Verfahren zur Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile aus einer Aluminiumlegierung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile aus einer Aluminiumlegierung mit 0,3 bis 0,9 Gew.-% Magnesium und 0,5 bis 1,2 Gew.-% Silizium.

[0002] Bei der Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile aus Aluminiumlegierungen ist allgemein bekannt, Karosserieteile aus Blech zunächst in die endgültige Form zu bringen und das fertige Karosserieteil anschliessend, d.h. erst nach der Umformung des Bleches zum Karosserieteil zu lackieren. In einem oder mehreren Schritten erfolgt sodann ein Einbrennen des Lackes bei Temperaturen, die gleichzeitig zu einem Festigkeitsanstieg im Blech führen.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile aus einer Aluminiumlegierung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches zum Umformen im lackierten Zustand geeignet ist.

[0004] Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führen die Verfahrensschritte

• Kaltwalzen eines warmgewalzten Bandes in einem oder mehreren Walzstichen auf eine Zwischendicke,
• Lösungsglühen des auf die Zwischendicke gewalzten Bandes in einem kontinuierlich arbeitenden Banddurchlauf-Glühofen während 10 bis 100 sec bei einer Temperatur von 540 bis 575 °C,
• Abkühlen des lösungsgeglühten Bandes mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 20 bis 300 °C/sec auf 200 °C oder weniger,
• Kaltauslagern des auf 200 °C oder weniger abgekühlten Bandes zur Erzielung des Wärmebehandlungszustandes T4,
• Kaltwalzen des kaltausgelagerten Bandes auf Enddicke mit einer Dickenreduktion von 1,5 bis 18 %,
• Aufbringen einer Konversionsschicht auf das auf Enddicke gewalzte Band,
• Aufbringen einer oder mehrerer Lackschichten auf das mit der Konversionsschicht versehene Band,
• Umformen des lackierten Bandes zu den lackierten Automobil-Karosserieteilen.

[0005] Der Kern der Erfindung liegt in der Kombination des durch die Kaltauslagerung erzeugten Wärmebehandlungszustandes T4 mit der darauf folgenden, verhältnismässig schwachen Kaltumformung mit einer Dickenabnahme von max. 18%. Dadurch wird sichergestellt, dass das infolge des Lösungsglühens weich gewordene und deshalb auf Oberflächenbeschädigungen aller Art anfällige Band zur Verhinderung derartiger Beschädigungen wieder eine ausreichende Festigkeit aufweist. Gleichzeitig ist der Festigkeitsanstieg im beanspruchten Kaltverfomungsbereich derart bemessen, dass einerseits noch genügend Reserve für die Umformung des lackierten Bandes zu den lackierten Automobil-Karosserieteilen verbleibt, anderseits die Festigkeit in den lackierten Karosserieteilen erheblich höher ist als im reinen Zustand T4.

[0006] Das Lösungsglühen des auf die Zwischendicke gewalzten Bandes erfolgt zwingend in einem kontinuierlich arbeitenden Banddurchlauf-Glühofen.

[0007] Unter Konversionsschicht wird hier die bekannte Vorbehandlung von Aluminiumoberflächen wie z.B. Chromatieren oder chromfreie Verfahren verstanden. Mit der Konversionsschicht wird die Haftung der Lackschichten auf der Aluminiumoberfläche entscheidend verbessert.

[0008] In gewissen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen, das auf Enddicke gewalzte Band vor dem Aufbringen der Konversionsschicht mit einer Oberflächentextur zu versehen. Bei einer mit dem Texturieren der Oberfläche allenfalls durch einen Prägeschritt verursachten Dickenreduktion wäre die beim Kaltwalzen des kaltausgelagerten Bandes auf Enddicke vorgesehene Dickenabnahme zu berücksichtigen, d.h. die totale Dickenreduktion darf den Maximalwert von 18% nicht überschreiten.

[0009] Das Aufbringen einer Oberflächentextur auf das auf Enddicke gewalzte Band erfolgt in zweckmässiger Weise über ein entsprechendes, auf die Oberfläche von Arbeitswalzen aufgebrachtes Rauheitsmuster, welches in einem einzigen Walzvorgang auf das Band übertragen wird. Wie bei jedem Prägevorgang sind die Oberflächentopographien der Arbeitswalze und der damit geprägten Bänder zueinander komplementär, d.h. Spitzen bzw. Erhebungen auf der Walzenoberfläche werden zu Tälern bzw. Vertiefungen in der Bandoberfläche und umgekehrt.

