively small proportions, in this case not more than 0.15% by weight, preferably 0.1% by weight. In addition, zinc and titanium should also less than 0.1 wt. -%, otherwise the precipitation of intermetallic phases

verschlechtert. Dadurch dass die Legierungsbestandteile Fe, Mn und Mg relativ zu Silizium in einem festen Korridor von +/- 0,1 Gew . -% in der Aluminiumlegierung enthalten sind, wird der Anteil an bei Raumtemperatur in ausgeschiedenem Zustand vorliegenden quaternären und ternären intermetallischen deteriorated. The fact that the alloying components Fe, Mn and Mg relative to silicon in a fixed corridor of +/- 0.1 wt. -% are contained in the aluminum alloy, the proportion of quaternary and ternary intermetallic present at room temperature in a precipitated state

Phasen deutlich erhöht. Bevorzugt gilt dieser enge Korridor auch für die Legierungsbestandteile Fe, Mn und Mg auch untereinander, d.h. bevorzugt gilt zusätzlich: Phases increased significantly. Preferably, this narrow corridor also applies to the alloying constituents Fe, Mn and Mg among themselves, i. in addition:

I [Mn%] - [Fe%]| < 0,1 % und I [Mn%] - [Fe%] | <0.1% and

I [Mg%] - [Mn%]| < 0,1 % und I [Mg%] - [Mn%] | <0.1% and

I [Fe%] - [Mg%]| < 0,1 %. I [Fe%] - [Mg%] | <0.1%.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Aluminiumlegierung weist die Aluminiumlegierung die folgenden Legierungsbestandteile in Gew . -% auf: According to a first aspect of the aluminum alloy, the aluminum alloy has the following alloy components in weight. -% on:

0,4 % < Si < 0,6 %, 0.4% <Si <0.6%,

0,4 % < Fe < 0,6 % , 0.4% <Fe <0.6%,

Cu < 0,05 %, Cu <0.05%,

0, 4 % < Mn < 0, 6 %, 0, 4% <Mn <0, 6%,

0,4 % < Mg < 0,6 %, 0.4% <Mg <0.6%,

Cr < 0,15 %, Cr <0.15%,

Zn < 0,05 %, Zn <0.05%,

Ti < 0,05 %, Ti <0.05%,

Rest AI und unvermeidbare Verunreinigungen einzeln maximal 0,05 %, in Summe maximal 0,15 %, wobei für die Rest AI and unavoidable impurities individually a maximum of 0.05%, in total not more than 0.15%, wherein for the

Legierungsanteile der Legierungsbestandteile Si, Fe, Mn und Mg gilt: Alloy components of the alloy components Si, Fe, Mn and Mg applies:

I [Si%] - [Fe%]| < 0, 1 % und I [Si%] - [Fe%] | <0, 1% and

! [Si%] - [Mn%]| < 0, 1 % und ! [Si%] - [Mn%] | <0, 1% and

I [Si%] - [Mg%]| < 0,1 %. I [Si%] - [Mg%] | <0.1%.

Die Beschränkung der Legierungsbestandteile von Si, Fe, Mn und Mg auf einen Korridor von 0,4 Gew.-% bis 0,6 Gew.-%, verbessert die Ausscheidung der intermetallischen Phasen. Zusätzlich wird durch die Verringerung der Anteile an Cu, Zn und Ti erreicht, dass noch weniger Legierungsbestandteile in Lösungen vorliegen. Im Ergebnis kann die elektrische Limiting the alloying components of Si, Fe, Mn and Mg to a range of 0.4% to 0.6% by weight improves the precipitation of the intermetallic phases. In addition, by reducing the proportions of Cu, Zn and Ti, it is achieved that even fewer alloying constituents are present in solutions. As a result, the electric

Leitfähigkeit bei gleichbleibenden mechanischen Eigenschaften noch einmal gesteigert werden. Dies gilt auch sofern der Si-Gehalt den Mg-Gehalt übersteigt, da dann Silizium sowohl die bevorzugt ausgebildeten Mg₂-Si als auch die übrigen quaternären und ternären Conductivity be increased again with constant mechanical properties. This also applies if the Si content exceeds the Mg content, since then silicon both the preferably formed Mg ₂ -Si and the other quaternary and ternary

intermetallischen Phasen bilden kann, welche dann in can form intermetallic phases, which then in

ausgeschiedenem Zustand in der Aluminiumlegierung bei precipitated state in the aluminum alloy

Raumtemperatur vorliegen. Room temperature are present.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung in Bezug auf ihre elektrische Leitfähigkeit dadurch weiter verbessert werden, dass für die Legierungsanteile der Finally, the aluminum alloy according to the invention can be further improved with regard to its electrical conductivity by virtue of the fact that, for the alloy components, the

