[0001] Die Erfindung betrifft ein Aluminiumlegierungsband und Verwendungen dafür.
[0002] Halbzeuge und Bauteile für Kraftfahrzeuge müssen abhängig von ihrem Einsatzort und
Einsatzzweck im Kraftfahrzeug unterschiedliche Anforderungen erfüllen, insbesondere
in Bezug auf ihre mechanischen Eigenschaften sowie auf ihre Korrosionseigenschaften.
[0003] Bei Türinnenteilen werden die mechanischen Eigenschaften beispielsweise vorwiegend
durch die Steifigkeit bestimmt, welche insbesondere von der Formgebung dieser Teile
abhängt. Die Festigkeit hat demgegenüber einen untergeordneten Einfluss, wobei die
verwendeten Werkstoffe jedoch auch nicht zu weich sein dürfen. Eine gute Umformbarkeit
ist demgegenüber sehr wichtig, da die Bauteile und Halbzeuge zum Beispiel bei der
Herstellung von Türinnenteilen im Allgemeinen komplexe Umformprozesse durchlaufen.
Das betrifft insbesondere Bauteile, die in einer einteiligen Blechschalenbauweise
hergestellt werden, wie z.B. eine Blechinnentür mit integriertem Fensterrahmenbereich.
Solche Bauteile haben durch die Einsparung von Fügeoperationen Kostenvorteile gegenüber
einer angebauten Profillösung für den Fensterrahmen.
[0004] Vorteilhaft wäre insbesondere, wenn sich ein entsprechendes Halbzeug oder Bauteil
aus einer Aluminiumlegierung auf einem Werkzeug für Stahlbauteile umformen ließe,
da in diesem Fall auf demselben Werkzeug je nach Bedarf Aluminium- oder Stahlbauteile
hergestellt werden können und so Investitions- und Betriebskosten für ein zusätzliches
Werkzeug reduziert bzw. vermieden werden können.
[0005] Aus den zuvor genannten Gründen besteht im Bereich der Kraftfahrzeugindustrie ein
großes Interesse an hochumformbaren, mittelfesten Aluminiumlegierungen, die insbesondere
eine bessere Umformbarkeit aufweisen, als beispielsweise die Standardlegierung AA
(Aluminum Association) 5005 (AlMgl).
[0006] Neben den mechanischen Eigenschaften spielt bei Kraftfahrzeugen auch die Korrosionsbeständigkeit
eine große Rolle, da Kraftfahrzeugbauteile wie Türinnenteile Spritzwasser, Kondenswasser
oder Schwitzwasser ausgesetzt sind. Es ist daher wünschenswert, dass die Kraftfahrzeugbauteile
eine gute Beständigkeit gegen verschiedene Korrosionsangriffe, insbesondere gegen
interkristalline Korrosion und gegen Filiform-Korrosion aufweisen.
[0007] Unter Filiform-Korrosion wird ein Korrosionstyp verstanden, der bei beschichteten
Bauteilen auftritt und einen fadenförmigen Verlauf zeigt. Die Filiform-Korrosion tritt
bei hoher Luftfeuchtigkeit in Gegenwart von Chloridionen auf.
[0008] In der Vergangenheit wurde versucht, Halbzeuge bzw. Bauteile für Kraftfahrzeuge aus
der Legierung AA 8006 (AlFe1,5Mn0,5) herzustellen. Mit dieser Legierung können zwar
Halbzeuge mit einer ausreichenden Festigkeit und einer hohen Umformbarkeit hergestellt
werden, jedoch zeigten die entsprechenden Bauteile nach dem Lackieren eine hohe Anfälligkeit
für Filiform-Korrosion, so dass die Legierung AA 8006 für beschichtete, insbesondere
lackierte Bauteile wie Türinnenteile, nicht geeignet ist.
[0009] Aushärtbare AA 6xxx-Legierungen weisen hohe Festigkeiten sowie eine gute Beständigkeit
gegen interkristalline Korrosion und gegen Filiform-Korrosion auf, sind jedoch deutlich
schlechter umformbar als AA 8006 und daher zur Herstellung komplexer Bauteile wie
zum Beispiel von Türinnenteilen nicht besonders gut geeignet. Zudem ist die Herstellung
von Halbzeugen und Bauteilen aus einer AA 6xxx-Legierung recht aufwändig und teuer,
da sie als besonderen Verfahrensschritt eine Durchlaufglühung erfordert.
[0010] AA 5xxx-Legierungen mit hohen Magnesium-Anteilen vereinigen hohe Festigkeiten mit
einer recht guten Umformbarkeit. Allerdings reicht die Umformbarkeit nicht an diejenige
von Stahllösungen heran, was zu Einschränkungen im Design der Bauteile führt. Zudem
neigen diese Legierungen zu interkristalliner Korrosion. Stahlwerkstoffe sind zwar
sehr gut umformbar, haben allerdings bei gleicher Steifigkeit einen Gewichtsnachteil
und sind ebenfalls korrosionsanfällig. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Aluminiumlegierungsband zur
Verfügung zu stellen, das hoch-umformbar, mittelfest und korrosionsbeständig ist.
Weiterhin sollen vorteilhafte Verwendungen für das Band zur Verfügung gestellt werden.
Diese Aufgabe wird mit einem Aluminiumlegierungsband und einer Verwendung des Bandes
mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 8 und 9 gelöst.
[0011] In Bezug auf die Aluminiumlegierung des Aluminiumlegierungsbandes wird die zuvor
genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Legierungsbestandteile der
Aluminiumlegierung die folgenden Anteile in Gewichtsprozent aufweisen:
| |
Fe |
≤ |
0,80 %, |
| |
Si |
≤ |
0,50 %, |
| 0,90 % ≤ |
Mn |
≤ |
1,50 %, |
| |
Mg |
≤ |
0,25 %, |
| |
Cu |
≤ |
0,20 %, |
| |
Cr |
≤ |
0,05 %, |
| |
Ti |
≤ |
0,05 %, |
| |
V |
≤ |
0,05 %, |
| |
Zr |
≤ |
0,05 %, |
[0012] Rest Aluminium, unvermeidliche Begleitelemente einzeln < 0,05 %, in Summe < 0,15
%, und der kombinierte Anteil von Mg und Cu folgende Relation in Gew.-% erfüllt:

[0013] Die Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes basiert auf
dem Legierungstyp AA 3xxx, insbesondere AA 3103 (AlMn1). Derartige Legierungen weisen
zwar eine sehr gute Umformbarkeit auf, sind aber normalerweise für viele Anwendungen
wie Bauteile von Kraftfahrzeugen zu weich. Durch die Zugabe bestimmter Legierungselemente,
insbesondere Mg und Cu, kann die Festigkeit der Aluminiumlegierung zwar erhöht werden,
jedoch führt dies auch zu einer deutlichen Senkung der Duktilität und damit wiederum
zu einer schlechteren Umformbarkeit.