[0010] Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Rauheitsmuster ergeben sich durch Prägen einer Oberflächentextur mit Arbeitswalzen, deren Oberfläche nach den folgenden Verfahren aufgerauht sind:

• Funkenerodierverfahren (EDT-Electrical Discharge Texturing). Beim EDT-Verfahren wird die Walze längs einer Reihe von Elektroden bei gleichzeitiger axialer Oszillation gedreht und dabei die Oberfläche auf eine vorgewählte Rauhtiefe texturiert. Durch die Entladung elektrischer Energie zwischen der Walzenoberfläche und den über eine dieelektrische Flüssigkeit getrennten Elektroden werden auf der Walzenoberfläche kleine Krater gebildet. Die Rauheit der Walze kann auf bekannte Weise durch eine Reihe von Maschinen-Parametern eingestellt werden. Das Rauheitsmuster ist eine statistische Verteilung von Spitzen und Tälern. Das EDT-Verfahren ermöglicht die Einstellung von Mittenrauhwerten R_a zwischen 0,5 und 2 µm. Mittenrauhwert und Spitzenzahl sind miteinander weitgehend verknüpft. Für das erfindungsgemässe Verfahren besonders geeignet ist eine Oberflächentextur mit niedriger Rauheit und hoher Spitzenzahl.
• Isomill-Verfahren. Beim Isomill-Verfahren sind in die Oberfläche der Arbeitswalzen in Umfangrichtung und quer dazu in Achsenrichtung oder in einem Winkel von je 45° zur Walzrichtung zur Erzeugung eines im wesentlichen quadratischen Rauheitsmusters Rillen eingraviert.
• Millfinish-Verfahren. Beim Millfinish-Verfahren sind in die Oberfläche der Arbeitswalzen in Umfangrichtung feine Rillen eingraviert. Bei Übertragung dieses Rauheitsmusters auf das Blech entsteht die Oberfläche "Millfinish".

[0011] Die erwähnten lackierten Automobil-Karosserieteile sind beispielsweise Module, wie Dachmodule für Sonnendächer oder komplette Dächer oder auch andere Komponenten, die aus dem lackierten Band durch eine Kaltumformung in die gewünschte Form gebracht werden.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung lackierter Automobil-Karosserieteile aus einer Aluminiumlegierung mit 0,3 bis 0,9 Gew.-% Magnesium und 0,5 bis 1,2 Gew.-% Silizium, umfassend die Schritte

- Kaltwalzen eines warmgewalzten Bandes in einem oder mehreren Walzstichen auf eine Zwischendicke,

- Lösungsglühen des auf die Zwischendicke gewalzten Bandes in einem kontinuierlich arbeitenden Banddurchlauf-Glühofen während 10 bis 100 sec bei einer Temperatur von 540 bis 575 °C,

- Abkühlen des lösungsgeglühten Bandes mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 20 bis 300 °C/sec auf 200 °C oder weniger,

- Kaltauslagern des auf 200 °C oder weniger abgekühlten Bandes zur Erzielung des Wärmebehandlungszustandes T4,

- Kaltwalzen des kaltausgelagerten Bandes auf Enddicke mit einer Dickenreduktion von 1,5 bis 18 %,

- Aufbringen einer Konversionsschicht auf das auf Enddicke gewalzte Band,

- Aufbringen einer oder mehrerer Lackschichten auf das mit der Konversionsschicht versehene Band,

- Umformen des lackierten Bandes zu den lackierten Automobil-Karosserieteilen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Enddicke kaltgewalzte Band als letzten Schritt das Aufbringen einer Oberflächentextur beinhaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentextur über ein auf die Oberfläche von Arbeitswalzen aufgebrachtes Rauheitsmuster in einem einzigen Walzvorgang auf das Band übertragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Arbeitswalzen nach dem Funkenerodierverfahren (EDT-Electrical Discharge Texturing) aufgerauht sind.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberfläche der Arbeitswalzen in Umfangrichtung und quer dazu in Achsenrichtung oder in einem Winkel von je 45° zur Walzrichtung zur Erzeugung eines im wesentlichen quadratischen Rauheitsmusters (Isomill) Rillen eingraviert sind.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die Oberfläche der Arbeitswalzen in Umfangrichtung zur Erzeugung eines Millfinish-Musters Rillen eingraviert sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem lackierten Band zugeschnittene Bleche durch Kaltumformen zu den lackierten Automobil-Karosserieteilen geformt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die lackierten Automobil-Karosserieteile als Module, wie Dachmodule für Sonnendächer oder komplette Dächer verwendet werden.