Legierungsbestandteile Si, Fe, Mn und Mg gilt: Alloy components Si, Fe, Mn and Mg are:

I [Si%] - [Fe%]| < 0, 05 % und I [Si%] - [Fe%] | <0, 05% and

I [Si%] - [ Mn% ] | < 0,05 % und I [Si%] - [Mn%] | <0.05% and

I [Si%] - [Mg%]| < 0, 05 %, - - wobei bevorzugt für die Legierungsbestandteile Fe, Mn und Mg untereinander gilt ebenfalls zusätzlich: I [Si%] - [Mg%] | <0, 05%, - - where preferred for the alloying constituents Fe, Mn and Mg among themselves also applies in addition:

I [Mn%] - [Fe%]| < 0, 05 % und I [Mn%] - [Fe%] | <0, 05% and

I [Mg%] - [Mn%]| < 0,05 % und I [Mg%] - [Mn%] | <0.05% and

I [Fe%] - [Mg%]| < 0,05 %. I [Fe%] - [Mg%] | <0.05%.

Fe, Si, Mn und Mg-Gehalt der Aluminiumlegierung liegen dann in einem extrem engen Korridor und führen daher zu einer besonders bevorzugten Ausbildung der intermetallischen, ausgeschiedenen Phasen. Fe, Si, Mn and Mg content of the aluminum alloy are then in an extremely narrow corridor and therefore lead to a particularly preferred formation of the intermetallic, precipitated phases.

Aufgrund der besonders guten elektrischen Leitfähigkeit ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung für elektrisch leitfähige oder stromführende Produkte besonders vorteilhaft. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Due to the particularly good electrical conductivity, the use of the aluminum alloy according to the invention for electrically conductive or current-carrying products is particularly advantageous. In particular, the inventive

Aluminiumlegierung neben der sehr guten elektrischen Aluminum alloy next to the very good electric

Leitfähigkeit auch gute mechanische Eigenschaften Conductivity also good mechanical properties

bereitstellen, so dass entsprechende Produkte auch als provide, so that corresponding products as well

Konstruktionsteile verwendbar sind. Construction parts are usable.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung für ein elektrisch leitfähiges Teil einer Schaltungsanordnung, eine Leiterbahn, einen elektrisch leitfähigen Steckverbinder, eine elektrische Platine, ein Kabel, ein Flachbandkabel oder ein Elektrodenblech verwendet. Allen Verwendungen ist gemein, dass diese einerseits sehr gute elektrische Leitfähigkeiten erfordern, um einen According to a further embodiment, the aluminum alloy according to the invention is used for an electrically conductive part of a circuit arrangement, a conductor track, an electrically conductive connector, an electrical circuit board, a cable, a ribbon cable or an electrode sheet. All uses have in common that these on the one hand require very good electrical conductivities to one

möglichst geringen elektrischen Widerstand aufzuweisen. have the lowest possible electrical resistance.

Andererseits können die elektrisch leitfähigen Teile einer Schaltungsanordnung, also als auch Leiterbahnen, On the other hand, the electrically conductive parts of a circuit arrangement, so as well as tracks,

Steckverbinder, Platinen, Kabel, Flachbandkabel aber auch Elektrodenbleche Anforderungen an die mechanischen _ - Connectors, circuit boards, cables, ribbon cables but also electrode plates requirements for mechanical _ -

Eigenschaften erfüllen, welche von hochleitfähigem Meet characteristics of highly conductive

Reinaluminium nicht erreicht werden. Mithin können auch in der Konstruktion einsetzbare, hochleitfähige Produkte, welche zumindest teilweise aus der erfindungsgemäßen Pure aluminum can not be achieved. Thus, also in the construction usable, highly conductive products which at least partially from the inventive

Aluminiumlegierung bestehen, bereitgestellt werden. Aluminum alloy exist, be provided.

Gemäß einer weiteren Lehre der vorliegenden Erfindung wird die aufgezeigte Aufgabe durch ein Band oder Blech bestehend aus einer erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung gelöst, wobei das Band oder Blech nach einer Rückglühung bei 250 °C für 1 - 4 Stunden eine Streckgrenze R_Po, 2 von mehr als 140 MPa und eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 31 MS/m, According to another teaching of the present invention, the object is achieved by a band or sheet consisting of an aluminum alloy according to the invention, wherein the strip or sheet after annealing at 250 ° C for 1-4 hours a yield strength R _P o, 2 of more than 140 MPa and an electrical conductivity of more than 31 MS / m,

vorzugsweise mehr als 31,5 MS/m bei Raumtemperatur aufweist. Die herausragenden Eigenschaften mit sehr hoher elektrischer Leitfähigkeit und dennoch guter Streckgrenze ermöglichen es, das Band oder das Blech für die unterschiedlichsten preferably more than 31.5 MS / m at room temperature. The outstanding properties with very high electrical conductivity and yet good yield strength make it possible for the band or the sheet metal for the most diverse

Verwendungen, wie sie beispielsweise zuvor genannt worden sind, zu verwenden und gleichzeitig extrem geringe Uses, such as those mentioned above, to use and at the same time extremely low

elektrische Widerstände bei der Stromführung bereitzustellen . provide electrical resistances in the power supply.

