WO2023187019A1 - Verfahren zur herstellung eines blechs oder bands und ein damit hergestelltes blech oder band - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines blechs oder bands und ein damit hergestelltes blech oder band Download PDF

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WO2023187019A1
WO2023187019A1 PCT/EP2023/058212 EP2023058212W WO2023187019A1 WO 2023187019 A1 WO2023187019 A1 WO 2023187019A1 EP 2023058212 W EP2023058212 W EP 2023058212W WO 2023187019 A1 WO2023187019 A1 WO 2023187019A1
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strip
sheet
rolling
hot
final
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PCT/EP2023/058212
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English (en)
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Inventor
Peter J. Uggowitzer
Anita Gründlinger
Josef Berneder
Original Assignee
Amag Rolling Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sheet or strip and a sheet or strip produced therewith.
  • optical scattering centers for example foreign phases in the oxide layer, must be reduced so that the directed light reflection responsible for the degree of gloss can take place unimpaired. This is particularly true for scattering centers whose size is comparable to or larger than the wavelength of visible light (400 to 750 nm).
  • EP3011067B1 proposes to reduce fine Mg2Si precipitates that arise during the manufacturing process by means of intermediate annealing followed by cooling during cold rolling. This intermediate annealing takes place between the solvus temperature of the precipitates and the melting temperature of the aluminum alloy.
  • the invention has therefore set itself the task of changing the method of the type described at the beginning in such a way that both the degree of gloss and its durability are further improved in the case of a sheet or strip made of a 5xxx aluminum alloy.
  • the invention solves the problem set with regard to the method through the features of claim 1.
  • Mg-containing precipitates can be acted upon before cold rolling.
  • quenching takes place to a temperature below the precipitation temperature of Mg-containing precipitates.
  • quenching takes place with an average cooling rate of at least 10 °C/s, for example at least 50 °C/s.
  • the grains of the aluminum matrix are significantly stretched, resulting in higher corrosion resistance due to increased path length for intergranular Corrosion leads - this in turn can have a positive effect on the stability of the gloss level.
  • the intermediate annealing in combination with the comparatively high degree of cold rolling results in an improved and more stable level of gloss or improved corrosion resistance on the sheet or strip.
  • this is provided in several stitches and may optionally include a pickling step as an intermediate step between these stitches.
  • the method according to the invention includes a final annealing of the cold-rolled sheet or strip with a second holding temperature ⁇ recrystallization temperature of the aluminum alloy.
  • the cold-rolled structure is now finally annealed and is in a non-recrystallized state.
  • the grain structure is elongated in the rolling direction.
  • the condition of the sheet or strip produced with it is, for example, H2X.
  • the first holding temperature is preferably in the range from >400 °C to ⁇ 600 °C, so that essentially all Mg-containing precipitates are dissolved in the aluminum alloy. This can be achieved in particular if the first holding temperature of the intermediate annealing is in the range from 450 °C to 560 °C.
  • the intermediate annealing has a first holding time in the range of > 2 s (seconds) to 6 min (minutes).
  • this range of the first holding time can, among other things, prevent the formation of coarse grain due to excessive grain growth and thus orange peel when forming or bending the sheet or strip.
  • the second holding temperature i.e. the holding temperature of the final annealing
  • the second holding temperature is, for example, in the range below the recrystallization temperature of the aluminum.
  • the Defect density or dislocation density in the aluminum matrix introduced by cold rolling is reduced primarily through recovery processes while avoiding new grain formation. This makes it possible to set the required mechanical characteristics while maintaining the elongated grain structure created during cold rolling and increasing corrosion resistance. This is particularly the case when the second holding temperature is in the range from 200 to 280 °C, preferably in the range from 200 °C to 250 °C.
  • the extent of the reduction in the defect density introduced by cold rolling depends on the level of the thermal load introduced by the final annealing, for example, in addition to the second holding temperature, also on the second holding time, i.e. the holding time of the final annealing.
  • the second holding time > 6 hours and/or ⁇ 30 hours should be selected.
  • the second holding time is in the range from 8 to 24 hours (hours).
  • the final annealing of the sheet or strip takes place under inert gas, for example, this can prevent magnesium from reacting with oxygen from the environment and thus prevent the surface from becoming cloudy.
  • the gloss level of the sheet or strip can thus be further increased and/or produced more reproducibly.
  • the hot rolling is carried out with a hot rolling ratio of 95% or higher from the initial thickness to the final hot strip thickness.
  • a sufficiently high level of work hardening can subsequently be available to ensure an elongated grain and to fragment Fe-containing phases.
  • the level of gloss as well as the corrosion resistance and thus the stability of the level of gloss can be further improved.
  • a sufficiently high hot strip thickness for the possibility of a comparatively high degree of deformation during cold rolling can be achieved, for example, if the sheet or strip is reduced to a final hot strip thickness in the range of 5 to 12 mm, for example from 6 to 12 mm, or in particular from 6 to 10 mm, is hot rolled.
  • the sheet or strip is preferably rolled in rolling passes with decreasing roll roughness of the rolls for each rolling pass. This means, for example, that the surface roughness of the strip or sheet can be further reduced, which, according to the prior art, also has a positive effect on the shine of the untreated aluminum surface.