[0014] Im Rahmen der Erfindung wurde unter anderem erkannt, dass der kombinierte Anteil
von Kupfer und Magnesium bei der Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
genau kontrolliert werden muss, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften, nämlich
eine Dehngrenze R
p0,2 von mindestens 45 MPa bei einer Gleichmaßdehnung A
g von mindestens 23 % sowie einer Bruchdehnung A
80mm von mindestens 30 %, bei guter Korrosionsbeständigkeit zu erreichen. In Versuchen
wurde festgestellt, dass bei einem kombinierten Anteil von Mg und Cu zwischen 0,15
und 0,25 Gew.-% eine für die genannten Anwendungen vorteilhafte Kombination von Festigkeit
und Umformbarkeit der Aluminiumlegierung erzielt wird.
[0015] Der kombinierte Anteil von Magnesium und Kupfer muss mindestens 0,17 Gew.-%, betragen,
damit die Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegieningsbandes eine
ausreichende Festigkeit, insbesondere mit einer Dehngrenze R
p0,2 von mindestens 45 MPa, erreicht. Andererseits muss der kombinierte Anteil von Mg
und Cu auf höchstens 0,25 Gew.-%, bevorzugt höchstens 0,23 Gew.-%, insbesondere höchstens
0,20 Gew.-% begrenzt werden, da ansonsten Gleichmaßdehnung A
g und Bruchdehnung A
80mm zu sehr abfallen, nämlich insbesondere unter 23 % für A
g bzw. unter 30 % für A
80mm. Unter dem kombinierten Anteil von Magnesium und Kupfer wird allgemein die Summe
der beiden Einzelanteile für Mg und Cu in Gew.-% verstanden.
[0016] Hinsichtlich der einzelnen Anteile weist die Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen
Aluminiumlegieningsbandes einen Cu-Anteil von maximal 0,20 Gew.-%, bevorzugt von maximal
0,10 Gew.-%, insbesondere von maximal 0,05 Gew.-%, und einen Magnesium-Anteil von
maximal 0,25 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,2 Gew.-%, auf. Weiterhin weist die Aluminiumlegierung
vorzugsweise einen Mg-Anteil von mindestens 0,06 Gew.-%, weiter bevorzugt von mindestens
0,10 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,15 Gew.-% auf.
[0017] Die zuvor beschriebene, Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
hat sich in Versuchen als hoch-umformbar und mittelfest erwiesen. Dadurch kann die
Aluminiumlegierung besonders gut für Halbzeuge und Bauteile von Kraftfahrzeugen verwendet
werden, deren Herstellung komplexe Umformprozesse umfasst. Mit der Aluminiumlegierung
kann teilweise insbesondere sogar eine so gute Umformbarkeit erreicht werden, dass
Halbzeuge und Bauteile aus der Legierung auf Umformwerkzeugen für Stahlbauteile umgeformt
werden können.
[0018] Weiterhin hat sich in Versuchen gezeigt, dass die Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen
Aluminiumlegierungsbandes eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist. Insbesondere
tritt bei Legierungen vom Typ AA 3xxx, zu dem die oben genannte Legierung gehört,
keine interkristalline Korrosion auf. Weiterhin zeigte die Aluminiumlegierung des
erfindunesgemäßen Aluminiumlegierungsbandes in Laboruntersuchungen eine erheblich
bessere Beständigkeit gegenüber Filiform-Korrosion als beispielsweise AA 8006-Legierungen.
[0019] Die Wirkung der einzelnen Legierungsbestandteile wird nun im Folgenden erläutert:
Der Mn-Anteil der Legierung von 0,9 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise von 1,0 bis 1,4 Gew.-%,
insbesondere von 1,0 bis 1,2 Gew.-%, führt in Kombination mit den Fe- und Si-Anteilen
in den angegebenen Mengen insbesondere zu relativ gleichförmig verteilten, kompakten
Partikeln der quaternären α-Al(Fe,Mn)Si-Phase, die die Festigkeit der Aluminiumlegierung
des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes steigern, ohne andere Eigenschaften
wie die Umformbarkeit oder das Korrosionsverhalten negativ zu beeinflussen.
[0020] Die Elemente Titan, Chrom, Vanadium und insbesondere Zirkon können die Rekristallisation
bei der Schlussglühung behindern und damit die Umformbarkeit der Aluminiumlegierung
des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes verschlechtem. Um eine bessere Umformbarkeit
zu erzielen, weist die Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
daher Ti-, Cr-, V- und Zr-Anteile von jeweils maximal 0,05 Gew.-% und bevorzugt insbesondere
einen Zr-Anteil von maximal 0,02 Gew.-% auf.
[0021] Die Anteile aller anderen unvermeidlichen Begleitelemente betragen einzeln weniger
als 0,05 Gew.-% und zusammen weniger als 0,15 Gew.-%, damit diese keine unerwünschte
Phasenbildung und/oder negativen Einflüsse auf die Materialeigenschaften hervorrufen.
[0022] In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Mg-Anteil der Aluminiumlegierung
des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes größer als der Cu-Anteil der Aluminiumlegierung.
Auf diese Weise kann das Korrosionsverhalten der Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen
Aluminiumlegierungsbandes, insbesondere in Bezug auf die Filiform-Korrosion, weiter
verbessert werden.
[0023] Die Umformbarkeit der Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
wird in einer weiteren Ausführungsform dadurch weiter verbessert, dass die Aluminiumlegierung
einen Cr-Anteil ≤ 0,02 Gew.-%, bevorzugt ≤ 0,01 Gew.-%, und/oder einen V-Anteil ≤
0,02 Gew.-%, bevorzugt ≤ 0,01 Gew.-%, und/oder einen Zr-Anteil ≤ 0,01 Gew.-% aufweist.