Gemäß einer v/eiteren Lehre der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes oder Blechs aus einer erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung bereitgestellt, bei welchem ein Walzbarren aus einer entsprechenden According to a further teaching of the present invention, there is provided a method of manufacturing a strip or sheet from an aluminum alloy according to the invention, wherein a billet is formed from a corresponding billet

Aluminiumlegierung hergestellt wird, der Walzbarren für einen Zeitraum von 2 - 12 Stunden bei 550 °C bis 610 °C homogenisiert wird, auf einer Temperatur von 380 °C - 500 °C abgekühlt und bei dieser Temperatur für mindestens eine Stunde gehalten wird, der Walzbarren anschließend bei einer Temperatur von 280 °C - 500 °C warm gewal zt wird und optional einer Aluminum ingot is homogenized, the ingot for a period of 2 - 12 hours at 550 ° C to 610 ° C, cooled to a temperature of 380 ° C - 500 ° C and held at this temperature for at least one hour, the ingot is then hot rolled at a temperature of 280 ° C - 500 ° C and optionally one

Warmbandglühung bei einer Temperatur von 280°C - 380 °C für mehr als einer Stunde unterzogen wird und anschließend optional auf Enddicke kaltgewalzt wird. Der bei der Is subjected to hot strip annealing at a temperature of 280 ° C - 380 ° C for more than one hour and then optionally cold rolled to final thickness. The at the

Homogenisierung sich einstellende Ausscheidungsgrad wird durch die Abkühlung auf eine Temperatur von 380 °C - 500 °C unmittelbar anschließend an das Homogenisieren verbessert. Die Warmwalztemperaturen von 280 °C - 500 °C sind gegenüber den üblichen Warmwalztemperaturen, welche bis zu max. 550 °C betragen, leicht verringert. Hierdurch soll erreicht werden, dass durch das Warmwalzen nicht erneut Legierungsbestandteile in Lösungen übergehen, sondern vielmehr im ausgeschiedenen Zustand verbleiben. Das so hergestellte Warmband weist aufgrund des Ausscheidungszustandes sehr hohe Leitfähigkeiten auf und kann daher kostengünstig zur Herstellung von Homogenization precipitation degree is improved by cooling to a temperature of 380 ° C - 500 ° C immediately after homogenization. The hot rolling temperatures of 280 ° C - 500 ° C are compared to the usual hot rolling temperatures, which up to max. 550 ° C, slightly reduced. This is intended to ensure that the hot rolling does not change alloy constituents into solutions again, but rather remains in the precipitated state. Due to the state of precipitation, the hot strip produced in this way has very high conductivities and can therefore be used cost-effectively for the production of

Kathodenblechen verwendet werden. Dies gilt auch für die sich optional nach der Warmbandfertigung anschließende Cathode sheets are used. This also applies to the optionally following the hot strip production subsequent

Warmbandglühung, welche bei relativ niedrigen Temperaturen von 280 °C - 380 °C durchgeführt wird. Auch hier wird versucht über die moderaten Temperaturen keine weiteren großen Mengen an Legierungsbestandteile in Lösung übergehen zu lassen. An diesem Lösungszustand ändert sich prinzipiell auch durch das abschließende Kaltwalzen auf Enddicke nichts, so dass ein so hergestelltes Band sehr gute elektrische als auch mechanische Eigenschaften aufweist. Hot strip annealing, which is carried out at relatively low temperatures of 280 ° C - 380 ° C. Here, too, it is attempted to pass over the moderate temperatures no further large amounts of alloy components in solution. At this solution state, in principle, nothing changes even by the final cold rolling to final thickness, so that a band produced in this way has very good electrical and mechanical properties.