  • the sheet or strip is cold-rolled to a final thickness in the range of 0.5 to 1.5 mm (millimeters), in particular to 0.8 to 1.3 mm.
  • This thickness range is particularly suitable for applications in decorative components whose geometric design requires high degrees of deformation and small bending radii.
  • Hot rolling can be further facilitated if, for example, the rolling billets are kept at a heating temperature of > 400 ° C for at least one hour before hot rolling.
  • the heating temperature is in the range from 400 °C to 470 °C.
  • a heating temperature of 400 °C is a minimum temperature at which hot rolling should take place, as recrystallization processes are enabled at this temperature and a reduction in ingot thickness can be facilitated. Because the heating temperature is ⁇ 470 °C, a coarsening of phases in the temperature range close to the melting temperature of the aluminum alloy is essentially prevented.
  • the sheet or strip is made of an aluminum alloy of type EN AW-5xxx with a cold-rolled structure which has a grain structure that is elongated in the rolling direction and has grains whose grain aspect ratio is AI t > 10, measured according to ASTM E112-13.
  • AI t li ⁇ /l >15.
  • the sheet (often called metal sheet) or strip (often called metal strip) produced by the method according to the invention can have an increased degree of gloss and increased durability with its cold-rolled and final annealed structure.
  • the structure in the H2X state is preferably not recrystallized and therefore does not have any recrystallized components. This is ensured, for example, by the final annealing of the cold-rolled sheet or strip with a second holding temperature ⁇ the recrystallization temperature of the aluminum alloy. This means that the cold-rolled structure is retained with the grain structure elongated in the rolling direction.
  • the surface of the strip or sheet preferably has a gloss level of > 50 Gil, measured according to ⁇ NORM EN ISO 7668 at an angle of 20° and transverse to the rolling direction. Preferably this value is > 55 Gil.
  • a measuring device called “micro-TRI-gloss S” from BYK-Gardner GmbH can be used for this measurement.
  • the sheet or strip preferably has a shiny or a shiny and anodized surface layer, the surface of the strip or sheet having a gloss level of > 60 Gil, measured according to ⁇ NORM EN ISO 7668 at an angle of 20° and transverse to the rolling direction.
  • the aluminum alloy of the strip or sheet preferably has from 0.50 to 1.1% by weight of magnesium (Mg), from 0.01 to 0.30% by weight of silicon (Si), from 0.01 to 0.7 % by weight of iron (Fe) and the remainder aluminum as well as impurities that are unavoidable due to production, each with a maximum of 0.05% by weight and a maximum of 0.15% by weight in total.
  • the aluminum alloy can also be used individually or in combination
  • the tapes A, B, C, D are of type EN AW-5xxx with the following chemical composition in wt.%: Mg: 0.8%, Si: 0.03%, Fe: 0.03% and the balance Aluminum and impurities that are unavoidable due to production, each with a maximum of 0.05% by weight and a maximum of 0.15% by weight in total.
  • Production sequence A The tape A according to the invention was subjected to the following process steps in the order mentioned: a. heating the aluminum alloy rolling billet to a temperature of 420 ° C for 9 hours; b. Hot rolling the rolling billet in several hot rolling passes into a hot rolled strip with a hot rolling degree of 98% to a final hot strip thickness of 8 mm; c. Intermediate annealing of the hot-rolled strip in a strip passing furnace with a first holding temperature of 480 ° C (> solvus temperature of Mg-containing precipitates) with a holding time of 3 min. d. Quenching the intermediate annealed strip with water to a temperature ⁇ 100 °C with a cooling rate of 50 °C/sec.
  • Manufacturing sequence B The tape B according to the invention was subjected to the following process steps in the order mentioned: a. Heating the aluminum alloy rolling billet to a temperature of 420 ° C for 9 hours. b. Hot rolling of the rolling billet in several hot rolling passes to a hot rolled strip with a hot rolling degree of 98% to a final hot strip thickness of 8 mm. c. Intermediate annealing of the hot-rolled strip in a strip passing furnace with a first holding temperature of 480 ° C (> solvus temperature of Mg-containing precipitates) with a holding time of 3 min. d.
  • Manufacturing sequence C The tape C not according to the invention was manufactured in the following process steps: a. Heating the aluminum alloy rolling billet at a heating temperature of 420 ° C for 9 hours. b. Hot rolling of the rolling billet in several hot rolling passes to a hot rolled strip with a hot rolling degree of 98% to a final hot strip thickness of 9 mm. c. Cold rolling the quenched strip in several passes with a pickling step as an intermediate step, with decreasing roll roughness and with a cold rolling degree of 87% to a final thickness of 1.2 mm d. Final annealing of the cold-rolled strip with a second holding temperature of 245 ° C in a coil furnace with a second holding time of 12 h. e. Cooling of the finally annealed strip to room temperature in still air.
  • Manufacturing sequence D The tape D not according to the invention was manufactured in the following process steps: a. Heating the aluminum alloy rolling billet at a temperature of 420 ° C for 9 hours. b. Hot rolling of the rolling billet in several hot rolling passes to a hot rolled strip with a hot rolling degree of 98% to a final hot strip thickness of 9 mm. c. Cold rolling the quenched strip in several cold rolling passes with a pickling step as an intermediate step and with a cold rolling degree of 82% to a material thickness of 1.6 mm. d.