[0024] Titan kann beim Stranggießen der Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
als Kornfeinungsmittel zum Beispiel in Form von Ti-Borid-Draht oder -Stangen hinzugegeben
werden. Daher weist die Aluminiumlegierung in einer weiteren Ausführungsform einen
Ti-Anhalt von mindestens 0,01 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 0,015 Gew.-%, insbesondere
von mindestens 0,02 Gew.-% auf.
[0025] Die Materialeigenschaften der Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
lassen sich in einer weiteren Ausführungsform dadurch verbessern, dass die Aluminiumlegierung
einen Fe-Anteil ≤ 0,7 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 0,6 Gew.-%, insbesondere ≤ 0,5 Gew.-%,
aufweist. Durch die weitere Beschränkung des Fe-Anteils wird verhindert, dass sich
die Anfälligkeit der Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
gegenüber Filiform-Korrosion erhöht.
[0026] Weiterhin weist die Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
bevorzugt einen Si-Anteil von ≤ 0,4 Gew.-%, vorzugsweise ≤ 0,3 Gew.-%, insbesondere
≤ 0,25 Gew.-%, auf. Durch die weitere Beschränkung des Si-Anteils kann verhindert
werden, dass die Umformbarkeit zu sehr reduziert wird.
[0027] Zur Festigkeitssteigerung weist die Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
weiterhin vorzugsweise einen Fe-Anteil von mindestens 0,10 Gew.-%, bevorzugt von mindestens
0,25 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,40 Gew.-%, und/oder einen Si-Anteil von
mindestens 0,06 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,10 Gew.-%, insbesondere mindestens
0,15 Gew.-% auf.
[0028] Eine gute Festigkeit und Umformbarkeit werden bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes dadurch erreicht,
dass die Legierungsbestandteile der Aluminiumlegierung die folgenden Anteile in Gewichtsprozent
aufweisen:
| 0,40 % |
≤ |
Fe |
≤ |
0,70 %, |
| 0,10 % |
≤ |
Si |
≤ |
0,25 %, |
| 1,00 % |
≤ |
Mn |
≤ |
1,20 %, |
| |
|
Mg |
≤ |
0,25 %, |
| |
|
Cu |
≤ |
0,10 %, |
| |
|
Cr |
≤ |
0,02 %, |
| |
|
Ti |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
V |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
Zr |
≤ |
0,05 %, |
[0029] Rest Aluminium, unvermeidliche Begleitelemente einzeln < 0,05 %, in Summe < 0,15
%, wobei der kombinierte Anteil von Mg und Cu folgende Relation in Gew.-% erfüllt:

[0030] Die Umformbarkeit dieser Legierung kann dadurch verbessert werden, dass die Legierung
einen V-Anteil ≤ 0,02 Gew.-% und/oder einen Zr-Anteil ≤ 0,01 Gew.-% aufweist. Weiterhin
kann die Kornfeinung durch einen Ti-Anteil von mindestens 0,01 Gew.-% verbessert werden.
[0031] Eine sehr gute Umformbarkeit bei ausreichender Festigkeit wird in einer bevorzugten
Ausführungsform der Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes
dadurch erreicht, dass die Legierungsbestandteile der Aluminiumlegierung die folgenden
Anteile in Gewichtsprozent aufweisen:
| 0,40 % |
≤ |
Fe |
≤ |
0,70 %, |
| 0,10 % |
≤ |
Si |
≤ |
0,25 %, |
| 1,00 % |
≤ |
Mn |
≤ |
1,20 %, |
| |
|
Mg |
≤ |
0,20 %, |
| |
|
Cu |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
Cr |
≤ |
0,02 %, |
| |
|
Ti |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
V |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
Zr |
≤ |
0,05 %, |
[0032] Rest Aluminium, unvermeidliche Begleitelemente einzeln < 0,05 %, in Summe < 0,15
%, wobei der kombinierte Anteil von Mg und Cu folgende Relation in Gew.-% erfüllt:

[0033] Die Umformbarkeit dieser Legierung kann dadurch verbessert werden, dass die Legierung
einen V-Anteil ≤ 0,02 Gew.-% und/oder einen Zr-Anteil ≤ 0,01 Gew.-% aufweist. Weiterhin
kann die Kornfeinung durch einen Ti-Anteil von mindestens 0,01 Gew.-% verbessert werden.
[0034] Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbands aus
der Aluminiumlegierung umfasst folgende Verfahrensschritte:
- Gießen eines Walzbarrens aus einer Aluminiumlegierung des erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbandes,
- Homogenisieren des Walzbarrens bei 480 °C bis 600 °C für mindestens 0,5 h,
- Warmwalzen des Walzbarrens bei 280 °C bis 500 °C zu einem Aluminiumlegierungsband,
- Kaltwalzen des Aluminiumlegierungsbands auf Enddicke und
- rekristallisierendes Schlussglühen des Aluminiumlegierungsbands.
[0035] Die Verfahrensschritte des zuvor beschriebenen Verfahrens werden insbesondere in
der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
[0036] In Versuchen wurde festgestellt, dass mit diesem Verfahren ein Aluminiumlegierungsband
hergestellt werden kann, welches hoch-umformbar, mittelfest und korrosionsbeständig,
insbesondere gegenüber interkristalliner Korrosion und Filiform-Korrosion, ist. Weiterhin
erlaubt dieses Verfahren eine wirtschaftliche Herstellung des Aluminiumlegierungsbands,
da das Verfahren Standardprozessschritte (d.h. Strangguss, Homogenisieren, Warmwalzen,
Kaltwalzen, Weichglühen) umfasst und nicht notwendigerweise besondere, aufwändige
Verfahrensschritte wie zum Beispiel eine Banddurchlaufglühung erfordert.
[0037] Das Gießen des Walzbarrens erfolgt bevorzugt im DC-Strangguss. Alternativ kann jedoch
beispielsweise auch ein Bandgussverfahren verwendet werden.
[0038] Durch das Homogenisieren des Walzbarrens bei 480 °C bis 600 °C, bevorzugt bei 500
°C bis 600 °C, insbesondere bei 530 °C bis 580 °C, für mindestens 0,5 h wird erreicht,
dass das Aluminiumlegierungsband nach dem Schlussglühen ein feinkörniges Gefüge mit
guter Festigkeit und Umformbarkeit aufweist. Diese Eigenschaften lassen sich weiter
dadurch verbessern, dass das Homogenisieren des Walzbarrens für mindestens 2 h erfolgt.
