DE2313210A1

DE2313210A1 - Mehrschichtiger gegenstand aus aluminiumblech

Info

Publication number: DE2313210A1
Application number: DE19732313210
Authority: DE
Inventors: Thomas Elmer Webb
Original assignee: Reynolds Metals Co
Current assignee: Reynolds Metals Co
Priority date: 1973-03-16
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1974-09-19
Also published as: DE2313210B2

Description

Mehrschichtiger Gegenstand aus Aluminiumblech Die Erfindung betrifft einen Gegenstand aus einem Alumfniumverbunawerkstoff, gewöhnlich in Blechform, mit einer äusseren Plattierungsschicht, die zur Porzellanemaillierung geeignet ist, und einer angrenzenden Kernwerkstoffschicht, die durch die Wärmebehandlung bei der Porzellanemaillierung verfestigt wird. Der Verbundwerkstoff kann zur Herstellung von beschichteten Aluminiumgeräten verwendet werden einschließlich solchen mit einer nichthaftenden Innenbeschichtung, wobei die Kern- und die Plattierungsschicht so gewählt werden, daß eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Abblättern und Blasenbildung erhalten wird.
Aluminiumgerät sind auf ihren inneren Kochflechen gewöhnlich mit einer Tetrafluoräthylen-Beschichtung versehen. Porzellan-Emaillierung wird zur Fertigbearbeitung der Aussenflächen dieser und anderer Erzeugnisse verwendet, die aus plattiertem Verbundwerkstoff hergestellt sind. Die für solche Zwecke verwendeten Aluminiumwerkstoffe können aus Aluminium von handelsüblicher Qualität (lXXX Serie) sein oder eine Legierung von hohem Aluminiumgehalt, wie 3003, entweder allein oder als Plattierung auf einer Legierung mit einem Basiswerkstoff von höherer Festigkeit, um eine höhere Steifigkeit zu erhalten. Zwei solche bisher verwendete plattierte Verbundwerkstoffe sind 3003 plattiert mit einer Legierung vom Typ 7005 (3003 clad 7005-type alloy) und 1100 plattiert mit einer Legierung vom Typ 7004 (1100 clad 7004 Type alloy).
Bei diesen Anwendungsfällen wurde eine Plattierung aus 1100 oder 3003 Aluminium hauptsächlich wegen ihrer Eignung zur Porzellanisierungsbehandlung oder Tetrafluoräthylenbe schichtung gewählt, während die Legierungen vom Typ 7004 und 7005 wegen ihres Verhaltens bei der Verfestigung unter den Wärme bedingungen bei den erwähnten Behandlungen gewählt wurden. Es wurde festgestellt, daR die erhaltenen Kombinationen jedoch weniger als ideal sind, da diese Plattierungswerkstoffe nicht ausreichend anodisch zu solchen Mutterwerkstoffen sind, um einen elektrolytischen Schutz zu erhalten. Daher kann bei einem Kratzer oder einer anderen Diskontinuität, welche den Zugang von korrodierend wirkenden Lebensmittelbestandteilen oder Wasser und andere zu Reinigungszwecken verwendeten Stoffen ermöglicht, eine Form von Korrosion stattfinden, welche das Bestreben hat, sich seitlich längs und durch die Mutterwerkstoffschicht auszubreiten, was zum Abblättern und zur Blasenbildung führt.
Es wurde nun istgestellt, daß eine Alclad-Aluminiumbasis- oder Kernwerkstofflegierung (alclad copper-bearing aluminium base or core alloy) bessere Ergebnisse hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit des Verbundwerkstoffes liefert, da durch eine solche Legierung der Korrosionsangriff auf eine geringfügige Grübchenbildung lokalisierter Art beschränkt werden kann. Dies kann auch bei Verwendung von herkömmlichen Plattierungswerkstoffen, die zur Porzellanemaillierung geeignet sind, erreicht werden.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die Plattierungsschicht mit einer Grundschicht aus einer Legierung haftend verbunden, die im wesentlichen aus Aluminium, etwa 2 - 3 Gew.% Kupfer, bis zu etwa 0,4 Gew.% Mangan und etwa 0,2 - 0,6 Gew.% Magnesium besteht. Diese Legierung kann ferner die üblichen Zufallsverunreinigungensowie geringfügige Mengen von Legierungselementen mit herkömmlichen Beträgen für bestimmte Zwecke einschlieS-lich beispielsweise bis zu etwa 0,8 % Silicium, 0,7 % Eisen, 0,1 % Chrom, 0,25 % Zink und 0,2 % Titan haben.
Die Plattierung kann auf eine oder auf beide Flächen der Grundschicht aufgebracht werden. Eine bevorzugte Plattierungslegierung ist 3003, jedoch sind auch andere herkömmliche Aluminiummetall-Plattierungswirkstoffe geeignet, wie Aluminium und Legierungen von hohem Aluminiumgehalt, die elektrolytischen Schutz bieten, besonders diejenigen der lXXX und 3XXX Serie (Bezeichnung der Aluminium Association).
Beispiel Das folgende Beispiel erläutert die Praxis der Erfindung und deren gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform: Es wurde ein Block mit einem Kernwirkstoff aus einer kupferhaltigen Legierung auf Aluminiumbasis und mit einer Plattierung (10 %) auf beiden Seiten aus einer 3003-Legierung hergestellt, der dann auf eine Dicke von 2,59 mm (0,102 ") gewalzt, zu geeigneten Kreisen ausgestanzt und einer Wärmebehandlung unterzogen, um die Porzellanisierungsbehandlung und die Beschichtung mit Tetrafluoräthylen zu simulieren. Die Kernzusammensetzung (die als Legierung X 2036 bezeichnet werden soll) in Gew.%-Sätzen betrug: 0,50 max. Si 0,50 max. Fe 2,2 - 3,0 Cu 0,10 - 0,40 ldn 0,30 - 0,6 Mg 0,10 max. Cr 0,25 max. Zn 0,15 max. Ti andere je 0,05 max.
insges. 0,15 max.
Rest Aluminium Zu Vergleichszwecken wurden Bezugsproben aus einer herkömmlichen 3003 plattierten Legierung vom 7005-Typ herT gestellt. Abblätterungsversuche (5 Tage MASTMAASIS-Standard) wurden an geglühten Materialien sowie bei solchen Werkstoffen durchgeführt, die 10 Minuten bei 5380C (10000F) behandelt und gebläsegekühlt (zum Simulieren der Porzellanisierung) worden waren und während 15 Minuten bei 3990C (750 0F) behandelt und luftgekühlt (zum Simulieren der Tetrafluoräthylen-Beschichtung) worden waren.
Die herkömmlichen Werkstoffe zeigten massige bis ernste Blasen bildung sowohl im geglühten als auch im wärmebehandelten Zustand.
Im Gegensatz dazu zeigten die erfindungsgemässen Verbundwerkstoffe nur eine leichte Grubehenbildung (keinen Blasenbildungs- oder Abblätterungsangriff) in jedem Zustand.
Eine Alelad-X-2036-Legierung in Form eines solchen Porzellanemaillierungsbleches (PE-36) ist für herkömmliche Fabrikationsvorgänge bei der Herstellung verschiedener Arten von Kochgeräten, insbesondere Pfannen u. dgl. geeignet, die eine nichthaftende Tetrafluoräthylenbeschichtung oder eine Porzellan-Emaill-Beschichtungoder beide aufweisen, welche Beschichtungen sich leicht auf eine plattierte Fläche des Verbundbleches aufbringen lassen.
Die Bezeichnung Alclad soll hier zur Bezeichnung eines haftend verbundenen Verbundstoffes mit einer Schicht aus Aluminium oder aus einer korrosionsbeständigen Aluminiumlegierung dienen, die anodisch gegenüber dem Kern von einer strukturmässig festeren Aluminiumlegierung ist, die sie bedeckt, wodurch die Kernlegierung gegen Korrosion physikalisch und elektrolytisch geschützt wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