  • the strips A and B which follow the hot rolling according to the invention and are annealed in the strip furnace, have a gloss level that is up to 10 Gil higher than the strips C and D. This is the case both for the untreated strip and for the surface-treated, namely brightened ( chemical or electrolytic) and then anodized, band the case.
  • the soluble Mg-containing phases can be influenced by implementing intermediate annealing before cold rolling according to the invention.
  • intermediate annealing before cold rolling according to the invention.
  • the production sequences A, B and C were cold rolled with decreasing roll roughness in order to reduce the surface roughness.
  • a comparison of the production sequences A, B shows higher gloss levels for sheet A than is the case for sheet B, where a rougher roller was used.
  • the gloss levels of the sheet B according to the invention are significantly higher than the sheets C and D not according to the invention, of which, for example, sheet C was also cold-rolled with a decreasing roll roughness.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Blechs oder Bands und ein damit hergestelltes Blech oder Band beschrieben. Für einen vergleichsweise hohen Glanzgrad und eine vergleichsweise hohe Beständigkeit wird vorgeschlagen, dass das Blech oder Band aus einer Aluminiumlegierung vom Typ EN AW-5xxx ein kaltgewalztes Gefüge aufweist, das eine in Walzrichtung gelängte Kornstruktur mit Körnern aufweist, deren Kornstreckungsverhältnis AIt = ̅ll ( 0°)/ ̅ll (90 °) ≥ 10, insbesondere ≥ 15, gemessen nach ASTM E112-13 ist.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Blechs oder Bands und ein damit herqestelltes Blech oder Band
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechs oder Bands und ein damit hergestelltes Blech oder Band.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass zur Herstellung von Glanzteilen aus einem anodisierten bzw. eloxierten Blech oder Band aus einer 5xxx-Aluminiumlegierung optische Streuzentren, beispielsweise Fremdphasen in der Oxidschicht, zu reduzieren sind, damit jene für den Glanzgrad verantwortliche gerichtete Lichtreflexion unbeeinträchtigt stattfinden kann. Dies trifft insbesondere auf solche Streuzentren zu, deren Größe vergleichbar oder größer ist als die Wellenlänge von sichtbarem Licht (400 bis 750 nm).
Deswegen schlägt die EP3011067B1 vor, feine beim Fertigungsprozess entstehende Mg2Si-Ausscheidungen durch eine beim Kaltwalzen angewandte Zwischenglühung mit anschließender Abkühlung zu reduzieren. Dieses Zwischenglühen findet zwischen der Solvustemperatur der Ausscheidungen und Anschmelztemperatur der Aluminiumlegierung statt.
Nachteilig nimmt dieses Verfahren jedoch keinen Einfluss auf Streuzentren aus Fe- haltigen Ausscheidungen, die durch ihre Größe und inhomogene Verteilung im Gefüge den Glanzgrad des Blechs oder Bands reduzieren. Außerdem ist ein derart wärmebehandeltes Blech oder Band vergleichsweise anfällig auf Korrosion, was sich nachteilig auf die Beständigkeit des Glanzgrads auswirkt.
Darstellung der Erfindung Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, das Verfahren der eingangs geschilderten Art derart zu verändern, dass bei einem Blech oder Band aus einer 5xxx-Aluminiumlegierung sowohl der Glanzgrad als auch dessen Beständigkeit weiter verbessert werden.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 .
Indem das Zwischenglühen entsprechend Anspruch 1 (mit einer ersten Haltetemperatur > Solvustemperatur von Mg-haltigen Ausscheidungen, insbesondere des Typs Mg2Si, der Aluminiumlegierung, und mit der ersten Haltetemperatur < der Anschmelztemperatur der Aluminiumlegierung) sowie mit anschließendem Abschrecken des zwischengeglühten Bands oder Blechs zwischen dem Warmwalzen und dem Kaltwalzen erfolgt, kann im Gegensatz zum Stand der Technik bereits vor dem Kaltwalzen auf Mg-haltige Ausscheidungen eingewirkt werden. Vorzugsweise erfolgt das Abschrecken auf eine Temperatur unterhalb der Ausscheidungstemperatur von Mg-haltigen Ausscheidungen. Beispielsweise erfolgt das Abschrecken mit einer durchschnittlichen Abkühlrate von mindestens 10 °C/s, beispielsweise von mindestens 50 °C/s.
Erfolgt das nachfolgende Kaltwalzen mit einem Kaltwalzgrad > 70 % von der Warmbandenddicke auf die Enddicke des Blechs oder Bands (das auch als Metallband oder Blechband bezeichnet wird), führt dies zu einer verbesserten Fragmentierung jener durch das Zwischenglühen nicht auflösbaren Ausscheidungen, insbesondere von Fe-haltigen Ausscheidungen. Solche Ausscheidungen liegen daher im Vergleich zum Stand der Technik homogener und weniger gruppiert in der Aluminiummatrix vor, sodass auch deren negativer Einfluss auf den Glanzgrad deutlich reduziert werden kann.