Alternativ kann der Walzbarren nach dem Homogenisieren auch auf Raumtemperatur abgekühlt werden und vor dem Warmwalzen erneut auf eine Temperatur von 380 °C - 520 °C erwärmt werden. Dies erleichtert die Logistik bei der Herstellung der Bänder, ohne dass es zu signifikanten Einbußen der mechanischen oder elektrischen Eigenschaften kommt. Wiederum erreicht man durch die moderaten Temperaturen, dass in ausgeschiedenem Zustand vorliegende Legierungsbestandteile nicht erneut in Lösung gehen . Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden während des Kaltwalzens eine oder mehrere Zwischenglühungen bei einer Temperatur von 300 °C - 450°C für eine Stunde bis 4 Stunden durchgeführt. Zwischenglühungen werden üblicherweise zur Einsteilung der mechanischen Alternatively, after homogenization, the ingot may be cooled to room temperature and reheated to a temperature of 380 ° C - 520 ° C prior to hot rolling. This facilitates the logistics in the production of the tapes, without causing any significant loss of mechanical or electrical properties. Again, the moderate temperatures mean that alloyed constituents present in a precipitated state do not go into solution again. According to a further embodiment of the method according to the invention, one or more intermediate anneals are performed during the cold rolling at a temperature of 300 ° C - 450 ° C for one hour to 4 hours. Zwischenglühungen are usually for the division of the mechanical

Eigenschaften des kalt gewalzten Bandes an Enddicke Properties of cold rolled strip at final thickness

durchgeführt . Schließlich kann das erfindungsgemäße Verfahren dadurch weiter ausgestaltet werden, dass das fertig gewalzte Band einer Rückglühung bei einer Temperatur von 200 °C - 350 °C für mindestens eine Stunde unterzogen wird. Durch die Rückglühung in diesem Temperaturbereich wird nicht nur die mechanische Umformbarkeit des Bandes signifikant verbessert, sondern auch die Bildung von ausgeschiedenen intermetallischen Phasen unterstützt. Die elektrische Leitfähigkeit kann bei dem erfindungsgemäßen Band durch eine Rückglühung noch einmal gesteigert werden. carried out . Finally, the method according to the invention can be further developed by subjecting the finished rolled strip to a re-annealing at a temperature of 200 ° C.-350 ° C. for at least one hour. The annealing in this temperature range not only significantly improves the mechanical formability of the strip, but also supports the formation of precipitated intermetallic phases. The electrical conductivity can be increased again in the strip according to the invention by a Rückglühung.

Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in den Figuren 1 bis 5 schematisch Ausführungsbeispiele vorteilhafter Verwendungen der erfindungsgemäßen The invention will now be explained in more detail with reference to embodiments and a drawing. The drawing shows in the figures 1 to 5 schematically embodiments of advantageous uses of the invention

Aluminiumlegierung . Aluminum alloy.

In Tabelle 1 sind zwei erfindungsgemäße Aluminiumlegierungen mit ihren Legierungsbestandteilen in Gew . -% angegeben . Die Legierungen A und B ähneln sich sehr und unterscheiden sich lediglich signifikant im Titangehalt . Gemäß den in der Table 1 shows two aluminum alloys according to the invention with their alloy constituents in wt. -% specified. The alloys A and B are very similar and differ only significantly in the titanium content. According to the in the

Tabelle 1 angegebenen Werten entsprechen die Table 1 values correspond to the

Ausführungsbei spiele einer weiter optimierten Aluminiumlegierung mit folgenden Legierungsbestandteilen in Gew. -% : Ausführungsbei games a further optimized Aluminum alloy with the following alloy constituents in% by weight:

0, 40 % < Si < 0,50 %, 0, 40% <Si <0.50%,

0,40 % < Fe < 0,50 %, 0.40% <Fe <0.50%,

Cu < 0,05 %, Cu <0.05%,

0,40 % < Mn < 0,50 %, 0.40% <Mn <0.50%,

0, 35 % < Mg < 0,45 %, 0.35% <Mg <0.45%,

Cr < 0,03 %, Cr <0.03%,

Zn < 0,04 %, Zn <0.04%,

Ti < 0,05 %, Ti <0.05%,

Rest AI und unvermeidbare Rest AI and unavoidable

%, in Summe maximal 0,15 %, wobei für die Legierungsanteile der Legierungsbestandteile Si, Fe, Mn und Mg gilt: %, in total not more than 0.15%, whereby for the alloying proportions of the alloy components Si, Fe, Mn and Mg:

[Fe%]| < 0,05 [Fe%] | <0.05

[Mn%]| < 0,05 [Mn%] | <0.05

[Mg%]| < 0,05 Tabelle 1

[Mg%] | <0.05 Table 1

Die Legierungsbeispiele A und B erfüllen darüber hinaus die Gleichungen : The alloy examples A and B also fulfill the equations:

I [Mn%] - [Fe%]| < 0, 05 % und I [Mn%] - [Fe%] | <0, 05% and

I [Mg%] - [Mn%]| < 0,05 % und I [Mg%] - [Mn%] | <0.05% and

I [Fe%] - [Mg%]| < 0,05 % . Die Legierungsbeispiele A und B wurden dann mit zwei I [Fe%] - [Mg%] | <0.05%. The alloy examples A and B were then given two

verschiedenen Verfahren gemäß der Variante I und II zu various methods according to variants I and II