[0039] Das Warmwalzen des Walzbarrens erfolgt bei einer Temperatur zwischen 280 °C und 500
°C, bevorzugt zwischen 300 °C und 400 °C, insbesondere zwischen 320 °C und 380 °C.
Beim Warmwalzen wird der Walzbarren bevorzugt auf eine Dicke zwischen 3 und 12 mm
heruntergewalzt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass beim nachfolgenden Kaltwalzen
ein ausreichend hoher Abwalzgrad, bevorzugt von mindestens 70 %, insbesondere von
mindestens 80 %, erreicht wird, durch den die Festigkeit, die Umformbarkeit und die
Dehnungswerte des Aluminiumlegierungsbandes mitbestimmt werden.
[0040] Das Kaltwalzen des Aluminiumlegierungsbands kann in einem oder in mehreren Stichen
erfolgen. Bevorzugt wird das Aluminiumlegierungsband auf eine Enddicke im Bereich
von 0,2 bis 5 mm, bevorzugt von 0,25 bis 4 mm, insbesondere von 0,5 - 3,6 mm gewalzt.
Bei diesen Dickenbereichen können die gewünschten Materialeigenschaften des Aluminiumlegierungsbands
besonders gut erreicht werden.
[0041] Durch das Schlussglühen des Aluminiumbands kann ein feinkörnig durchkristallisiertes
Gefüge mit guter Festigkeit und Umformbarkeit erreicht werden. Beim Schlussglühen
handelt es sich daher um eine rekristallisierende Weichglühung. Das Schlussglühen
kann insbesondere in einem Kammerofen bei 300 °C bis 400 °C, bevorzugt bei 320 °C
bis 360 °C oder in einem Durchlaufofen bei 450 °C bis 550 °C, bevorzugt bei 470 °C
bis 530 °C erfolgen. Der Kammerofen ist in Betrieb und Anschaffung weniger kostenintensiv
als der Durchlaufofen. Die Dauer des Schlussglühens im Kammerofen beträgt typischerweise
1 h oder mehr.
[0042] In einer ersten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren zusätzlich folgenden
Verfahrensschritt:
- Fräsen der Ober- und/oder Unterseite des Walzbarrens.
[0043] Durch diesen Verfahrensschritt können die Korrosionseigenschaften des hergestellten
Aluminiumlegierungsbands bzw. eines aus diesem Aluminiumlegierungsband hergestellten
Endprodukts verbessert werden. Das Fräsen der Ober- und/oder Unterseite des Walzbarrens
kann beispielsweise nach dem Gießen und vor dem Homogenisieren des Walzbarrens erfolgen.
[0044] In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Homogenisieren mindestens
zweistufig durchgeführt mit folgenden Schritten:
- erstes Homogenisieren bei 500 °C bis 600 °C, bevorzugt bei 550 °C bis 600 °C, für
mindestens 0,5 h, bevorzugt für mindestens 2 h, und
- zweites Homogenisieren bei 450 °C bis 550 °C für mindestens 0,5 h, bevorzugt für mindestens
2 h.
[0045] Durch das mindestens zweistufige Homogenisieren kann ein feinkörnigeres Gefüge mit
guter Festigkeit und Umformbarkeit nach dem Schlussglühen erzielt werden. Es hat sich
gezeigt, dass auf diese Weise nach dem Schlussglühen insbesondere Korngrößen, bestimmt
nach ASTM E1382, von kleiner als 45 µm, insbesondere sogar von kleiner als 35 µm,
erreicht werden können. Das zweite Homogenisieren wird bevorzugt bei der Warmwalztemperatur
durchgeführt, die der Walzbarren zu Beginn des nachfolgenden Warmwalzschrittes aufweist.
[0046] Das mindestens zweistufige Homogenisieren umfasst bei einer weiteren Ausführungsform
bevorzugt folgende Schritte:
- erstes Homogenisieren bei 500 °C bis 600 °C, bevorzugt bei 550 °C bis 600 °C, für
mindestens 0,5 h, bevorzugt für mindestens 2 h,
- Abkühlen des Walzbarrens nach dem ersten Homogenisieren auf die Temperatur für das
zweite Homogenisieren und
- zweites Homogenisieren bei 450 °C bis 550 °C für mindestens 0,5 h, bevorzugt für mindestens
2 h.
[0047] In einer alternativen Ausführungsform umfasst das mindestens zweistufige Homogenisieren
bevorzugt folgende Schritte:
- erstes Homogenisieren bei 500 °C bis 600 °C, bevorzugt bei 550 °C bis 600 °C, für
mindestens 0,5 h, bevorzugt für mindestens 2 h,
- Abkühlen des Walzbarrens nach dem ersten Homogenisieren auf Raumtemperatur,
- Anwärmen des Walzbarrens auf die Temperatur für das zweite Homogenisieren und
- zweites Homogenisieren bei 450 °C bis 550 °C für mindestens 0,5 h, bevorzugt für mindestens
2 h.
[0048] In einer weiteren Ausführungsform kann ein Fräsen der Ober- und/oder Unterseite des
Walzbarrens zwischen dem ersten Homogenisieren und dem zweiten Homogenisieren erfolgen,
und zwar besonders bevorzugt nach dem Abkühlen des Walzbarrens auf Raumtemperatur.
[0049] In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beträgt der Abwalzgrad während des
Kaltwalzens mindestens 70 %, vorzugsweise mindestens 80 %. Durch diesen Mindestabwalzgrad
kann beim Aluminiumlegierungsband nach der Schlussglühung ein feinkörniges Gefüge
mit guter Festigkeit und Umformbarkeit erreicht werden.
[0050] In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beträgt der Abwalzgrad während des
Kaltwalzens maximal 90 %, bevorzugt maximal 85 %. Durch diesen maximalen Abwalzgrad
kann eine übermäßige Abnahme der Dehnungswerte des Aluminiumlegierungsbandes verhindert
werden.
[0051] Das Verfahren kann in einer weiteren Ausführungsform dadurch besonders wirtschaftlich
durchgeführt werden, dass das Kaltwalzen ohne Zwischenglühung durchgeführt wird. Es
hat sich herausgestellt, dass die gewünschten Eigenschaften des Aluminiumlegierungsbands
auch ohne eine Zwischenglühung erreicht werden können. Bevorzugt erfolgt bei der Herstellung
des Aluminiumlegierungsbands auch keine aufwändige und teure Banddurchlaufglühung.