Zusätzlich werden die Körner der Aluminiummatrix erheblich gestreckt, was zu einer höheren Korrosionsbeständigkeit aufgrund verlängerter Weglänge für interkristalline Korrosion führt - dies kann sich wiederum positiv auf die Beständigkeit des Glanzgrads auswirken.
Erfindungsgemäß ergibt sich durch das Zwischenglühen in Kombination mit dem vergleichsweise hohen Kaltwalzgrad ein verbesserter und beständigerer Glanzgrad bzw. eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit am Blech oder Band.
Vorstehendes kann weiter verbessert werden, wenn das Kaltwalzen mit einem Kaltwalzgrad > 75 % von der Warmbandenddicke auf die Enddicke durchgeführt wird. Das wird erfindungsgemäß in mehreren Stichen vorgesehen und kann gegebenenfalls einen Beizschritt als Zwischenschritt zwischen diesen Stichen umfassen.
Zudem umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ein Finalglühen des kaltgewalzten Blechs oder Bands mit einer zweiten Haltetemperatur < Rekristallisationstemperatur der Aluminiumlegierung. Damit ist das kaltgewalzte Gefüge finalgeglüht und befindet sich in einem nicht rekristallisierten Zustand. Die Kornstruktur ist in Walzrichtung gelängte. Der Zustand des damit hergestellten Blechs oder Bands ist beispielsweise H2X.
Vorzugsweise liegt die erste Haltetemperatur im Bereich von > 400 °C bis < 600 °C, damit im Wesentlichen alle Mg-haltigen Ausscheidungen in der Aluminiumlegierung aufgelöst werden. Dies ist insbesondere erreichbar, wenn die erste Haltetemperatur der Zwischenglühung im Bereich von 450 °C bis 560 °C liegt.
Als vorteilhaft für vorstehendes Auflösen Mg-haltiger Ausscheidungen kann sich herausstellen, wenn das Zwischenglühen eine erste Haltezeit im Bereich von > 2 s (Sekunden) bis 6 min (Minuten) aufweist. Zudem kann durch diesen Bereich der ersten Haltezeit unter anderem die Bildung von Grobkorn durch exzessives Kornwachstum und damit Orangenhaut beim Umformen bzw. Biegen des Blechs oder Bands vermieden werden.
Die zweite Haltetemperatur, also die Haltetemperatur der Finalglühung, liegt beispielsweise im Bereich unter der Rekristallisationstemperatur des Aluminiums. Die durch das Kaltwalzen eingebrachte Defektdichte bzw. Versetzungsdichte in der Aluminiummatrix wird vorwiegend durch Erholungsvorgänge unter Vermeidung von Kornneubildung reduziert. Dies ermöglicht die Einstellung der geforderten mechanischen Kennwerte, während die beim Kaltwalzen entstandene gestreckte Kornstruktur erhalten bleibt und die Korrosionsbeständigkeit erhöht wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die zweite Haltetemperatur im Bereich von 200 bis 280 °C, vorzugsweise im Bereich von 200 °C bis 250 °C, liegt.
Das Ausmaß der Reduktion der durch das Kaltwalzen eingebrachten Defektdichte hängt von der Höhe der durch die Finalglühung einbrachten thermischen Last ab, beispielsweise neben der zweiten Haltetemperatur auch von der zweiten Haltezeit, also der Haltezeit des Finalglühens. Für eine Vergleichsmäßigung der mechanischen Kennwerte über die gesamte Bandlänge ist beispielsweise die zweite Haltezeit > 6h und/oder < 30 h zu wählen. Vorzugsweise liegt die zweite Haltezeit im Bereich von 8 bis 24 h (Stunden).
Erfolgt das Finalglühen des Blechs oder Bands beispielsweise unter Inertgas, kann dies eine Reaktion von Magnesium mit Sauerstoff aus der Umgebung unterbinden und damit ein Eintrüben der Oberfläche verhindert werden. Der Glanzgrad des Blechs oder Bands ist damit weiter erhöhbar und/oder reproduzierbarer herstellbar.
Vorzugsweise wird das Warmwalzen mit einem Warmwalzgrad von 95 % oder höher von der Ausgangsdicke auf die Warmbandenddicke durchgeführt. Damit kann nachfolgend eine ausreichend hohe Kaltverfestigung zur Verfügung stehen, um ein gestrecktes Korn zu gewährleisten und Fe-haltige Phasen zu fragmentieren. Auf diese Weise kann der Glanzgrad als auch die Korrosionsbeständigkeit und damit die Beständigkeit des Glanzgrads weiter verbessern.
Eine ausreichend hohe Warmbanddicke für die Möglichkeit eines vergleichsweise hohen Umformgrads beim Kaltwalzen ist beispielsweise erreichbar, wenn das Blech oder Band bis auf eine Warmbandenddicke im Bereich von 5 bis 12 mm, beispielsweise von 6 bis 12 mm, oder insbesondere von 6 bis 10 mm, warmgewalzt wird.