Bändern und anschließend zu Blechen gefertigt, wobei sich die Variante I von der Variante II insbesondere durch das Ribbons and then made into sheets, with variant I of the variant II in particular by the

Vorbereiten des Walzbarrens und des Warmwalzens Preparing the rolling ingot and hot rolling

unterscheidet. Gemäß Variante I wurde der Walzbarren für 4 Stunden bei 550°C - 610°C homogenisiert und anschließend über 2 Stunden auf 400 °C - 500 °C gehalten und dem Warmwalzen zugeführt. Im Gegensatz dazu wurde bei der Verfahrensvariante II eine Homogenisierung für 12 Stunden bei 550 °C - 610 °C durchgeführt, der Walzbarren anschließend auf Raumtemperatur erkaltet und vor dem Warmwalzen auf 400 °C - 500 °C erwärmt. different. According to variant I, the ingot was homogenized for 4 hours at 550 ° C - 610 ° C and then kept for 2 hours at 400 ° C - 500 ° C and fed to the hot rolling. In contrast, in the process variant II, a homogenization for 12 hours at 550 ° C - 610 ° C was performed, the ingot then cooled to room temperature and heated to 400 ° C before hot rolling to 400 °.

Der Walzbarren wurde dann bei beiden Varianten auf eine Warmbanddicke von 7,5 mm warm gewalzt. Anschließend fand eine Warmbandglühung bei einer Temperatur von 300°C - 350°C für mehr als eine Stunde statt. Das so hergestellte Warmband wurde auf eine Dicke von 2,0 mm mit und ohne Zwischenglühung kalt gewalzt und einer Rückglühung mit verschiedenen The ingot was then hot rolled in both variants to a hot strip thickness of 7.5 mm. Subsequently, a hot strip annealing at a temperature of 300 ° C - 350 ° C for more than one hour instead. The hot strip thus produced was cold rolled to a thickness of 2.0 mm with and without intermediate annealing and annealed with various

Temperaturen zugeführt. Die Rückglühtemperaturen betrugen in den unterschiedlichen Versuchen 200 °C, 250 °C, 300 °C und 350 °C . Eine Übersicht über die Parameter der Temperatures supplied. The annealing temperatures were 200 ° C, 250 ° C, 300 ° C and 350 ° C in the different experiments. An overview of the parameters of

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Tabelle 2 dargestellt. Exemplary embodiments of the method according to the invention are shown in Table 2.

Tabelle 2 Table 2

Variante 1 Variante II Variant 1 Variant II

Homogenisierung für 4h bei 550- 610 °C, Homogenisierung für 12h bei 550 °C bis 610 Homogenization for 4 h at 550-610 ° C, homogenization for 12 h at 550 ° C to 610

2 h auf 400 °C bis 500 °C halten, °c, Hold at 400 ° C to 500 ° C for 2 h, ° c,

Zuführung dem Warmwalzen auf Raumtemperatur erkalten lassen, Allow the feed to cool to room temperature after hot rolling,

Barren vor dem Warmwalzen auf 400 °C bis Ingots before hot rolling to 400 ° C until

500 °C erwärmen Heat to 500 ° C

Warmwalzen auf 7,5 mm Hot rolling to 7.5 mm

Warmbandglühung bei 300°C bis 350 °C Hot strip annealing at 300 ° C to 350 ° C

Kaltwalzen auf 2,0 mm mit /ohne Zwischenglühung Cold rolling to 2.0 mm with / without intermediate annealing

Rückglühung bei einer Temperatur von Annealing at a temperature of

200 °C, 250 °C, 300 °C und 350 °C 200 ° C, 250 ° C, 300 ° C and 350 ° C

Die daraus hergestellten Bänder wurden in einem The tapes produced from it were in a

zertifizierten Labor gemäß DIN in Bezug auf die Bruchdehnungcertified laboratory according to DIN in terms of elongation at break

Ä80mm, a f ihre Streckgrenze R O , 2 und Zugfestigkeit R_M sowie auf ihre elektrische Leitfähigkeit σ untersucht . Die Ä80mm, af their yield strength RO, 2 and tensile strength R _M as well as their electrical conductivity σ studied. The

Messergebnisse sind in Tabelle 3 eingetragen . Measurement results are listed in Table 3.

Tabelle 3 Table 3

Nicht überraschend wurde festgestellt, dass abhängig von der Temperatur der Rückglühung die Werte für die Festigkeit ,Not surprisingly, it was found that, depending on the temperature of the annealing, the values for the strength,

Bruchdehnung und elektrische Leitfähigkeit stark variieren . Bei einer Rückglühtemperatur von bis zu 250 °C und einer Rückglühdauer von mindestens 1 Stunde betrug die Streckgrenze der gemäß der Variante I und I I gefertigten Bleche noch über 140 MPa , während die Bruchdehnung und die elektrische Elongation at break and electrical conductivity vary greatly. At a annealing temperature of up to 250 ° C and a Rückglühdauer of at least 1 hour, the yield strength of the manufactured according to the variant I and I I sheets was still more than 140 MPa, while the elongation at break and the electrical

Leitfähigkeit gegenüber dem walzharten Zustand deutlich erhöht werden konnten . Conductivity compared to the hard rolling condition could be significantly increased.

