[0001] Die Erfindung betrifft ein tiefziehfähiges Blech oder Band aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen
mit einer für das Tiefziehen behandelten Oberfläche sowie ein Verfahren zu seiner
Herstellung.
[0002] Ein tiefziehfähiges Blech der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 30 08 679
bekannt. Es weist - bedingt durch das angewandte Aufrauhverfahren - eine ungleichmäßige
Mikrorauhigkeit von etwa 0,8 bis 5 µm mit an der Oberfläche fein verteilten, überwiegend
schlanken Spitzen auf. Die Ungleichmäßigkeit bezieht sich auf die Höhe und den Durchmesser
der Spitzen bzw. im Abstand und dem Umriß der Vertiefungen in der Oberfläche. In Verbindung
mit dem Niederhalter sollen beim Tiefziehen die Vertiefungen abgedichtet werden, so
daß die aufgenommene Schmiermittelfüllung eingeschlossen bleibt (s. Spalte 3, Zeile
60 ff.).
[0003] Um diesen Effekt zu erreichen, wird nach dem bekannten Verfahren gemäß DE-OS 30 08
679 die Walzenoberfläche durch Sandstrahlung aufgerauht und damit die erwünschte Mikrooberfläche
durch Nachwalzen des Bleches oder Bandes hergestellt.
[0004] Bei dem in bekannter Weise aufgerauhten, tiefziehfähigen Blech oder Band gemäß DE-OS
30 08 679 sind die Vertiefungen für den Schmierstoff zwar gegeneinander versetzt angeordnet,
jedoch zeigt eine genauere Untersuchung, daß die Mikrovertiefungen untereinander verbunden
sind, so daß die aufgenommene Schmiermittelfüllung seitlich abfließen kann.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem tiefziehfähigen Blech oder
einem tiefziehfähigen Band der eingangs genannten Art einen hydrodynamischen Druckaufbau
im Quetschspalt zwischen Werkzeugoberfläche und Blechrauhigkeitsspitzen zu ermöglichen
und damit die Gleiteigenschaften im Ziehwerkzeug zu verbessern und die Ziehkraft um
mindestens 30 % gegenüber herkömmlichen Oberflächen zu verringern.
[0006] Eine besonders günstige Mikrooberfläche für die Vermeidung von Falten- und Rißbildung
ist durch eine Wabendichte von 10 - 250 Waben pro mm² zu erzielen. Im Vorzugsbereich
von zwischen 100 - 140 Waben pro mm² stellt sich eine besonders hohe Ziehreserve
(nach Engelhardt) von mindestens 28 % ein, wobei der Wabendurchmesser 20 - 200 µm,
vorzugsweise 80 - 100 µm beträgt. Der Wabendurchmesser entspricht dem Durchmesser
des die wabenförmige Struktur unfassenden Kreises.
[0007] Die erfindungsgemäße Mikrooberfläche in Wabenstruktur wird durch entsprechend präparierte
Walzen bei einem Abwalzgrad > 6 % im letzten Kaltwalzstich erzeugt. Die damit hergestellten
Aluminiumbleche oder -bänder eignen sich für das Tief-, Streck- und Abstreckziehen
aller Legierungstypen des Aluminium.
[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines schematisierten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 = Mikrooberfläche des erfindungsgemäßen tiefziehfähigen Bleches,
Fig. 2 = Vergleichsoberfläche nach DE-OS 30 08 679,
Fig. 3 = Quetschströmung zwischen Werkzeug und Blech bei einem erfindungsgemäß tiefgezogenen
Blech.
[0009] In Fig. 1 ist die tragende Fläche der Wabenstruktur mit 1 und die Schmierstoff-Füllung
mit 2 bezeichnet. Man erkennt, daß die Wabenstruktur wie eine Schmierstoff-Tasche
ausgebildet ist, bei der der Schmierstoff allseitig umschlossen ist.
[0010] Fig. 2 zeigt die Mikrooberfläche einer mittels sandgestrahlter Walze herstellten
Blechoberfläche. Die tragenden Rauhigkeitsspitzen 3 sind vom Schmierstoff 4 umgeben,
der seitlich in kanalartigen Öffnungen abfließen kann. Ein stabiler Druckaufbau kommt
dadurch nicht zustand, da der Schmierfilm nicht mit konstanter Gleichmäßigkeit ausgebildet
ist und an den höherbelasteten Stellen abreißt.