Vorzugsweise wird das Blech oder Band beim Kaltwalzen in Walzstichen mit abnehmender Walzenrauigkeit der Walzen bei jedem Walzstich gewalzt. Damit kann beispielsweise die Oberflächenrauheit des Bands bzw. Blechs weiter reduziert werden, was sich gemäß dem Stand der Technik ebenfalls positiv auf den Glanz der unbehandelten Aluminiumoberfläche auswirkt.
Vorzugsweise wird das Blech oder Band bis auf eine Enddicke im Bereich von 0,5 bis 1 ,5 mm (Millimeter), insbesondere auf 0,8 bis 1 ,3 mm, kaltgewalzt. Dieser Dickenbereich eignet sich vor allem für Anwendungen in Komponenten im dekorativen Bereich, deren geometrische Gestaltung hohe Umformgrade und kleine Biegeradien fordert.
Das Warmwalzen kann weiter erleichtert werden, wenn beispielsweise vor dem Warmwalzen der Walzbarren auf einer Anwärmtemperatur > 400 °C für mindestens eine Stunde gehalten wird. Insbesondere liegt die Anwärmtemperatur im Bereich von 400 °C bis 470 °C. Eine Anwärmtemperatur bei 400 °C ist eine Mindesttemperatur, bei der das Warmwalzen erfolgen soll, da bei dieser Temperatur Rekristallisationsprozesse ermöglicht werden sowie eine Verringerung der Barrendicke erleichtert werden kann. Indem die Anwärmtemperatur < 470 °C ist, wird eine Vergröberung von Phasen im Temperaturbereich nahe der Anschmelztemperatur der Aluminiumlegierung im Wesentlichen unterbunden.
Es ist zudem die Aufgabe der Erfindung, den Glanzgrad und dessen Beständigkeit eines Blechs oder Bands aus einer 5xxx-Aluminiumlegierung der eingangs geschilderten Art weiter zu verbessern.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 12. Erfindungsgemäß ist das Blech oder Band aus einer Aluminiumlegierung vom Typ EN AW-5xxx mit einem kaltgewalzten Gefüge, das eine in Walzrichtung gelängte Kornstruktur mit Körnern aufweist, deren Kornstreckungsverhältnis AIt
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> 10, gemessen nach ASTM E112-13. Vorzugsweise ist AIt = li^/l
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> 15.
Dies vergrößert unter anderem die Weglänge für interkristalline Korrosion deutlich. Es kann daher von einer erhöhten Korrosionsbeständigkeit sowie die Beständigkeit des Glanzgrads ausgegangen werden. Damit kann das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Blech (oftmals Metallblech genannt) oder Band (oftmals Metallband genannt) mit seinem kaltgewalzten und finalgeglühte Gefüge einen erhöhten Glanzgrad und eine erhöhte Beständigkeit aufweisen.
Hierbei kann es weiter von Vorteil sein, wenn 1 1(9^< 20 pm, insbesondere < 17 pm, ist.
Bevorzugt ist das Gefüge im Zustand H2X nicht rekristallisiert und weist damit keine rekristallisierten Anteile auf. Dies wird beispielsweise durch das Finalglühen des kaltgewalzten Blechs oder Bands mit einer zweiten Haltetemperatur < Rekristallisationstemperatur der Aluminiumlegierung sichergestellt. Damit bleibt das kaltgewalzte Gefüge mit in Walzrichtung gelängter Kornstruktur erhalten.
Vorzugsweise weist hierzu die Oberfläche des Bands oder Blechs einen Glanzgrad von > 50 Gil auf, gemessen nach ÖNORM EN ISO 7668 in einem Winkel von 20° und quer zur Walzrichtung. Vorzugsweise ist dieser Wert > 55 Gil. Beispielsweise kann zu dieser Messung ein Messgerät mit der Bezeichnung „micro-TRI-gloss S“ der Firma BYK-Gardner GmbH verwendet werden.
Vorzugsweise weist das Blech oder Band eine geglänzte oder eine geglänzte und anodisierte Oberflächenschicht auf, wobei die Oberfläche des Bands oder Blechs einen Glanzgrad von > 60 Gil aufweist, gemessen nach ÖNORM EN ISO 7668 in einem Winkel von 20° und quer zur Walzrichtung. Vorzugsweise weist die Aluminiumlegierung des Bands oder Blechs von 0,50 bis 1 ,1 Gew.-% Magnesium (Mg), von 0,01 bis 0,30 Gew.-% Silizium (Si), von 0,01 bis 0,7 Gew.-% Eisen (Fe) und als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeidbare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-% auf.
Optional kann die Aluminiumlegierung zudem noch einzeln oder in Kombination
Elemente aus der Gruppe aufweisen: bis 0,20 Gew.-% Mangan (Mn) bis 0,20 Gew.-% Kupfer (Cu) bis 0,10 Gew.-% Chrom (Cr) bis 0,25 Gew.-% Zink (Zn) bis 0,01 Gew.-% Titan (Ti) bis 0,03 Gew.-% Gallium (Ga) bis 0,05 Gew.-% Vanadium (V)
Wege zur Ausführung der Erfindung
Zum Nachweis der erzielten Effekte wurden mehrere Bänder (Metallbänder oder auch Blechbänder genannt) A, B, C, D mit einer Enddicke 1 ,2 mm erzeugt. Die Bänder A, B, C, D sind vom Typ EN AW-5xxx mit der folgenden chemischen Zusammensetzung in Gew.-%: Mg: 0,8 %, Si: 0,03 %, Fe: 0,03 % und als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeidbare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-%.
