Gegenstand aus einer AIMgSI-Legierung mit dekorativer anodischer Oxidschicht

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Gegenstand aus einer Legierung des Typs AlMgSi, hergestellt aus einem durch Strangpressen erzeugten und ggf. weiter umgeformten Profil, insbesondere Hohlprofil, wobei die Oberfläche des Profils bzw. Hohlprofils wenigstens teilweise aus einer dekorativen anodischen Oxidschicht besteht. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils aus einer Legierung des Typs AlMgSi, mit einer Oberfläche aus einer dekorativen anodischen Oxidschicht, bei welchem Verfahren die Legierung durch eine Öffnung einer Matrize mit wenigstens einem über Stege in seiner Lage zur Matrize fixierten Dorn zum Hohlprofil stranggepresst wird, wobei die Legierung die Stege unter Bildung von Teilsträngen umfliesst und sich die gebildeten Teilstränge vor der Matrizenöffnung vereinigen und als Hohlprofil mit Strangpressnähten aus der Matrizenöffnung austreten, das derart stranggepresste Hohlprofil ggf. weiter umgeformt und nachfolgend die Oberfläche durch anodische Oxidation mit der dekorativen Oxidschicht versehen wird. Weiter betrifft die Erfindung die Verwendung einer Legierung zur Herstellung von Hohlprofilen mit einer Oberfläche aus einer dekorativen anodischen Oxidschicht.

[0002] Voll- und Hohlprofile aus AlMgSi-Legierungen mit einer dekorativen Oberfläche aus einer anodisch erzeugten Oxidschicht finden in zunehmenden Mass als Bauteile in der Automobilindustrie Verwendung. Hierzu gehören beispielsweise Überrollbügel oder Dachrelingprofile in der Form von Hohlprofilen und Zierleisten in der Form von Vollprofilen

[0003] Zur Herstellung von stranggepressten Hohlprofilen mit dekorativer anodischer Oxidschicht sind heute die Legierungen AA 6005 und AA 6060 weit verbreitet. Die beiden Legierungen sind durch Strangpressen sowie weitere Umformverfahren gut umformbar, weisen eine gewisse Festigkeit auf und ermöglichen auch die Erzeugung einer anodischen Oxidschicht mit dekorativer Wirkung.

[0004] Gut pressbare Alumimiumlegierungen wie die vorstehend erwähnten Legierungen AA 6005 und AA 6060 könne über Sonderwerkzeuge zu Rohren und Hohlprofilen verpresst werden. Bei diesen Sonderwerkzeugen ist der Dorn über stegartige Werkzeugteile in seiner Lage zur Matrize fixiert. Die Stegteile werden vom strangzupressenden Werkstoff umflossen, die dabei gebildeten Teilstränge vereinigen sich vor der Matrizenöffnung wieder und treten als Hohlprofil mit Strangpressnähten aus der Matrizenöffnung aus. Das Strangpressen über Sonderwerkzeuge ist beispielsweise im Aluminium-Taschenbuch, 14. Auflage (1983), Seite 277 beschrieben.

[0005] Das Strangpressen über Sonderwerkzeuge, wie Kammer-, Spider- oder Brükkenwerkzeuge, hat gegenüber dem Strangpressen über einen am Pressstempel befestigten Dorn den Vorteil einer höheren Masshaltigkeit. Bei einem unabhängig vom Stempel beweglichen Dorn liegt ein wesentlicher Nachteil vor allem in der begrenzten Länge der zu verpressenden Bolzen.

[0006] Bei den heute zur Herstellung von stranggepressten Hohlprofilen mit dekorativer anodischer Oxidschicht verwendeten AlMgSi-Legierungen lassen sich an den über Sonderwerkzeuge stranggepressten Hohlprofilen die Strangpressnähte nach der anodischen Oxidation auf der Oxidschicht in der Form von in Pressrichtung verlaufenden Linien erkennen, so dass dieses an sich wirtschaftliche und bevorzugte Strangpressverfahren dann nicht eingesetzt werden kann, wenn an die dekorative Wirkung der anodisch oxidierten Hohlprofiloberfläche höchste Ansprüche gestellt werden.