[0052] In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird das Aluminiumlegierungsband
zwischen zwei Kaltwalzstichen, insbesondere zwischen dem vorletzten und dem letzten
Kaltwalzstich, zwischengeglüht, insbesondere bei einer Temperatur von 300 °C bis 400
°C, bevorzugt bei einer Temperatur von 330 °C bis 370 °C. Das Zwischenglühen kann
beispielsweise in einem Kammerofen erfolgen. Bei dem Zwischenglühen handelt es sich
insbesondere um ein Zwischen-Weichglühen des Bandes.
[0053] Zwar wird das Herstellungsverfahren durch das Zwischenglühen aufwändiger, jedoch
kann hierdurch bei einem relativ dicken Warmband das Gefüge positiv beeinflusst werden,
so dass das hergestellte Aluminiumlegierungsband im Ergebnis bessere Materialeigenschaften
aufweist. Das Zwischenglühen wird bevorzugt dann durchgeführt, wenn der Abwalzgrad
beim Kaltwalzen insgesamt mehr als 85 %, insbesondere mehr als 90 % beträgt. Das Kaltwalzen
und das Zwischenglühen erfolgt dann vorzugsweise so, dass der Abwalzgrad nach dem
Zwischenglühen weniger als 90 %, insbesondere weniger als 85 % beträgt. Besonders
bevorzugt beträgt der Abwalzgrad nach dem Zwischenglühen zwischen 70 % und 90 %, insbesondere
zwischen 80 % und 85 %.
[0054] Die zuvor beschriebene Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Aluminiumlegierungsband,
welches bevorzugt mit einem der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt wird, dadurch
gelöst, dass das Aluminiumlegierungsband aus der zuvor beschriebenen Legierung besteht
und eine Dehngrenze R
p0,2 von mindestens 45 MPa, eine Gleichmaßdehnung A
g von mindestens 23 % sowie eine Bruchdehnung A
80mm von mindestens 30 % aufweist.
[0055] Versuche haben gezeigt, dass mit der beschriebenen Legierung und insbesondere auch
durch das zuvor beschriebene Verfahren ein erfindungsgemäßes Aluminiumlegierungsband
herstellbar ist, welches die oben genannten Materialeigenschaften und zudem eine gute
Korrosionsbeständigkeit gegenüber interkristalliner Korrosion und Filiform-Korrosion
aufweist. Damit ist das erfindungsgemäße Aluminiumlegierungsband besonders gut für
Bauteile und Halbzeuge für Kraftfahrzeuge, insbesondere für beschichtete Bauteile
wie Türinnenbauteile geeignet.
[0056] Die Dehngrenze R
p0,2 wird nach DIN EN ISO 6892-1:2009 bestimmt. Die Gleichmaßdehnung A
g und die Bruchdehnung A
80mm werden ebenfalls nach DIN EN ISO 6892-1:2009 mit einer Flachzug-Probe nach DIN EN
ISO 6892-1:2009, Anhang B, Form 2 bestimmt.
[0057] In einer Ausführungsform weist das Aluminiumlegierungsband eine Dicke im Bereich
von 0,2 bis 5 mm, bevorzugt von 0,25 bis 4 mm, insbesondere von 0,5 - 3,6 mm auf.
Bei diesen Dickenbereichen können die gewünschten Materialeigenschaften des Aluminiumlegierungsbands
besonders gut erreicht werden.
[0058] Die zuvor beschriebene Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung des zuvor
beschriebenen erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbands für Halbzeuge oder Bauteile
für Kraftfahrzeuge, insbesondere für beschichtete Bauteile für Kraftfahrzeuge. Es
hat sich herausgestellt, dass mit dem erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsband Materialeigenschaften
erreicht werden können, die insbesondere für diese Verwendungen vorteilhaft sind.
Das Aluminiumlegierungsband kann nach einer Ausführungsform besonders vorteilhaft
für Türinnenbauteile eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
[0059] Die zuvor beschriebene Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung eines Blechs,
hergestellt aus einem erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsband, als Bauteil im Kraftfahrzeug.
Wie zuvor beschrieben eignen sich die Materialeigenschaften des Aluminiumlegierungsbands
und damit auch die Materialeigenschaften eines aus diesem hergestellten Blechs besonders
für die Verwendung im Kraftfahrzeug, vor allem als Türinnenblech.
[0060] Wegen der guten Beständigkeit gegenüber Filiform-Korrosion wird das aus dem erfindungsgemäßen
Aluminiumlegierungsband hergestelltes Blech besonders bevorzugt für beschichtete,
insbesondere lackierte Bauteile eines Kraftfahrzeugs verwendet.
[0061] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung
mehrerer Ausführungsbeispiele entnommen werden, wobei auch auf die beigefügte Zeichnung
Bezug genommen wird.
[0062] In der Zeichnung zeigen
- Fig. 1
- ein Ablaufdiagramm für mehrere Ausführungsbeispiele zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Aluminiumlegierungsbands,
- Fig. 2
- ein Ablaufdiagramm für weitere Ausführungsbeispiele zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Aluminiumlegierungsbands,
- Fig. 3
- ein Diagramm mit Messergebnissen von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbänder
und
- Fig. 4
- ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
[0063] Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens
zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbands.
[0064] In einem ersten Schritt 2 wird zunächst ein Walzbarren aus einer Aluminiumlegierung
gegossen. Das Gießen kann beispielsweise im DC-Strangguss oder im Bandguss erfolgen.
Nach dem Gießen wird der Walzbarren in Schritt 4 bei einer Temperatur im Bereich von
480 °C bis 600 °C für mindestens 0,5 h homogenisiert. In Schritt 6 wird der Walzbarren
anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 280 °C bis 500 °C auf eine Enddicke
zwischen 3 und 12 mm warmgewalzt. Das aus dem Walzbarren warmgewalzte Warmband wird
dann im Schritt 8 auf eine Enddicke von vorzugsweise 0,2 mm bis 5 mm kaltgewalzt.