[0011] Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das erfindungsgemäß hergestellte tiefziehfähige
Blech 5 und einen Niederhalter 6 im Bereich der Verformungszone. Durch die Relativbewegung
zwischen Blech und Werkzeug wird ein hydrodynamischer Druck im Spalt 8 zwischen Blech
5 und Niederhalter 6 aufgebaut. Die Quetschströmung des Schmiermittels ist durch Pfeile
7 angedeutet.
[0012] Im folgenden wird ein Vergleichsversuch zwischen dem erfindungsgemäß hergestellten
tiefziehfähigen Blech mit Wabenstruktur aus der Legierung AlMg5Mn, einem Vergleichsblech
nach DE-OS 30 08 679 und einem mittels geschliffenen Walzen hergestellten Blech (mill
finish) gleicher Legierung durchgeführt. Die jeweilige Oberfläche wurde durch Aufnahmen
mit dem Rasterelektronenmikroskop festgehalten. Es zeigen im Maßstab 1 : 100:
Fig. 4 = Oberfläche des erfindungsgemäßen Bleches
Fig. 5 = Oberfläche nach DE-OS 30 08 679
Fig. 6 = Oberfläche eines Standardbleches (mill finish)
[0013] Aus der Legierung AlMg5Mn (Norm AA 5182) wurde ein Blech mit der Dicke 1,25 mm, Zustand:
weich, hergestellt. In der ersten Zeile der nachfolgenden Tabelle sind die Blechoberflächen
mit (1) unregelmäßig für DE-OS 30 08 679, (2) Wabenstruktur für das erfindungsgemäß
behandelte Blech und (3) mit finish für ein mittels geschliffenen Walzen hergestelltes
Blech angegeben. In der zweiten Zeile sind die Oberflächenrauhigkeiten RA nach DIN
4768, gemessen parallel zur Walzrichtung, angegeben, in Zeile drei die Oberflächenrauhigkeiten
senkrecht zur Walzrichtung. In Zeile vier ist die Ziehreserve nach Engelhardt angegeben
und in Zeile fünf die Ziehkraft in kN für das jeweils untersuchte Blech.
[0014] Es wurden Näpfe mit kugelförmigem Boden, Durchmesser 125 mm, hergestellt. Die Ergebnisse
der Tabelle zeigen die überraschenden Eigenschaften des erfindungsgemäß hergestellten
Bleches mit einer Steigerung der Ziehreserve um 6 % und einer Verminderung der Ziehkraft
um 30 kN.

1. Tiefziehfähiges Blech, Band o.dgl. aus Nicht-Eisenmetall oder Legierungen daraus,
insbesondere aus Aluminium, mit einer für das Tiefziehen vorbehandelten Oberfläche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche Mikrorauhigkeiten von Ra = 0,1 - 0,8 µm
bei einer gleichmäßigen, wabenförmigen Struktur aufweist, wobei der Wabendurchmesser
20 - 200 µm, vorzugsweise 80 - 100 µm beträgt.
2. Tiefziehfähiges Blech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenstruktur
(1) aus einer Wabenwand (8) mit konstanter Wabenhöhe H und einer Wanddicke D gebildet
wird, wobei das Verhältnis von H : D = 0,1 - 1,2 : 1 beträgt.
3. Tiefziehfähiges Blech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wanddicke D, die dem Wabenabstand entspricht, über die gesamte wabenförmige
Struktur des Bleches um ± 5 % schwankt.
4. Tiefziehfähiges Blech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wabendichte zwischen 10 und 250, vorzugsweise 100 - 140 Waben pro mm² liegt.
5. Verfahren zur Herstellung eines tief-, streck- und abstreckziehfähigen Bleches,
Bandes o.dgl., wobei die Oberflächenfeinstruktur durch Walzen im letzten Walzgang
eingestellt wird, gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abwalzgrad beim letzten Kaltwalzstich > 6 % beträgt.