[0007] Der Erfindung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, eine AlMgSi-Legierung bereitzustellen, welche neben einer guten Pressbarkeit ausgezeichnete Umformeigenschaften aufweist, insbesondere beim Biegen und Innenhochdruckumformen der stranggepressten Profile, und welche sich in allen Umformzuständen fehlerfrei anodisieren lässt. Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine zur Herstellung eines Hohlprofils mit einer Oberfläche aus einer dekorativen anodischen Oxidschicht geeignete AlMgSi-Legierung anzugeben, mit welcher Strangpressnähte auf der anodisch oxidierten Oberfläche von blossem Auge nicht mehr erkennbar sind.

[0008] Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass die Legierung aus
0,40 bis 0,80 Gew.-% Silizium
0,35 bis 0,75 Gew.-% Magnesium
0,03 bis 0,15 Gew.-% Vanadium
max. 0,20 Gew.-% Eisen
max. 0,15 Gew.-% Mangan
max. 0,25 Gew.-% Kupfer
max. 0,01 Gew.-% Chrom
max. 0,05 Gew.-% Zink
max. 0,15 Gew.-% Titan
und Aluminium als Rest und unvermeidbaren Verunreinigungen, einzeln max. 0,01 Gew.-%, insgesamt max. 0,25 Gew.-% einschliesslich Eisen, besteht.

[0009] Die Höhe der Silizium- und Magnesiumgehalte der Legierung richtet sich nach der für eine bestimmte Anwendung gewünschte Höhe der mechanischen Festigkeit. Hierbei liegt das bevorzugte Verhältnis Si:Mg zwischen etwa 0,8 und 1,2.

[0010] Die für die übrigen Legierungselemente bevorzugten Gehaltsbereiche sind:

max. 0,10 Gew.-% Eisen

0,05 bis 0,15 Gew.-% Kupfer

max. 0,07 Gew.-% Mangan, wobei die Legierung Mangan in einer Menge von höchstens 2/3 der Menge des Eisens enthält

max. 0,005 Gew.-% Chrom

max. 0,03 Gew.-% Zink

max. 0,01 Gew.-% Titan

0,04 bis 0,08 Gew.-% Vanadium

max. 0,15 Gew.-% unvermeidbare Verunreinigungen, einschliesslich Eisen.

[0011] Die stranggepressten Profile bzw. Hohlprofile können vor dem anodischen Oxidieren weiter umgeformt werden. Häufig durchgeführte Umformoperationen sind beispielsweise das Biegen und das Innenhochdruckumformen.

[0012] Gleichzeitig mit der anodischen Oxidation oder nach erfolgtem Anodisieren wird die Oxidschicht im Bedarfsfall noch eingefärbt und in üblicher Weise verdichtet.

[0013] Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils aus einer Legierung des Typs AlMgSi, mit einer Oberfläche aus einer dekorativen anodischen Oxidschicht, bei welchem Verfahren die Legierung durch eine Öffnung einer Matrize mit wenigstens einem über Stege in seiner Lage zur Matrize fixierten Dorn zum Hohlprofil stranggepresst wird, wobei die Legierung die Stege unter Bildung von Teilsträngen umfliesst und sich die gebildeten Teilstränge vor der Matrizenöffnung vereinigen und als Hohlprofil mit Strangpressnähten aus der Matrizenöffnung austreten, das derart stranggepresste Hohlprofil ggf. weiter umgeformt und nachfolgend die Oberfläche durch anodische Oxidation mit der dekorativen Oxidschicht versehen wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Legierung zur Vermeidung einer optischen Erkennbarkeit der Strangpressnähte auf der anodisch oxidierten Oberfläche aus
0,40 bis 0,80 Gew.-% Silizium
0,35 bis 0,75 Gew.-% Magnesium
0,03 bis 0,15 Gew.-% Vanadium
max. 0,20 Gew.-% Eisen
max. 0,15 Gew.-% Mangan
max. 0,25 Gew.-% Kupfer
max. 0,01 Gew.-% Chrom
max. 0,05 Gew.-% Zink
max. 0,15 Gew.-% Titan
und Aluminium als Rest und unvermeidbaren Verunreinigungen, einzeln max.
0,01 Gew.-%, insgesamt max. 0,25 Gew.-% einschliesslich Eisen, besteht.

