DE2034838A1

DE2034838A1 - Verfahren zur Verbesserung der Verpreß barkeit von Aluminium Legierungen der Gattung AlMgSi

Info

Publication number: DE2034838A1
Application number: DE19702034838
Authority: DE
Inventors: Adolf 5303 Bornheim Udorf Wieck Walter 5300 Bonn Teubler
Original assignee: Vaw Leichtmetall GmbH
Current assignee: Vaw Leichtmetall GmbH
Priority date: 1970-07-14
Filing date: 1970-07-14
Publication date: 1972-01-20
Also published as: AT313599B; NL7109607A; NO128408B; LU63513A1; BE769972A; GB1323232A; FR2101745A5

Description

VAW Leichtmetall-Werke G.m.b.H.
Bonn

Verfahren zur Verbesserung der Verpreßbarkeit von Aluminium-Legierungen der Gattung AlMgSi

-Es ist bekannt, daß durch einen Zusatz von Bor die Oberfläche, von stranggepreßtem Halbzeug, das einer chemischen und/oder elektrolytischen Behandlung unterzogen wird, eine von Gefügeabzeichnungen herrührende streifige Oberfläche weitgehend vermieden werden kann. Hier ist insbesondere der in steigendem Maße in der Architektur Anwendung findende Strangpreßwerkstoff AlMgSi 0,5 zu nennen, der fast immer im anodisierten Zustand verwendet wird. Zweifellos ist die günstige Wirkung eines Borzusatzes auf die Anodisierbarkeit durch eine Beeinflussung des Gusses, in erster Linie durch eine Kornfeinung, zu erklären.

Es wurde nun überraschenderweise^gefunden, daß ein über den normalen Kornfeinungszweck/Efeausgehender Zusatz von Bor zu diesem Werkstoff nicht nur das Aussehen der Oberfläche nach einer Anodislerung günstig beeinflußt, sondern darüber hinaus die Verpressungseigenschaften dieses Werkstoffes ganz erheblich verbessert. Letzteres war allerdings nur dann der Fall, wenn nach der Zugabe von Bor eine Intenslvbehandlung mit einem gasförmigen Medium vorzugsweise mit Chlor, Argon oder Stickstoff erfolgte, und wenn die Gußbarren einer an sich bekannten Homogenisierungsbehandlung unterzogen wurden. Wird eine solche Begasung nicht durchgeführt, so wird durch den Borzusatz allein keine Verbesserung der Verpressungseigenschaften bextfirkt» Wird dagegen eine Behandlung mit Chlor, Stickstoff oder Argon ohne den Borzusatz aufgebracht, so kommt es zwar zu einer gewissen Verbesserung der Verpreßbarkeit dem nicht mit einem gasförmigen Medium behandelten Material gegenüber, jedoch wird das Optimum der Verpreßbarkeit, wie es bei einer Kombination von Borzusatz und Begasung gefunden wird, nicht erreicht» In .allen Fällen ist eine Homogenisierung zur Verbesserung der Verpreßbarkeit unerläßlich.

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BAD ORIQJNAL

Bei Werkstoffen der Gattung AlMgSi mit höheren Mg- bzw. Si-Gehalten, beispielsweise bei den Werkstoffen AlMgSi 0,8 und AlMgSi 1 nach Normblatt DIN 1725, Blatt 1, wird in gleicher Weise wie bei dem eingangs erwähnten Werkstoff AlMgSi 0,5 eine wesentliche Verbesserung der Verpressungseigenschaften durch das beschriebene Verfahren gefunden.

Ein Zusatz von Titan, wie er im allgemeinen wegen seiner kornfeinenden Wirkung bei Strangpreßlegierungen der Gattung AlMgSi üblich ist, ist bei der vorgeschlagenen Methode nicht nur unnötig, sondern nachteilig. Die Einbringung von Bor kann in Form von Bor enthaltenden chemischen Verbindungen, beispielsweise Kaliumborfluorid und Borax, oder als Aluminium-Bor- Vorlegierung erfolgen.