Fertigungsfolge A: Das erfindungsgemäße Band A wurde folgenden Verfahrensschritten in genannter Reihenfolge unterworfen: a. Anwärmen des Walzbarrens aus der Aluminiumlegierung auf eine Temperatur von 420 °C für 9 Stunden; b. Warmwalzen des Walzbarrens in mehreren Warmwalzstichen zu einem warmgewalzten Band mit einem Warmwalzgrad von 98 % auf eine Warmbandenddicke von 8 mm; c. Zwischenglühen des warmgewalzten Bands in einem Banddurchzugsofen mit einer ersten Haltetemperatur von 480°C (> Solvustemperatur von Mg-haltigen Ausscheidungen) mit einer Haltezeit von 3 min. d. Abschrecken des zwischengeglühten Bands mit Wasser auf eine Temperatur < 100 °C mit einer Abkühlrate von 50 °C/s. e. Kaltwalzen des abgeschreckten Bands in mehreren Stichen mit einem Beizschritt als Zwischenschritt und mit abnehmender Walzenrauheit und mit einem Kaltwalzgrad von 85 % auf eine Enddicke von 1 ,2 mm. f. Finalglühen des kaltgewalzten Bands mit einer zweiten Haltetemperatur von 240°C (also < Rekristallisationstemperatur der Aluminiumlegierung) in einem Bundofen mit einer zweiten Haltezeit von 12 h. g. Abkühlen des endgeglühten Bands bei ruhender Luft auf Raumtemperatur.
Fertigungsfolge B: Das erfindungsgemäße Band B wurde folgenden Verfahrensschritten in genannter Reihenfolge unterworfen: a. Anwärmen des Walzbarrens aus der Aluminiumlegierung auf eine Temperatur von 420 °C für 9 Stunden. b. Warmwalzen des Walzbarrens in mehreren Warmwalzstichen zu einem warmgewalzten Band mit einem Warmwalzgrad von 98 % auf eine Warmbandenddicke von 8 mm. c. Zwischenglühen des warmgewalzten Bands in einem Banddurchzugsofen mit einer ersten Haltetemperatur von 480°C (> Solvustemperatur von Mg-haltigen Ausscheidungen) mit einer Haltezeit von 3 min. d. Abschrecken des zwischengeglühten Bands mit Wasser auf eine Temperatur <100 °C mit einer Abkühlrate von 50 °C/s. e. Kaltwalzen des abgeschreckten Bands in mehreren Stichen mit einem Beizschritt als Zwischenschritt und mit abnehmender Walzenrauheit, wobei beim letzten Kaltwalzstich eine rauere Walze, zum Unterschied zum erfindungsgemäßen Band A verwendet worden ist, und mit einem Kaltwalzgrad von 85 % auf eine Enddicke von 1 ,2 mm. f. Finalglühen des kaltgewalzten Bands mit einer zweiten Haltetemperatur von 240°C in einem Bundofen mit einer zweiten Haltezeit von 12 h. g. Abkühlen des endgeglühten Bands bei ruhender Luft auf Raumtemperatur.
Fertigungsfolge C: Das nicht erfindungsgemäße Band C wurde nachfolgenden Verfahrensschritten gefertigt: a. Anwärmen des Walzbarrens aus der Aluminiumlegierung auf einer Anwärmtemperatur von 420 °C für 9 Stunden. b. Warmwalzen des Walzbarrens in mehreren Warmwalzstichen zu einem warmgewalzten Band mit einem Warmwalzgrad von 98 % auf eine Warmbandenddicke von 9 mm. c. Kaltwalzen des abgeschreckten Bands in mehreren Stichen mit einem Beizschritt als Zwischenschritt, mit abnehmender Walzenrauheit und mit einem Kaltwalzgrad von 87 % auf eine Enddicke von 1 ,2 mm d. Finalglühen des kaltgewalzten Bands mit einer zweiten Haltetemperatur von 245°C in einem Bundofen mit einer zweiten Haltezeit von 12 h. e. Abkühlen des endgeglühten Bands bei ruhender Luft auf Raumtemperatur.
Fertigungsfolge D: Das nicht erfindungsgemäße Band D wurde nachfolgenden Verfahrensschritten gefertigt: a. Anwärmen des Walzbarrens aus der Aluminiumlegierung auf einer Temperatur von 420 °C für 9 Stunden. b. Warmwalzen des Walzbarrens in mehreren Warmwalzstichen zu einem warmgewalzten Band mit einem Warmwalzgrad von 98 % auf eine Warmbandenddicke von 9 mm. c. Kaltwalzen des abgeschreckten Bands in mehreren Kaltwalzstichen mit einem Beizschritt als Zwischenschritt und mit einem Kaltwalzgrad von 82 % auf eine Materialdicke von 1 ,6 mm. d. Zwischenglühen des kaltgewalzten Bandes in einem Banddurchzugsofen mit einer ersten Haltetemperatur von 450°C mit einer Haltezeit von 2 min und unmittelbaren Abschrecken auf eine Temperatur < 100°C mit einer Abkühlrate von 50 °C/s. e. Kaltwalzen des abgeschreckten Bands in mehreren Kaltwalzstichen mit einem Kaltwalzgrad von 25 % auf eine Materialdicke von 1 ,2 mm. f. Finalglühen des kaltgewalzten Bands in einem Bundofen bei einer zweiten Haltetemperatur von 240°C und einer Haltezeit von 12 h. g. Abkühlen des endgeglühten Bands bei ruhender Luft auf Raumtemperatur.