Im Anschluss an das Kaltwalzen erfolgt in Schritt 10 schließlich noch ein Schlussglühen
des Aluminiumlegierungsbands, beispielsweise im Kammerofen bei einer Temperatur zwischen
300 °C und 400 °C oder in einem Durchlaufofen zwischen 450 °C und 550 °C.
[0065] Zwischen dem Gießen des Walzbarrens in Schritt 2 und dem Homogenisieren in Schritt
4 kann optional in einem Schritt 12 die Ober- und/oder die Unterseite des Walzbarrens
gefräst werden.
[0066] Weiterhin kann das Aluminiumlegierungsband während des Kaltwalzens in Schritt 8 optional
in einem Schritt 14 zwischengeglüht werden, vorzugsweise in einem Kammerofen bei einer
Temperatur zwischen 300 °C und 400 °C. Das Zwischenglühen ist besonders dazu geeignet,
die Materialeigenschaften des Aluminiumlegierungsbands zu verbessern, wenn das Warmband
relativ dick ist und daher der Abwalzgrad beim Kaltwalzen insgesamt mehr als 85 %,
insbesondere mehr als 90 % beträgt. Das Zwischenglühen erfolgt bevorzugt vor dem letzten
Kaltwalzstich.
[0067] Bei einer Warmbanddicke von 12 mm und einer Enddicke von 0,4 mm beträgt der Abwalzgrad
beim Kaltwalzen beispielsweise insgesamt ca. 96,7 %. In diesem Fall kann das Warmband
zum Beispiel in einem ersten Kaltwalzstich zunächst auf 2 mm gewalzt, dann zwischengeglüht
und schließlich in einem zweiten Kaltwalzstich auf 0,4 mm gewalzt werden. Der Abwalzgrad
nach dem Zwischenglühen beträgt dann nur noch 80 % und liegt somit in einem bevorzugten
Bereich.
[0068] Figur 2 zeigt einen Teil eines Ablaufdiagramms für weitere Ausführungsbeispiele des
Verfahrens. Der Verfahrensablauf dieser Ausführungsbeispiele stimmt im Wesentlichen
mit dem Verfahrensablauf der mit Bezug auf Figur 1 beschriebenen Verfahren überein.
Das Homogenisieren des Walzbarrens erfolgt bei den Ausführungsbeispielen nach Figur
2 jedoch nicht in Schritt 4, sondern in einem Schritt 16, der in mehrere Einzelschritte
aufgeteilt ist. Figur 2 zeigt mögliche Abfolgen der Einzelschritte des Schritts 16.
[0069] Demnach erfolgt nach dem Gießen des Walzbarrens in Schritt 2 bzw. nach dem Fräsen
des Walzbarrens in Schritt 12 im ersten Teilschritt 18 des Schritts 16 zunächst ein
erstes Homogenisieren bei einer Temperatur zwischen 550 und 600 °C für mindestens
0,5 h, bevorzugt für mindestens 2 h. In einem nachfolgenden Schritt 20 wird der Walzbarren
auf die Temperatur des zweiten Homogenisierens im Bereich von 450 °C und 550 °C abgekühlt,
bevor dann im wiederum nachfolgenden Schritt 22 bei dieser Temperatur das zweite Homogenisieren
für mindestens 0,5 h, bevorzugt für mindestens 2 h, erfolgt.
[0070] Alternativ kann der Walzbarren nach dem ersten Homogenisieren in Schritt 18 in einem
Schritt 24 auch zunächst auf Raumtemperatur abgekühlt und in einem nachfolgenden Schritt
26 auf die Temperatur für das zweite Homogenisieren angewärmt werden. Zwischen Schritt
24 und Schritt 26 können optional die Ober- und/oder die Unterseite des Walzbarrens
gefräst werden.
[0071] Im Rahmen der Erfindung wurden Aluminiumlegierungen vom Typ AA 3xxx, insbesondere
basierend auf AA 3103, mit verschiedenen Mg- und Cu-Anteilen hergestellt. Die Legierungszusammensetzungen
dieser Aluminiumlegierungen sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengestellt,
wobei die einzelnen Legierungsanteile jeweils in Gew.-% angegeben sind.
Tabelle 1
| Nr. |
|
Si |
Fe |
Cu |
Mn |
Mg |
Cr |
Zn |
Ti |
V |
Zr |
Cu+Mg |
| 1 |
V |
0,063 |
0,54 |
0,0029 |
1,07 |
0,0102 |
0,0005 |
0,0051 |
0,0053 |
0,0038 |
0,0005 |
0,013 |
| 2 |
V |
0,23 |
0,55 |
0,055 |
0,93 |
0,059 |
0,0096 |
0,0131 |
0,0151 |
0,0099 |
0,0008 |
0,114 |
| 3 |
V |
0,208 |
0,546 |
0,064 |
1,026 |
0,071 |
0,004 |
0,005 |
0,018 |
0,0081 |
0,0006 |
0,135 |
| 4 |
V |
0,154 |
0,51 |
0,152 |
1,02 |
0,0019 |
0,0005 |
0,0034 |
0,0602 |
0,0073 |
0,0005 |
0,154 |
| 5 |
E |
0,23 |
0,5 |
0,18 |
1,06 |
0,0109 |
0,0101 |
0,0055 |
0,0093 |
0,0112 |
0,0008 |
0,191 |
| 6 |
E |
0,142 |
0,62 |
0,0019 |
1,1 |
0,19 |
0,0004 |
0,0011 |
0,0066 |
0,0091 |
0,0005 |
0,192 |
| 7 |
E |
0,17 |
0,54 |
0,19 |
1,03 |
0,053 |
0,0005 |
0,0032 |
0,0217 |
0,0064 |
0,0005 |
0,243 |
| 8 |
V |
0,42 |
0,45 |
0,086 |
1,01 |
0,19 |
0,0331 |
0,0058 |
0,028 |
0,0066 |
0,0006 |
0,276 |
| 9 |
V |
0,052 |
0,21 |
0,28 |
0,87 |
0,22 |
0,0006 |
0,0028 |
0,018 |
0,0061 |
0,0005 |
0,5 |
| 10 |
V |
0,162 |
0,59 |
0,0016 |
1,1 |
0,52 |
0,0002 |
0,001 |
0,0055 |
0,0072 |
0,0005 |
0,522 |
| 11 |
V |
0,179 |
0,38 |
0,116 |
1,05 |
0,51 |
0,003 |
0,006 |
0,014 |
0,0068 |
0,0006 |
0,626 |
[0072] In der letzten Spalte der Tabelle 1 ist der kombinierte Anteil von Kupfer und Magnesium
angegeben, der sich als besonders wichtig für die gewünschten Materialeigenschaften
herausgestellt hat. Bei den Legierungen Nr. 5 - 7 handelt es sich um Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Bänder aus der Legierung (E), während die Legierungen Nr. 1
- 4 und 8 - 11 Vergleichsbeispiele darstellen (V).