Bei einer Rückglühtemperatur von 300 °C und höher sowie einer Rückglühdauer von mehr als 1 Stunde betrug die Streckgrenze der gemäß der Variante I und II gefertigten Bleche ca. 40 MPa . Die Leitfähigkeitswerte konnten durch die Rückglühung signifikant erhöht werden, jedoch bewegen sich diese auch im walzharten Zustand deutlich über denen von konventionellen Aluminiumlegierungen, die im Bereich zwischen 15 und 29 MS/m liegen. Die elektrische Leitfähigkeit von mehr als 30 MS/m liegen nahe an den Werten von hoch reinem Aluminium. Wie nicht anders zu erwarten war, änderte sich zunehmender At a annealing temperature of 300 ° C and higher and a Rückglühdauer longer than 1 hour, the yield strength the sheets produced according to variants I and II about 40 MPa. The conductivity values could be significantly increased by the annealing, but even in the hard-rolled state they are significantly higher than those of conventional aluminum alloys, which are in the range between 15 and 29 MS / m. The electrical conductivity of more than 30 MS / m is close to the values of high-purity aluminum. As was to be expected, it changed more and more

Rückglühungstemperatur insbesondere auch mit abnehmender Streckgrenze die Bruchdehnung Aeomm, wobei diese auf einenRückglühungstemperatur especially with decreasing yield strength, the elongation at break Aeomm, this on a

Wert von 37,5 % - 40 % anwuchs. Insgesamt zeigte sich, dass abgesehen von der Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit σ bei Erhöhung der Rückglühtemperaturen unabhängig von den eingestellten mechanischen Eigenschaften sehr hohe Value of 37.5% - 40% growth. Overall, it was found that, apart from the increase in the electrical conductivity σ, as the annealing temperatures are raised, very high values are independent of the set mechanical properties

elektrische Leitfähigkeiten oberhalb von 30 MS/m zur electrical conductivities above 30 MS / m to

Verfügung gestellt werden können. Can be made available.

Wie an den Beispielen Nr. 1 und Nr. 9 zu erkennen ist, erreichen auch die Warmbänder bereits sehr hohe Werte für die elektrische Leitfähigkeit. Beispielsweise Kathodenbleche für die Zinkelektrolyse können daher nur durch Warmwalzen und damit sehr kostengünstig aus der erfindungsgemäßen As can be seen from examples no. 1 and no. 9, the hot strips already achieve very high values for the electrical conductivity. For example, cathode sheets for zinc electrolysis can therefore only by hot rolling and thus very inexpensively from the inventive

Aluminiumlegierung hergestellt werden. Die besonderen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Aluminum alloy can be produced. The special properties of the invention

Aluminiumlegierung machen sich insbesondere dann bemerkbar, sofern gute mechanische und sehr gute elektrische Aluminum alloys are particularly noticeable if good mechanical and very good electrical

Leitfähigkeitseigenschaften gefordert werden. Dies ist beispielsweise bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Steckverbinder 1 der Fall. Über den Conductivity properties are required. This is the case, for example, in the connector 1 shown schematically in FIG. On the

Steckverbinder 1 werden zwei stromführende Kabel oder Schienen 2a, 2b miteinander elektrisch leitend verbunden. Die Steckverbinder 1 benötigen dabei eine gute mechanische Connectors 1 are two live cables or Rails 2a, 2b connected electrically conductive. The connectors 1 need a good mechanical

Festigkeit, um eine ausreichend sichere Verbindung zu den Kabeln respektive Schienen 2a, 2b auszubilden und Strength to form a sufficiently secure connection to the cables or rails 2a, 2b and

gleichzeitig einen möglichst geringen elektrischen at the same time the lowest possible electrical

Widerstand . Resistance.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer vorteilhaften Another embodiment of an advantageous

Verwendung der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung zeigt Fig. 2. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Use of the aluminum alloy according to the invention is shown in FIG. 2. FIG. 2 shows an exemplary embodiment of FIG

elektrischen Platine 3 beispielsweise eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Leiterbahnen 4, die Teil einer illustrated electrical board 3, for example, a motor vehicle. The tracks 4, the part of a

Schaltungsanordnung sind, bestehen aus der erfindungsgemäßOen Aluminiumlegierung und ergeben somit die notwendige Circuitry are made of the invention according to the invention aluminum alloy and thus provide the necessary

Festigkeit der Platine. Darüber hinaus erleichtert die im Vergleich zu hochreinem Aluminium deutlich verbesserte Strength of the board. In addition, the significantly improved compared to high-purity aluminum

Festigkeit auch die Herstellung solcher Platinen aufgrund der verbesserten Handhabbarkeit der Leiterbahnen 4, da diese eine höhere Festigkeit aufweisen. Strength and the production of such boards due to the improved handling of the tracks 4, since they have a higher strength.