[0014] Die Erfindung liegt auch in der Verwendung einer Legierung bestehend aus
0,40 bis 0,80 Gew.-% Silizium
0,35 bis 0,75 Gew.-% Magnesium
0,03 bis 0,15 Gew.-% Vanadium
max. 0,20 Gew.-% Eisen
max. 0,15 Gew.-% Mangan
max. 0,25 Gew.-% Kupfer
max. 0,01 Gew.-% Chrom
max. 0,05 Gew.-% Zink
max. 0,15 Gew.-% Titan
und Aluminium als Rest und unvermeidbaren Verunreinigungen, einzeln max. 0,01 Gew.-%, insgesamt max. 0,25 Gew.-% einschliesslich Eisen, zur Herstellung von Hohlprofilen mit einer Oberfläche aus einer dekorativen anodischen Oxidschicht nach einem Verfahren, bei welchem die Legierung durch eine Öffnung einer Matrize mit wenigstens einem über Stege in seiner Lage zur Matrize fixierten Dorn zum Hohlprofil stranggepresst wird, wobei die Legierung die Stege unter Bildung von Teilsträngen umfliesst und sich die gebildeten Teilstränge vor der Matrizenöffnung vereinigen und als Hohlprofil mit Strangpressnähten aus der Matrizenöffnung austreten, das derart stranggepresste Hohlprofil ggf. weiter umgeformt und nachfolgend die Oberfläche durch anodische Oxidation mit der dekorativen Oxidschicht versehen wird.

[0015] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.

Beispiele

[0016] Aus vier verschiedenen Legierungen A,B, C, D wurden Rohre mit einem Aussendurchmesser von 60 mm und einer Wandstärke von 5 mm unter Verwendung eines Sonderwerkzeuges stranggepresst. Die stranggepressten Rohre wurden nach einer üblichen Oberflächenvorbehandlung durch Entfetten, Beizen und elektrolytisches Glänzen in einem Schwefelsäureelektrolyten nach dem Standard-GS-Verfahren anodisch oxidiert. Die Schichtdicke der erzeugten anodischen Oxidschicht lag bei 20 µm. Die anodisch oxidierten Rohre wurden anschliessend visuell auf Strangpressnähte untersucht.

[0017] Die Zusammensetzungen der Legierungen A. B, C und D sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt. Die Legierungen A und C weisen eine erfindungsgemässe Zusammensetzung auf, die Legierungen B und D sind Vergleichslegierungen.

[0018] Die anodisch oxidierten Rohre aus den Legierungen A und C zeigten eine gleichmässige Oxidschicht ohne Anzeichen von Fehlstellen. Dem gegenüber wies die Oxidschicht auf den Rohren der Legierungen B und D in Längsrichtung der Rohre verlaufende, von blossem Auge gut erkennbare Linien auf.

Tabelle:

Legierungszusammensetzungen (Gew.-%)
	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	V	Ti
A	0,46	0,07	0,12	0,04	0,42	-	0,02	0,06	0,005
B	0,45	0,07	0,12	0.05	0,43	-	0,02	-	0,005
C	0,61	0,06	0,11	0,04	0,54	-	0,02	0,07	0,005
D	0,61	0,07	0,12	0,04	0,55	-	0,02	-	0,005

Ansprüche

1. Gegenstand aus einer Legierung des Typs AlMgSi, hergestellt aus einem durch Strangpressen erzeugten und ggf. weiter umgeformten Profil, insbesondere Hohlprofil, wobei die Oberfläche des Profils bzw. Hohlprofils wenigstens teilweise aus einer dekorativen anodischen Oxidschicht besteht,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Legierung aus
0,40 bis 0,80 Gew.-% Silizium
0,35 bis 0,75 Gew.-% Magnesium
0,03 bis 0,15 Gew.-% Vanadium
max. 0,20 Gew.-% Eisen
max. 0,15 Gew.-% Mangan
max. 0,25 Gew.-% Kupfer
max. 0,01 Gew.-% Chrom
max. 0,05 Gew.-% Zink
max. 0,15 Gew.-% Titan
und Aluminium als Rest und unvermeidbaren Verunreinigungen, einzeln max. 0,01 Gew.-%, insgesamt max. 0,25 Gew.-% einschliesslich Eisen, besteht.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Si:Mg zwischen 0,8 und 1,2 liegt.