[0073] Aus diesen Aluminiumlegierungen Nr. 1 - 11 wurden dann mit dem zuvor beschriebenen
Verfahren Aluminiumlegierungsbänder hergestellt. Im Einzelnen wurde aus jeder dieser
Legierungen 1 bis 11 im DC-Strangguss jeweils ein Walzbarren mit einer Dicke von 600
mm gegossen, der dann jeweils zweistufig homogenisiert wurde, und zwar zunächst für
mehrere Stunden bei ca. 580 °C und anschließend für mehrere Stunden bei ca. 500 °C.
Nach dem Homogenisieren wurden die Walzbarren bei ca. 500 °C zu Aluminiumlegierungswarmbändern
mit einer Dicke von 4 bis 8 mm warmgewalzt. Diese Aluminiumlegierungswarmbänder wurden
dann jeweils auf eine Enddicke von 1,2 mm kaltgewalzt und schließlich für 1 h einer
rekristallisierenden Schlussglühung bei 350 °C unterzogen.
[0074] Anschließend wurden die Aluminiumlegierungsbänder auf ihre mechanischen Eigenschaften,
insbesondere auf ihre Festigkeit und Umformbarkeit untersucht.
[0075] Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengestellt.
Weiterhin zeigt Tabelle 2 in der letzten Zeile die entsprechenden Materialeigenschaften
einer Legierung vom Typ AA 8006, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Tabelle 2
| Nr. |
|
Rp0,2 [MPa] |
Rm [MPa] |
Ag [%] |
A80mm [%] |
n-Wert |
r-Wert |
SZ 32 [mm] |
| 1 |
V |
42 |
101 |
25,1 |
41,3 |
0,214 |
0,472 |
16,7 |
| 2 |
V |
42 |
103 |
24,6 |
35,7 |
0,216 |
0,579 |
16,3 |
| 3 |
V |
43 |
111 |
24,5 |
36,1 |
0,218 |
0,484 |
16,4 |
| 4 |
V |
48 |
111 |
25,3 |
35,9 |
0,214 |
0,417 |
16,6 |
| 5 |
E |
49 |
115 |
25,1 |
34,2 |
0,218 |
0,420 |
16,2 |
| 6 |
E |
50 |
113 |
24,2 |
35,0 |
0,210 |
0,598 |
16,4 |
| 7 |
E |
53 |
118 |
23,8 |
32,5 |
0,216 |
0,344 |
15,9 |
| 8 |
V |
51 |
119 |
21,8 |
29,5 |
0,207 |
0,635 |
15,9 |
| 9 |
V |
58 |
134 |
21,2 |
26,9 |
0,220 |
0,556 |
15,4 |
| 10 |
V |
57 |
135 |
20,8 |
28,0 |
0,221 |
0,652 |
15,5 |
| 11 |
V |
66 |
152 |
19,7 |
21,0 |
0,225 |
0,582 |
14,9 |
| AA 8006 |
V |
49 |
104 |
27,5 |
42,0 |
0,223 |
0,431 |
17,3 |
[0076] Tabelle 2 zeigt folgende Messwerte:
- die Dehngrenze Rp0,2 in MPa sowie die Zugfestigkeit Rm in MPa, gemessen im Zugversuch senkrecht zur Walzrichtung des Blechs nach DIN EN
ISO 6892-1:2009,
- die Gleichmaßdehnung Ag in Prozent sowie die Bruchdehnung A80mm in Prozent, gemessen im Zugversuch senkrecht zur Walzrichtung des Blechs mit einer
Flachzug-Probe nach DIN EN ISO 6892-1:2009, Anhang B, Form 2,
- den Verfestigungsexponenten n (n-Wert), gemessen im Zugversuch senkrecht zur Walzrichtung
des Blechs nach DIN ISO 10275:2009,
- die senkrechten Anisotropie r (r-Wert), gemessen im Zugversuch senkrecht zur Walzrichtung
des Blechs nach DIN ISO 10113:2009, und
- die beim Streckziehen erreichte Tiefung SZ 32 in Millimeter als weiteres Maß für die
Umformbarkeit der Legierung. Die Tiefung SZ 32 wurde im Erichsen-Tiefungsversuch nach
DIN EN ISO 20482 ermittelt, aber mit einem auf die Blechdicke abgestimmten Stempelkopfdurchmesser
von 32 mm und Matrizendurchmesser von 35,4 mm und unter Zuhilfenahme einer Teflon-Ziehfolie
zur Reduzierung der Reibung.
[0077] In Figur 3 sind die Dehngrenzen R
p0,2 (leere Quadrate), die Bruchdehnungen A
80mm (gefüllte Rauten) und die Tiefungswerte SZ 32 (gefüllte Dreiecke) der Aluminiumlegierungsbänder
Nr. 1 bis 11 in Abhängigkeit vom kombinierten Cu- und Mg-Anteil der jeweiligen Aluminiumlegierung
aufgetragen. Die R
p0,2-Werte sind in MPa entsprechend der Skala an der linken Ordinatenachse aufgetragen.
Die A
80mm-Werte sind in Prozent und die SZ 32-Werte in mm entsprechend der Skala an der rechten
Ordinatenachse aufgetragen. Der kombinierte Cu- und Mg-Anteil ist auf der Abszisse
in Gew.-% angegeben.
[0078] Weiterhin sind in Figur 3 zur besseren Übersicht jeweils noch Ausgleichsgeraden zu
den Messwerten von R
p0,2, A
80mm und SZ 32 eingezeichnet. Zwei vertikale gestrichelte Linien kennzeichnen die Werte
0,15 Gew.-% und 0,25 Gew.-% für den kombinierten Cu- und Mg-Anteil.