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Fig. 3 shows in a perspective view a

Elektrodenblech 5, welches beispielsweise bei der Electrode plate 5, which, for example, in the

Zinkelektrolyse eingesetzt werden kann und aus der Zinkelelektroolyse can be used and from the

erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung besteht. In Fig. 3 ist zudem ein Kathodenblechhalter 5a schematisch dargestellt, der üblicherweise aber aus einer anderen Aluminiumlegierung besteht. Das Elektrodenblech 5 weist damit die notwendige mechanische Stabilität auf und ermöglicht einen verringerten elektrischen Widerstand bei der Zinkelektrolyse. aluminum alloy according to the invention. In Fig. 3, a cathode plate holder 5a is also shown schematically, but usually consists of a different aluminum alloy. The electrode sheet 5 thus has the necessary mechanical stability and allows a reduced electrical resistance in the zinc electrolysis.

Schließlich zeigen die Fig. 4 und 5 ein Kabel 6 bzw. ein Flachbandkabel 7, deren Leiter 6a bzw. 7a aus der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung bestehen. Auch Kabel 4 bzw. Flachbandkabel 5 müssen mechanische Anforderungen erfüllen, welche durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung ohne weiteres erfüllt werden. Zudem stellt die Verwendung der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung einen kostengünstigen Ersatz von hochreinem Aluminium in den Kabeln dar . Finally, Figs. 4 and 5, a cable 6 and a ribbon cable 7, whose head 6a and 7a from the consist of aluminum alloy according to the invention. Also cable 4 or ribbon cable 5 must meet mechanical requirements, which are readily met by the use of aluminum alloy according to the invention. In addition, the use of the aluminum alloy according to the invention represents a cost-effective replacement of high-purity aluminum in the cables.

Claims

Patentan sprüche Patent claims

1. Aluminiumlegierung für elektrisch leitfähige Produkte, welche die folgenden Legierungsbestandteile in 1. Aluminum alloy for electrically conductive products containing the following alloying components in

Gewichtsprozent aufweist: Weight percent comprises:

0,25 % < Si < 0,7 %, 0.25% <Si <0.7%,

0,25 % < Fe < 0,7 %, 0.25% <Fe <0.7%,

Cu < 0,1 %, Cu <0.1%,

0,25 % < Mn < 0,7 %, 0.25% <Mn <0.7%,

0,25 % < Mg < 0,7 %, 0.25% <Mg <0.7%,

Cr < 0,15 %, Cr <0.15%,

Zn < 0,1 %, Zn <0.1%,

Ti < 0,1 %, Ti <0.1%,

Rest AI und unvermeidbare Verunreinigungen einzeln maximal 0,05 %, in Summe maximal 0,15 %, Remainder AI and unavoidable impurities individually a maximum of 0.05%, in total a maximum of 0.15%,

wobei für die Legierungsanteile der where for the alloy shares of

I [Si%] - [Fe%]| < 0, 1 % und I [Si%] - [Fe%] | <0, 1% and

I [Si%] - [Mn%]| < 0,1 % und I [Si%] - [Mn%] | <0.1% and

I [Si%] - [Mg%]| < 0,1 %. I [Si%] - [Mg%] | <0.1%.

2. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, 2. Aluminum alloy according to claim 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Aluminiumlegierung die folgenden The following are the examples of the aluminum alloy

Legierungsbestandteile in Gewichtsprozent aufweist: Alloy components in weight percent comprises:

0, 4 % < Si < 0, 6 %, 0, 4% <Si <0, 6%,

0,4 % < Fe < 0,6 %, Cu < 0,05 o 0.4% <Fe <0.6%, Cu <0.05 o

o r o r

0,4 % Mn < 0,6 % , 0.4% Mn <0.6%,

0,4 % < Mg < 0,6 %, 0.4% <Mg <0.6%,

Cr < 0,15 % Cr <0.15%

Zn < 0,05 % o , Zn <0.05% o,

Ti < 0,05 o. Ti <0.05 o.