Anwendungsbei spi ele

Beispiel 1)

(Einfluß einer Begasung bei Zusatz von Bor bei AlMgSi 0,5) Einer Gußcharge mit folgender chemischer Zusammensetzung: ($)

Cu 0,018

Mn 0,025

Mg 0,52

Si 0,45

Fe 0,20

Zn 0,050

Ti 0,005
Rest Aluminium

wurde im Schmelzofen 0,03$ Bor in Form von Kaliumborfluorid zugesetzt. Der Ofeninhalt ifurde in einen boheizbaren Tiegelofen umgefüllt. Naehdem die Schmelze in üblicher Weise gereinigt worden war, wurde ein Teil derselben zu Rundstangen mit 145 mm abgegossen» Der Rest der Charge i-mrde anschließend mit 1 kg Clp/t chloriert und in gleicher Weise abgegossene Das gesamte Material wurde 12 Ii bei 560 - 570° C homogenisiert» Vergleichende Preß= versuche zeigfeea folgendes Ergebnis §

Hohlp^ofil-, l'JanMiek©" 1*2 ram* PreSgesGtoinöigkeit 35 m/min» Bie e-Uloriert©n Bargen konnten mit 35 ra/min verpreBt werden»

BAD ORIGINAL

Die nicht chlorierten Barren zeigten bei dieser Preßgeschwindigkeit eine leichte Schuppenbildung. Die Preßgeschwindigkeit mußte deshalb auf 27 m/min zurückgenommen werden.

Beispiel 2)

(Einfluß einer Borzugabe zu AlMgSi 0,5 bei Begasung mit Chlor bzw. Argon)

Je 5 Chargen (έ ca. 4,5 t) Gußbarren aus AlMgSi 0,5/ chemische Zusammensetzung entsprechend DIN 1725 > Blatt 1, jedoch mit einer Borzugabe in Form von KBFj. von

0 0,005 0,01 0,02 und 0,03 # wurden mit 0,7 kg Cl_?/t bzw. mit 0,35 kg Ar/t behandelt, 12 h bei 560 - 570⁰ C homogenisiert und zu einem dünnwandigen Hohlprofil verpreßt.

Bei einer Preßgeschwindigkeit von 35 m/min und einer Bolzentemperatur von 480° ojtraten erstmalig sehr leichte Schuppen nach folgender Anzahl von Pressungen auf;

Anzahl der Pressungen bis zum ersten Auftreten leichter Schuppen bei Behandlung

Borzusatz % mit Chlor mit Argon 0 3 2

0,005 4 3

0,01 6 4

0,02 6 5

0,03 >io 7

Beispiel 3)

(Einfluß einer Borzugabe zu AlMgSi 0,8 bei Begasung mit Chlor)

Rohre der Abmessung 60 χ 2 mm aus AlMgSi 0,8 mit folgender chemischer Zusammensetzung

- 4 -10988470606

. BAD ORIGINAL

Cu 0,024

Mn 0,060

Mg 0,80

Si 0,75

Fe 0,22

Zn 0,03

Ti 0,007

B 0,007 (gattiert 0,03 %)

waren in der Weise hergestellt worden, daß im Schmelzofen 0,03$ Bor in Form von Kaliumborfluorid zugefügt wurde. Die Schmelze wurde anschließend mit 0,7 kg Cl /t chloriert und 12 h bei 560 - 57O°C homogenisiert. Bei einer Bolzentemperatur von 530 - 54o°C und einer Austrittstemperatur von 520⁰C wurden die Rohre durch Ventilatoren innerhalb eines Zeitraumes von 70 see auf 200⁰C abgeblasen. Nach einer Warmbehandlung von 3 h bei 195°C wurden folgende mechanische Eigenschaften gefunden:

O_{0 2} = 27 kp/mm²

er_B' = 30,2 "

O₅ 15 %>

Bei nicht mit Bor behandeltem, jedoch ebenfalls chloriertem Material der praktisch gleichen Zusammensetzung konnte eine Preßgeschwindigkeit von mehr als 10 m/min nicht ohne Auftreten von Schuppen auf der Rohroberfläche eingehalten werden« Diese Geschwindigkeit genügt nieht, um die für ,eine Aushärtung beim Einlauf in den Ventilatorstrom erforderliche Temperatur von mindestens 510⁰C zu erzielen«

Beispiel 4)

(Einfluß eines Borzusatzes zu AlMgSi 1 und der Homogenisierung bei Begasung mit Chlor)

