Aluminiumlegierung zur Herstellung von Aluminiumband

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung zur Herstellung von Aluminiumband mit den folgenden Legierungsanteilen in Gewichtsprozent:















wobei der Legierungsanteil von Cr oder ergänzt werden kann durch den folgenden Legierungsanteil in Gewichtsprozent:

andere in Summe maximal 0,15 , einzeln maximal 0,05, Rest Al. Diese Legierungszusammensetzung ermöglicht die Verwendung von Prozessschrotten, insbesondere aus der Lotplattierfertigung auch unter Verwendung von Schrotten mit Vakuumloten, zur Herstellung von Aluminiumbänder mit einer hohen Festigkeit auch nach Temperatureinwirkung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung zur Herstellung von Aluminiumband, ein Aluminiumband sowie eine Verwendung eines Aluminiumbandes.

[0002] Zur Herstellung von Aluminiumbändern, welche auch nach einer Wärmebehandlung eine ausreichende Festigkeit, z.B. zur Herstellung von rollgeformten Dacheindeckungen aufweisen, werden heute unter anderem Al-Mn-Legierungen wie zum Beispiel AA3004 verwendet. Diese Legierung wird in der Regel unter Verwendung von Schrotten aus Al-Mn-Legierungen, die bei der Aluminium Association registriert sind, Reinaluminium oder gegebenenfalls auch Primäraluminium hergestellt.

[0003] Bei der Herstellung von lotplattierten Produkten, beispielsweise lotplattierten Bändern zur Herstellung gelöteter Wärmetauscher im Automobilbereich, wird ein Schichtverbundstoff erzeugt, der z.B. einen Kern aus einer Al-Mn-Legierung und eine ein- oder beidseitige Deckschicht aus einer Al-Si-Lotlegierung haben kann. Diese Lotlegierungen enthalten ca. 7 bis 13 Gewichtsprozente Si und haben einen Anteil an dem Schichtverbundwerkstoff von 5 bis 30 Prozent. Die Kernwerkstoffe können z.B. die Legierungen AA3003 oder AA3005 oder Modifikation davon sein.

[0004] Der steigende Bedarf an gelöteten Wärmetauschern führt zu einer gleichermaßen steigenden Menge von Prozessschrotten, die zum weit überwiegenden Teil als die oben beschriebenen Schichtverbundwerkstoffe vorliegen. Schmilzt man einen solchen Schichtverbundwerkstoff zwecks Wiederverwertung ein, erhält man eine Legierung, deren Zusammensetzung in etwa einer der Legierungen AA4015, AA4016 und AA4017 entsprechen kann.

[0005] Die Legierungen AA4015, AA4016 und AA4017 finden jedoch keine weitverbreitete Verwendung, vermutlich aufgrund einiger nachteiliger Eigenschaften wie z.B. eine im Vergleich mit Legierungen wie AA3005 oder AA3105 ungenügenden Wärmebeständigkeit beim Lackieren, die sich in einem verhältnismäßig starken Festigkeitsabfall äußert. Dadurch wird es sehr schwer, wenn nicht unmöglich, unter Verwendung moderner Bandlackieranlagen lackierte Bänder aus den Legierungen AA4015, AA4016 oder AA4017 herzustellen, die nach dem Lacktrocknungsvorgang, bei Temperaturen von bis zu 250°C noch genügend hohe Festigkeiten aufweisen, wie sie z.B. von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung für die Anwendung zum Dacheindecken gefordert werden.

[0006] Da die lotplattierten Prozessschrotte somit nur zu einem kleinen Teil in anderen Walzprodukten wieder Verwendung finden, führt man sie unter Inkaufnahme von vergleichsweise hohen Kosten einer separaten Aufbereitung zu.

[0007] Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Aluminiumlegierung zur Herstellung von Aluminiumband mit hoher Festigkeit auch nach Temperatureinwirkung zur Verfügung zu stellen, die unter Verwendung eines hohen Anteils von Prozessschrotten aus der Lotplattierfertigung hergestellt werden kann.

[0008] Gemäß einer ersten Lehre der Erfindung ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Aluminiumlegierung die folgenden Legierungsanteile in Gewichtsprozent aufweist.















wobei der Legierungsanteil von Cr ersetzt oder ergänzt werden kann durch den folgenden Legierungsanteil in Gewichtsprozent

andere in Summe max. 0,15, einzeln maximal 0,05, Rest Al.