wobei für die Legierungsanteile der where for the alloy shares of

I [Si%] - [Fe%]| < 0, 1 % und I [Si%] - [Fe%] | <0, 1% and

I [Si%] ~ [Mn%]| < 0, 1 % und I [Si%] ~ [Mn%] | <0, 1% and

I [Si%] - [Mg%]| < 0,1 %. 3. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 oder 2, I [Si%] - [Mg%] | <0.1%. 3. aluminum alloy according to claim 1 or 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Si-Gehalt den Mg-Gehalt übersteigt. 4. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h e c e n e s, e s the Si content exceeds the Mg content. 4. Aluminum alloy according to one of claims 1 to 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s für die Legierungsanteile der Legierungsbestandteile Si, d a d u r c h e k e n c i n e t, d a s s for the alloying proportions of the alloying constituents Si,

Fe, Mn und Mg gilt: Fe, Mn and Mg are:

I [Si%] - [Fe%]| < 0, 05 % und I [Si%] - [Fe%] | <0, 05% and

I [Si%] - [Mn%]| < 0, 05 % und I [Si%] - [Mn%] | <0, 05% and

I [Si%] - [Mg%]| < 0, 05 % . I [Si%] - [Mg%] | <0, 05%.

5. Verwendung einer Aluminiumlegierung nach einem der 5. Use of an aluminum alloy according to one of

Ansprüche 1 bis 4 für elektrisch leitfähige oder stromführende Produkte. Claims 1 to 4 for electrically conductive or current-carrying products.

6. Verwendung nach Anspruch 5, 6. Use according to claim 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung für ein elektrisch leitfähiges Teil einer characterized in that the aluminum alloy for an electrically conductive part of a

Schaltungsanordnung, eine Leiterbahn, einen elektrisch leitfähigen Steckverbinder, eine elektrische Platine, ei Kabel, ein Flachbandkabel oder ein Elektrodenblech verwendet wird. Circuit arrangement, a conductor track, an electrically conductive connector, an electrical circuit board, a cable, a ribbon cable or an electrode sheet is used.

Band oder Blech bestehend aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Band or sheet consisting of an aluminum alloy according to one of claims 1 to 4,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das Band oder Blech nach einer Rückglühung bei 250 °C für 1 bis 4 Stunden eine Streckgrenze Rp0,2 von mehr als 140 MPa und eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als the strip or sheet after annealing at 250 ° C for 1 to 4 hours, a yield strength Rp0.2 of more than 140 MPa and an electrical conductivity of more than

31 MS/m, vorzugsweise mehr als 31,5 MS/m bei 31 MS / m, preferably more than 31.5 MS / m at

Raumtemperatur aufweist. Room temperature.

Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus einer Method for producing a strip from a

Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem ein Walzbarren aus einer entsprechenden An aluminum alloy according to any one of claims 1 to 4, wherein a rolling billet is made of a corresponding one of

Aluminiumlegierung hergestellt wird, der Walzbarren für einen Zeitraum von 2h bis 12h bei 550°C bis 610 °C homogenisiert wird, auf eine Temperatur von 380 °C bis 500 °C abgekühlt und auf dieser Temperatur für mindestens lh gehalten wird, der Walzbarren anschließend bei einer Temperatur von 280 °C bis 500 °C warmgewalzt wird und optional einer Warmbandglühung bei einer Temperatur von 280°C bis 380°C für mehr als lh unterzogen wird und anschließend optional auf Enddicke kaltgewalzt wird. Aluminum ingot is homogenized, the ingot for a period of 2h to 12h at 550 ° C to 610 ° C, cooled to a temperature of 380 ° C to 500 ° C and maintained at this temperature for at least lh, the ingot then at is hot rolled at a temperature of 280 ° C to 500 ° C and optionally subjected to a hot strip annealing at a temperature of 280 ° C to 380 ° C for more than lh and is then optionally cold rolled to final thickness.

9. Verfahren nach Anspruch 8, 9. The method according to claim 8,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s alternativ der Walzbarren nach dem Homogenisieren auf Raumtemperatur abgekühlt wird und vor dem Warmwalzen auf eine Temperatur von 380°C bis 520 °C erwärmt wird. Alternatively, the ingot is cooled to room temperature after homogenization and heated to a temperature of 380 ° C to 520 ° C prior to hot rolling.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, 10. The method according to claim 8 or 9,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s während des Kaltwalzens eine oder mehrere During cold rolling, one or more of these are used

Zwischenglühungen bei einer Temperatur von 300 °C bis 450 °C für 1h bis 4h durchgeführt werden. Intermediate anneals are carried out at a temperature of 300 ° C to 450 ° C for 1h to 4h.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, 11. The method according to any one of claims 8 to 10,

das fertig gewalzte Band einer Rückglühung bei einer Temperatur von 200°C bis 350°C für mindestens 1h unterzogen wird. the finished rolled strip is subjected to annealing at a temperature of 200 ° C to 350 ° C for at least 1 h.