Q1. Gegenstand aus einem Verbundwerkstoff-Blech mit einer Plattierungsschicht aus Aluminium oder aus einer Legierung von hohem Aluminiumgehalt und mit einer Grundschicht aus einer Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschicht aus einer kupferhaltigen Aluminiumlegierung zusammengesetzt ist.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschichtlegierung besteht aus zwei - drei Gew.% Kupfer, bis zu 0,4 Gew.% Mangan und 0,2 - 0,6 Gew.% Magnesium, Rest Aluminium zusammen mit Zufallselementen und -Verunreinigungen, die 0,8 % Silicium, 0,7 % Eisen, 0,1 % Chrom, 0,25 % Zink und 0,2 % Titan nicht überschreiten.
3. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschichtlegierung Zufallselemente und -Verunreinigungen enthält.
4. Gegenstand nach Anspruch 2 oder 3, da durch gekennzeichnet, daß die Grundschichtlegierung enthält 0,10 - 0,40 % Mangan, 0,30 - 0,6 % Magnesium und 2,2 - 3,0 % Kupfer.
5. Gegenstand nach den Ansprüchen 1 - 4, gekennzeichnet durch eine Plattierung aus 1100 Aluminium.
6. Gegenstand nach den Ansprüchen 1 - 4, gekennzeichnet durch eine Plattierung aus 3003 Legierung.
7. Gegenstand nach den Ansprüchen 1 - 6, gekennzeichnet durch eine Tetrafluoräthylen-Beschichtung an der Oberfläche der Plattierungsschicht.
8. Gegenstand nach den Ansprüchen 1 - 6, gekennzeichnet durch eine Porzellan-Emaillebeschichtung an der Oberfläche der Plattierungsechicht.
9. Gegenstandhach den Ansprüchen 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten der Grundschicht eine Plattierungsschicht aus Aluminium oder einer Legierung von hohem Aluminiumgehalt trägt.
10. Gegenstand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungsschicht auf der einen Seite mit einer Porzellanemailleschicht versehen ist und die Plattierungsschicht auf der anderen Seite eine Tetrafluoräthylenbeschichtung trägt.
11. Verwendung eines Blechgegenstandes nach den Ansprüchen, 1 - 1Q zur Herstellung von Kochgeräten,