[0009] Durch die höheren Cr und/oder Zr-Gehalte beispielsweise gegenüber den Legierungen AA4015, AA4016 und AA4017 wird eine höhere Festigkeit der erfindungsgemäßen Legierung auch nach Temperatureinwirkung von bis zu 260 °C und nach über 90 % Kaltverformung zuverlässig gewährleistet. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Legierung eine gute Biege- und Rollformfähigkeit auf und erfordert keinen Einsatz exotischer Elemente, die üblicherweise nicht in Aluminium-Knetlegierungen zulegiert werden. Schließlich sind keine speziellen Fertigungsverfahren oder Fertigungsmaschinen zur Herstellung oder Verarbeitung der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung erforderlich. Die erfindungsgemäße Legierung ist aufgrund der Verwendung von Prozessschrotten, insbesondere Schrotten mit Vakuumloten, die ansonsten getrennt aufgearbeitet werden müssten, gegenüber der Verwendung beispielsweise der Legierungen AA3004 deutlich kostengünstiger herstellbar.

[0010] Die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung zur Herstellung von Aluminiumband erfährt nun eine Vielzahl von Ausgestaltungen durch eine Einschränkung des Legierungsspektrums einzelner Legierungskomponenten, die für sich oder in Kombination die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung verbessern.

[0011] Eine erste Verbesserung der Legierungseigenschaften wird dadurch gewährleistet, dass der Legierungsanteil von Silizium größer oder gleich 1,0 und kleiner oder gleich 2,0 Gewichtsprozent ist.

[0012] Eine zweite Verbesserung der Legierungseigenschaften wird dadurch gewährleistet, dass der Legierungsanteil von Fe kleiner oder gleich 0,7 Gewichtsprozent ist.

[0013] Eine dritte Verbesserung der Legierungseigenschaften wird dadurch gewährleistet, dass der Legierungsanteil von Cu kleiner oder gleich 0,5 Gewichtsprozent ist.

[0014] Eine vierte Verbesserung der Legierungseigenschaften wird dadurch gewährleistet, dass der Legierungsanteil von Mn größer oder gleich 1,0 Gewichtsprozent ist.

[0015] Eine fünfte Verbesserung der Legierungseigenschaften wird dadurch gewährleistet, dass der Legierungsanteil von Mg kleiner oder gleich 1,3 Gewichtsprozent ist.

[0016] Eine sechste Verbesserung der Legierungseigenschaften wird dadurch gewährleistet, dass der Legierungsanteil von Cr kleiner oder gleich 0,25 Gewichtsprozent ist.

[0017] Eine siebte Verbesserung der Legierungseigenschaften wird dadurch gewährleistet, dass der Legierungsanteil von Zn kleiner oder gleich 0,25 Gewichtsprozent ist.

[0018] Eine achte Verbesserung der Legierungseigenschaften wird dadurch gewährleistet, dass der Legierungsanteil von Ti kleiner oder gleich 0,05 Gewichtsprozent ist.

[0019] Eine neunte Verbesserung der Legierungseigenschaften wird schließlich dadurch gewährleistet, dass der Legierungsanteil von Zr kleiner oder gleich 0,25 Gewichtsprozent ist.

[0020] Dadurch, dass gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung Prozessschrotte aus der Herstellung lotplattierter Produkte zumindest einen Teil des Ausgangsmaterials bilden, ist gewährleistet, dass die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung kostengünstig herstellbar ist. Die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung lässt eine nahezu einhundertprozentige Verwendung von eingeschmolzenen Prozessschrotten, die bei der Lotplattierfertigung anfallen, insbesondere auch unter Verwendung von Schrotten mit Vakuumloten, die hohe Anteile an Mg aufweisen, zu.

[0021] Gemäß einer zweiten Lehre betrifft die Erfindung ein Aluminiumband, welches nach der zweiten Lehre der Erfindung aus einer erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung hergestellt ist.

[0022] Zur Verwendung des erfindungsgemäßen Aluminiumbandes im Außenbereich ist das Aluminiumband gemäß einer Ausgestaltung der zweiten Lehre der Erfindung mit einer Schutzplattierung versehen. Diese Schutzplattierung wirkt korrosionshemmend, da sie z.B. die Funktion einer Opferanode übernimmt.

[0023] Dadurch, dass das Aluminiumband gemäß der zweiten Lehre der Erfindung - insbesondere im Rahmen einer Lackierung - zusätzlich oder alternativ zur Schutzplattierung, wärmebehandelt worden ist, ist gewährleistet, dass das erfindungsgemäße Aluminiumband einem konventionellen Bandlackierschritt unterzogen werden kann.