Um die Glanzgrade gemäß der unterschiedlichen Fertigungsvarianten A, B, C und D zu vergleichen, wurden Proben in einem saurem Glänzbad (bestehend aus destilliertem Wasser, Schwefelsäure und Phosphorsäure) behandelt. Nach anschließendem Aufbringen einer künstlichen Anodisierschicht wurden die Glanzgrade miteinander verglichen.
Die ermittelte Kornstreckung und die entsprechenden Glanzgrade (gemessen nach ÖNORM EN ISO 7668 in einem Winkel von 20° und quer zur Walzrichtung) der erfindungsgerecht behandelten Bänder A und B, sowie der nicht erfindungsgemäßen behandelten Bänder C und D sind in der folgenden Tabelle 1 angeführt.
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Tabelle 1 : Kennwerte der Bänder A bis D
Wie die Tabelle 1 verdeutlicht, weisen die erfindungsgerecht an das Warmwalzen anschließenden und im Banddurchzugsofen zwischengeglühten Bänder A und B einen bis zu 10 Gil höheren Glanzgrad auf als die Bänder C und D. Dies ist sowohl beim unbehandelten Band als auch beim oberflächenbehandelten, nämlich geglänzten (chemisch oder elektrolytisch) und dann anodisierten, Band der Fall.
Die positive Wirkung des Zwischenglühens des warmgewalzten Bands oder Blechs wird verdeutlicht durch Gegenüberstellung der Fertigungsvananten A und B mit C.
Im Falle der Fertigungsfolgen A und B kann durch das erfindungsgemäße Implementieren der Zwischenglühung vor dem Kaltwalzen Einfluss auf die löslichen Mg-haltigen Phasen genommen werden. Durch das In-Lösung-Bringen der Mg- haltigen Phasen während des Zwischenglühens des Warmbands und einhergehender raschen Abkühlung des Materials, wird die Anzahl der Streuzentren nachhaltig minimiert. Dies führt zu einer Erhöhung des Glanzgrades im Vergleich zu Fertigungsvariante C, welche ohne Zwischenglühung durchgeführt wurde.
Zusätzlich wird die Einflussnahme eines hohen Kaltwalzgrads > 70 %, in den Ausführungsbeispielen 85 %, anhand des direkten Vergleichs der Probe A, B und C mit Probe D verdeutlicht. Die Fertigungsfolgen nach A, B und C resultieren in stark längsgestrecktes Korn. Dies ist in der Tabelle 1 zu erkennen.
Die Fertigungsfolgen A, B und C wurden mit abnehmender Walzenrauheit kaltgewalzt, um damit die Oberflächenrauheit zu reduzieren. Ein Vergleich der Fertigungsfolgen A, B zeigt bei Blech A höhere Glanzgrade als dies bei Blech B der Fall ist, bei dem eine rauere Walze verwendet wurde. Dennoch ist das erfindungsgemäße Blech B in den Glanzgraden deutlich höher als die nicht-erfindungsgemäßen Bleche C und D, von denen beispielsweise Blech C ebenso mit einer abnehmenden Walzenrauheit kaltgewalzt wurde. Hierbei ist für die sich im Zustand H2X befindlichen Bänder A und B im Gefüge die Korndicke l (90») (nach ASTM E112-13) deutlich geringer als dies bei den sich im Zustand H2X befindlichen Bändern D und C. Zudem zeigt sich dieser Unterschied weiter im Kornstreckungsverhältnis AIt = F^o»)/! 1(90°) (gemessen nach ASTM E112- 13), das über 15 liegend einen deutlichen Abstand zum Kornstreckungsverhältnis AIt der Bänder C und D hat.
Durch Aufwenden solch eines Kaltwalzgrades von mindestens 70% wird neben der Korrosionsbeständigkeit ebenso Einfluss auf die auch nach der Zwischenglühung im Werkstoff vorliegenden vorwiegend Fe-haltigen Phasen genommen. Durch Fragmentierung dieser Phasen wird die Anzahl der Streuzentren im Größenbereich, vergleichbar mit der Wellenlänge von sichtbarem Licht, reduziert. Dies hat erfindungsgemäß eine Erhöhung des Glanzgrades zur Folge, wie bei Band A und B im Vergleich mit den nicht erfindungsgemäßen Bändern C und D nach Tabelle 1 zu erkennen ist und bereits vorstehend erläutert wurde.