3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung max. 0,10 Gew.-% Eisen enthält.

4. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0,05 bis 0,15 Gew.-% Kupfer enthält.

5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung max. 0,05 Gew.-% Mangan enthält.

6. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung Mangan in einer Menge von höchstens 2/3 der Menge des Eisens enthält.

7. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung max. 0,005 Gew.-% Chrom enthält.

8. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung max. 0,03 Gew.-% Zink enthält.

9. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung max. 0,01 Gew.-% Titan enthält.

10. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung max. 0,15 Gew.-% unvermeidbare Verunreinigungen einschliesslich Eisen enthält.

11. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0,04 bis 0,08 Gew.-% Vanadium enthält.

12. Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils aus einer Legierung des Typs AlMgSi, mit einer Oberfläche aus einer dekorativen anodischen Oxidschicht, bei welchem Verfahren die Legierung durch eine Öffnung einer Matrize mit wenigstens einem über Stege in seiner Lage zur Matrize fixierten Dorn zum Hohlprofil stranggepresst wird, wobei die Legierung die Stege unter Bildung von Teilsträngen umfliesst und sich die gebildeten Teilstränge vor der Matrizenöffnung vereinigen und als Hohlprofil mit Strangpressnähten aus der Matrizenöffnung austreten, das derart stranggepresste Hohlprofil ggf. weiter umgeformt und nachfolgend die Oberfläche durch anodische Oxidation mit der dekorativen Oxidschicht versehen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Legierung zur Vermeidung einer optischen Erkennbarkeit der Strangpressnähte auf der anodisch oxidierten Oberfläche aus
0,40 bis 0,80 Gew.-% Silizium
0,35 bis 0,75 Gew.-% Magnesium
0,03 bis 0,15 Gew.-% Vanadium
max. 0,20 Gew.-% Eisen
max. 0,15 Gew.-% Mangan
max. 0,25 Gew.-% Kupfer
max. 0,01 Gew.-% Chrom
max. 0,05 Gew.-% Zink
max. 0,15 Gew.-% Titan
und Aluminium als Rest und unvermeidbaren Verunreinigungen, einzeln max. 0,01 Gew.-%, insgesamt max. 0,25 Gew.-% einschliesslich Eisen, besteht.

13. Verwendung einer Legierung bestehend aus
0,40 bis 0,80 Gew.-% Silizium
0,35 bis 0,75 Gew.-% Magnesium
0,03 bis 0,15 Gew.-% Vanadium
max. 0,20 Gew.-% Eisen
max. 0,15 Gew.-% Mangan
max. 0,25 Gew.-% Kupfer
max. 0,01 Gew.-% Chrom
max. 0,05 Gew.-% Zink
max. 0,15 Gew.-% Titan
und Aluminium als Rest und unvermeidbaren Verunreinigungen, einzeln max. 0,01 Gew.-%, insgesamt max. 0,25 Gew.-% einschliesslich Eisen, zur Herstellung von Hohlprofilen mit einer Oberfläche aus einer dekorativen anodischen Oxidschicht nach einem Verfahren, bei welchem die Legierung durch eine Öffnung einer Matrize mit wenigstens einem über Stege in seiner Lage zur Matrize fixierten Dorn zum Hohlprofil stranggepresst wird, wobei die Legierung die Stege unter Bildung von Teilsträngen umfliesst und sich die gebildeten Teilstränge vor der Matrizenöffnung vereinigen und als Hohlprofil mit Strangpressnähten aus der Matrizenöffnung austreten, das derart stranggepresste Hohlprofil ggf. weiter umgeformt und nachfolgend die Oberfläche durch anodische Oxidation mit der dekorativen Oxidschicht versehen wird.