[0024] Schließlich betrifft die Erfindung gemäß einer dritten Lehre die Verwendung eines Aluminiumbandes gemäß der zweiten Lehre der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Aluminiumband zur Herstellung von rollgeformten Produkten der Bauindustrie, wie z.B. Fassadenverkleidungen und Dacheindeckungen, verwendet wird. Die Eigenschaften der Aluminiumlegierung gemäß der ersten Lehre der Erfindung und des daraus hergestellten Aluminiumbandes führen aufgrund der hohen Festigkeit bei gleichzeitig ausreichender Verformbarkeit und der Möglichkeit zur Bandlackierung zu einer besonders guten Eignung des Aluminiumbandes zur Herstellung von Fassadenverkleidungen und Dacheindeckungen, insbesondere rollgeformten Trapezflächen.

[0025] Es existieren eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Ausgestaltung und Weiterbildung der Aluminiumlegierung gemäß der ersten Lehre der Erfindung, des Aluminiumbandes gemäß der zweiten Lehre der Erfindung und der Verwendung eines Aluminiumbandes gemäß der dritten Lehre der Erfindung. Hierzu wird beispielsweise verwiesen auf die den Patentansprüchen 1 und 12 nachgeordneten Patentansprüche.

Ansprüche

1. Aluminiumlegierung zur Herstellung von Aluminiumband, mit den folgenden Legierungsanteilen in Gewichtsprozent:















wobei der Legierungsanteil von Cr ersetzt oder ergänzt werden kann durch den folgenden Legierungsanteil in Gewichtsprozent:

andere in Summe maximal 0,15, einzeln maximal 0,05, Rest A1.

2. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Si größer oder gleich 1,0 und kleiner oder gleich 2,0 Gewichtsprozent ist.

3. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Fe kleiner oder gleich 0,7 Gewichtsprozent ist.

4. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Cu kleiner oder gleich 0,5 Gewichtsprozent ist.

5. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Mn größer oder gleich 1,0 Gewichtsprozent ist.

6. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Mg kleiner oder gleich 1,3 Gewichtsprozent ist.

7. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Cr kleiner oder gleich 0,25 Gewichtsprozent ist.

8. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Zn kleiner oder gleich 0,25 Gewichtsprozent ist.

9. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Ti kleiner oder gleich 0,05 Gewichtsprozent ist.

10. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Zr kleiner oder gleich 0,25 Gewichtsprozent ist.

11. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Prozessschrotte aus der Herstellung lotplattierter Produkte zumindest einen Teil des Ausgangsmaterials bilden.

12. Aluminiumband hergestellt aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Aluminiumband nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumband mit einer Schutzplattierung versehen ist.

14. Aluminiumband nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumband - insbesondere im Rahmen einer Lackierung - wärmebehandelt worden ist.

15. Verwendung eines Aluminiumbandes nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumband zur Herstellung von rollgeformten Produkten der Bauindustrie verwendet wird.

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 86(2) EPÜ.

1. Aluminiumband hergestellt aus einer Aluminiumlegierung mit den folgenden Legierungsanteilen in Gewichtsprozent:















wobei der Legierungsanteil von Cr ersetzt oder ergänzt werden kann durch den folgenden Legierungsanteil in Gewichtsprozent:

andere in Summe maximal 0,15, einzeln maximal 0,05, Rest A1
dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumband im Rahmen einer Lackierung wärmebehandelt worden ist.

2. Aluminiumband nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Si größer oder gleich 1,0 und kleiner oder gleich 2,0 Gewichtsprozent ist.

3. Aluminiumband nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Fe kleiner oder gleich 0,7 Gewichtsprozent ist.

4. Aluminiumband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Cu kleiner oder gleich 0,5 Gewichtsprozent ist.

5. Aluminiumband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Mn größer oder gleich 1,0 Gewichtsprozent ist.

6. Aluminiumband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Mg kleiner oder gleich 1,3 Gewichtsprozent ist.

7. Aluminiumband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Cr kleiner oder gleich 0,25 Gewichtsprozent ist.

8. Aluminiumband nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Zn kleiner oder gleich 0,25 Gewichtsprozent ist.

9. Aluminiumband nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Ti kleiner oder gleich 0,05 Gewichtsprozent ist.

10. Aluminiumband nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der Legierungsanteil von Zr kleiner oder gleich 0,25 Gewichtsprozent ist.

11. Aluminiumband nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
   dadurch gekennzeichnet, dass Prozessschrotte aus der Herstellung lotplattierter Produkte zumindest einen Teil des Ausgangsmaterials bilden.

12. Aluminiumband nach Anspruch 1 bis 11,
   dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumband mit einer Schutzplattierung versehen ist.

13. Verwendung eines Aluminiumbandes nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumband zur Herstellung von rollgeformten Produkten der Bauindustrie verwendet wird.