Im Allgemeinen wird festgehalten, dass „insbesondere“ als „more particularly" ins Englische übersetzt werden kann. Ein Merkmal, dem „insbesondere" vorangestellt ist, ist als fakultatives Merkmal zu betrachten, das weggelassen werden kann, und stellt damit keine Einschränkung, beispielsweise der Ansprüche, dar. Das Gleiche gilt für „vorzugsweise“, ins Englische übersetzt als „preferably“.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:
1. Verfahren zur Herstellung eines Blechs oder Bands, wobei das Verfahren folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge umfasst:
Warmwalzen eines Walzbarrens aus einer Aluminiumlegierung vom Typ EN AW- 5xxx und einer Ausgangsdicke zu einem warmgewalzten Band oder Blech auf eine Warmbandenddicke,
Zwischenglühen des warmgewalzten Bands oder Blechs mit einer ersten Haltetemperatur, die > Solvustemperatur von Mg-haltigen Ausscheidungen, insbesondere des Typs Mg2Si, der Aluminiumlegierung und < der Anschmelztemperatur der Aluminiumlegierung ist, und anschließendes Abschrecken des zwischengeglühten Bands oder Blechs,
Kaltwalzen des abgeschreckten Bands oder Blechs auf eine Enddicke in mehreren Stichen mit gegebenenfalls einem Beizschritt als Zwischenschritt zwischen diesen Stichen, wobei das Kaltwalzen mit einem Kaltwalzgrad > 70 %, insbesondere > 75 %, von der Warmbandenddicke auf die Enddicke durchgeführt wird, und
Finalglühen des kaltgewalzten Blechs oder Bands mit einer zweiten Haltetemperatur < Rekristallisationstemperatur der Aluminiumlegierung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Haltetemperatur im Bereich von > 400 °C bis < 600 °C, insbesondere von 450 °C bis 560 °C, liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglühen eine erste Haltezeit im Bereich von > 2 Sekunden (s) bis 6 Minuten (min) aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Haltetemperatur im Bereich von 200 °C bis 280 °C, vorzugsweise von 200°C bis 250°C, liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Finalglühen eine zweite Haltezeit von > 6 Stunden (h) und/oder < 30 h, insbesondere im Bereich von 8 bis 24 h, aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Finalglühen des Blechs oder Bands unter Inertgas erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmwalzen mit einem Warmwalzgrad > 95% oder höher von der Ausgangsdicke auf die Warmbandenddicke durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech oder Band bis auf eine Warmbandenddicke im Bereich von 5 bis 12 mm, insbesondere von 6 bis 10 mm, warmgewalzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech oder Band beim Kaltwalzen in Walzstichen mit abnehmender Walzenrauigkeit der Walzen bei jedem Walzstich gewalzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech oder Band bis auf eine Enddicke im Bereich von 0,5 bis 1 ,5 mm, insbesondere auf 0,8 bis 1 ,3 mm, kaltgewalzt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Warmwalzen der Walzbarren auf einer Anwärmtemperatur > 400 °C, insbesondere im Bereich von 400 °C bis 470 °C, für mindestens eine Stunde gehalten wird.
12. Blech oder Band aus einer Aluminiumlegierung vom Typ EN AW-5xxx mit einem kaltgewalzten Gefüge, das eine in Walzrichtung gelängte Kornstruktur mit Körnern aufweist, deren Kornstreckungsverhältnis AIt =
Figure imgf000015_0001
z(9o°) - 10> insbesondere > 15, gemessen nach ASTM E112-13 ist.
13. Blech oder Band nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass 1 1(90°)< 20 pm, insbesondere < 17 pm, ist.
14. Blech oder Band nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefüge im Zustand H2X nicht rekristallisiert ist.
15. Blech oder Band nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Bands oder Blechs einen Glanzgrad von > 50 Gil, insbesondere > 55 Gil aufweist, gemessen nach ÖNORM EN ISO 7668 in einem Winkel von 20° und quer zur Walzrichtung.
16. Blech oder Band nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech oder Band eine geglänzte oder eine geglänzte und anodisierte Oberflächenschicht aufweist, wobei die Oberfläche des Bands oder Blechs einen Glanzgrad von > 60 Gil aufweist, gemessen nach ÖNORM EN ISO 7668 in einem Winkel von 20° und quer zur Walzrichtung.
17. Blech oder Band nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumlegierung von 0,50 bis 1 ,1 Gew.-% Magnesium (Mg), von 0,01 bis 0,30 Gew.-% Silizium (Si), von 0,01 bis 0,7 Gew.-% Eisen (Fe), optional einzeln oder in Kombination aus der Gruppe: bis 0,20 Gew.-% Mangan (Mn) bis 0,20 Gew.-% Kupfer (Cu) bis 0,10 Gew.-% Chrom (Cr) bis 0,25 Gew.-% Zink (Zn) bis 0,01 Gew.-% Titan (Ti) bis 0,03 Gew.-% Gallium (Ga) bis 0,05 Gew.-% Vanadium (V) und als Rest Aluminium sowie herstellungsbedingt unvermeidbare Verunreinigungen mit jeweils maximal 0,05 Gew.-% und gesamt höchstens 0,15 Gew.-% aufweist.
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