Barren in AlMgSi 1, 145 mm 0, mit folgender chemischer Zusammensetzung {%)%

Cu 0,048

Mn 0,71

Mg 1,03

Si 1,02

Pe 0,37

Zn 0,15

Ti 0,010

B 0,020 (zugefügt 0,03$ in Form von

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wurden 12 h bei 480 C homogenisiert und zu einem Hohlprofil mit 2 mm Wanddicke verpreßt. Durch den Borzusatz wurde die Preßgeschwindigkeit gegenüber einem gleichartigen d.h. chlorierten Guß, jedoch ohne Borzusatz, von 3r5 auf ^r> m/min gesteigert. Bei Eintritt des Profils in eine im Auslauf der Profile angebrachte stehende Wasserwelle betrug die am Profil gemessene Temperatur 52O°C bei einer Barrentemperatur von 5²I-O⁰C Die Temperatur von 520 G genügt vollkommen, um nach einer Warmaushärtung von 12 h bei 170⁰C folgende Festigkeitswerte zu erreichen:

°q₎₂ = 26,6 -30,5 kp/mm²

O₅ = 13 - 14,4 %.

Wurde bei gleicher Zusammensetzung und Begasung nicht homogenisiert, so wurden wegen der zu geringen Preßgeschwindigkeit von etwa 2 m/min keine ausreichenden Werte gefunden:

6~O,2 = 18,3 - 25,2 kp/mm²

Qj₃' = 22,7 - 27,3 "

O₅ = 11 - 19,4 %.

Beispiel 5)

(Einfluß eines Zusatzes von Bor als AIB-Vorlegierung bei Begasung und Chlorierung) Einer Versuchscharge der Gattung AlMgSi 0,5 mit folgender chemischer■Zusammensetzung (#):

Cu 0,046

Mn 0,028

Mg 0,58

Si 0,43

Pe 0,22

Zn 0,050

Ti 0,005

wurde 0,03^ Bor in Form einer 3^-igen AIB-Vorlegierung zugesetzt. Die Barren wurden 12 h bei 560°C homogenisiert und bei einer Barrentemperatur von 470⁰C verpreßt. Hierbei wurde bei einem Winkelprofil von 2 mm Wanddicke eine Preßgesehwindigkeit von 110 m/min erreicht. Obwohl sich bei dieser extrem hohen Preßgeschwindigkeit die Austrittstemperatur am Profil auf 530⁰C steigerte, zeigten die Profile eine saubere glatte Oberfläche.

' : - 6 10-9834/0606'

Claims

Im Gegensatz hierzu betrug die Preßgeschwindigkeit bei. einer Vergleichscharge mit folgender Zusammensetzung (der kein metallisches Bor zugesetzt worden war) (%); Cu 0,038 Mn 0,026 Mg 0,52 Si 0,^Q Fe 0,20 Zn 0,045 Ti 0,005 bei dem gleichen Profil nur 30 m/min,, P at ent ansprüehe

1) Verfahren zur Verbesserung der Verpressungseigenschaften

von Preßbarren der Gattung AlMgSi., dadurßh gekennzeichnet,

/^ C^ ^f ve daß ein über den normalen Verwendungszwe^Tiaxs~KörTifeinungsmittel hinausgehender Betrag an Bor der Schmelze zugesetzt wird und anschließend eine Begasung der Schmelze, beispielsweise mit Chlor, Argon oder Stickstoff sowie eine/ Homogenisierung erfolgt.

2) Verfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet,

daß Bor in Form einer Bor enthaltenden chemischen Verbindung, beispielsweise als Kaliumborfluorid oder als Borax oder in Form einer AIB-Vorlegierung zugefügt wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1) und 2), dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Gattung AlMgSi folgende chemische Zusammensetzung aufweist {%)%

Cu 0 - O₅ 20 Mg 0,30 - 1,50

Si 0*30 - 1*50

Fe 0,10 - 0,40

Zn 0,01 - 0,30

Ti 0,001 - 0,020

B 0,005 - 0,03

Bo?zusatz Oj, 01 - 0,05^₅ vorzugsweise 0/03$·

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4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbarren vor dem Verpressen einer Homogenisierung von 2 - 24 h bei 480 - 600° C unterzogen werden.

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