[0079] Wie die Messwerte für die Aluminiumlegierungsbänder aus den Aluminiumlegierungen
Nr. 5 - 7 zeigen, bewirkt die Einstellung des kombinierten Cu- und Mg-Anteils in einem
Bereich von 0,15 Gew.-% bis 0,25 Gew.-%, dass die gewünschte Kombination von Festigkeit
(R
p0,2 ≥ 45MPa) und Umformbarkeit (A
g ≥ 23% und A
80mm ≥ 30 %) erreicht wird.
[0080] Bei kombinierten Mg- und Cu-Anteilen von weniger als 0,15 Gew.-% (Nr. 1 - 3) erweist
sich die Festigkeit als zu gering (R
p0,2 < 45 MPa) und bei kombinierten Mg- und Cu-Anteilen von mehr als 0,25 Gew.-% sinken
die Dehnungswerte und damit die Umformbarkeit zu sehr ab (A
g < 23 % und/oder A
80mm < 30 %).
[0081] Die gute Umformbarkeit zeigt sich insbesondere auch durch den gemessenen Tiefungswert,
der bei den erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbändern vorzugsweise einen Wert SZ
32 ≥ 15,8 mm, insbesondere ≥ 15,9 mm aufweist.
[0082] Im Ergebnis weisen die Aluminiumlegierungsbänder Nr. 5 - 7 damit bei gleicher Festigkeit
nur eine geringfügig schlechtere Umformbarkeit auf als die Vergleichs-Legierung AA
8006. Die Aluminiumlegierungsbänder Nr. 5 - 7 haben gegenüber der Legierung AA 8006
jedoch den Vorteil, dass sie eine erheblich bessere Korrosionsbeständigkeit aufweisen.
So tritt interkristalline Korrosion bei Legierungen vom Typ AA 3xxx grundsätzlich
nicht auf.
[0083] Weiterhin wurden an den Aluminiumlegierungsbändern aus den Aluminiumlegierungen Nr.
5 - 7 ergänzende Laborversuche zur Korrosionsbeständigkeit durchgeführt. Diese Laborversuche
haben gezeigt, dass die Aluminiumlegierungen Nr. 5 - 7 eine sehr viel bessere Beständigkeit
gegenüber Filiform-Korrosion zeigen als der Legierungstyp AA 8006. Damit sind Aluminiumlegierungen
wie die Aluminiumlegierungen Nr. 5 - 7 bzw. aus diesen Aluminiumlegierungen hergestellte
Aluminiumlegierungsbänder besonders für beschichtete Bauteile geeignet.
[0084] Schließlich zeigen die Messwerte in Tabelle 2, dass die Ausführungsbeispiele für
die erfindungsgemäßen Aluminiumlegierungsbänder auch für die Zugfestigkeit R
m sowie für den n- und r-Wert gute Werte erreichen, die insbesondere im Rahmen üblicher
AA 3xxx-Legierungen liegen oder sogar besser sind.
[0085] Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Bauteils eines Kraftfahrzeugs
in Form eines Türinnenteils. Derartige Türinnenteile 40 werden üblicherweise aus Stahl
hergestellt. Stahlbauteile sind jedoch bei gleicher Steifigkeit schwer und korrosionsanfällig.
[0086] Es hat sich gezeigt, dass mit den zuvor beschriebenen Aluminiumlegierungen, wie zum
Beispiel den Aluminiumlegierungen Nr. 5 - 7, Aluminiumlegierungsbänder hergestellt
werden können, die hoch-umformbar, mittelfest und sehr korrosionsbeständig sind, insbesondere
gegenüber interkristalliner Korrosion als auch gegenüber Filiform-Korrosion.
[0087] Die Materialeigenschaften dieser Aluminiumlegierungsbänder bzw. der aus diesen hergestellten
Blechen sind damit besonders günstig für die Herstellung von Kraftfahrzeugbauteilen,
wie zum Beispiel dem Türinnenteil 40. Die gute Beständigkeit gegenüber der Filiform-Korrosion
ist insbesondere beim Einsatz der Aluminiumlegierungen für beschichtete, insbesondere
lackierte Bauteile, wie das Türinnenteil 40, vorteilhaft.
[0088] Insbesondere weisen die aus diesen Aluminiumlegierungsbändern hergestellten Bauteile
eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf als entsprechenden Bauteile aus Stahl oder
aus einer Legierung vom Typ AA 8006. Gleichzeitig weisen sie dabei ein deutlich geringeres
Gewicht auf als Bauteile aus Stahl.
1. Aluminiumlegierungsband
dadurch gekennzeichnet, dass
das Aluminiumlegierungsband aus einer Aluminiumlegierung besteht, wobei die Legierungsbestandteile
der Aluminiumlegierung die folgenden Anteile in Gew.-% aufweisen:
| |
|
Fe |
≤ |
0,80 %, |
| |
|
Si |
≤ |
0,50 %, |
| 0,90 % |
≤ |
Mn |
≤ |
1,50 %, |
| |
|
Mg |
≤ |
0,25 %, |
| |
|
Cu |
≤ |
0,20 %, |
| |
|
Cr |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
Ti |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
V |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
Zr |
≤ |
0,05 %, |
Rest Aluminium, unvermeidliche Begleitelemente einzeln < 0,05 %, in Summe < 0,15 %,
und der kombinierte Anteil von Mg und Cu folgende Relation in Gew.-% erfüllt:

und wobei das Aluminiumlegierungsband eine Dehngrenze R
p0,2 von mindestens 45 MPa, eine Gleichmaßdehnung A
g von mindestens 23 % und eine Bruchdehnung A
80mm von mindestens 30 % aufweist.
2. Aluminiumlegierungsband nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Aluminiumlegierungsband eine Dicke im Bereich von 0,2 mm bis 5 mm aufweist.
3. Aluminiumlegierungsband nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aluminiumlegierung einen Cu-Anteil von maximal 0,10 Gew.-% und/oder einen Mg-Anteil
im Bereich von 0,06 Gew.-% bis 0,20 Gew.-% aufweist.
4. Aluminiumlegierungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Mg-Anteil der Aluminiumlegierung größer ist als der Cu-Anteil der Aluminiumlegierung.
5. Aluminiumlegierungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aluminiumlegierung einen Cr-Anteil ≤ 0,02 Gew.-% und/oder einen V-Anteil von ≤
0,02 Gew.-% und/oder einen Zr-Anteil von ≤ 0,02 Gew.-%, insbesondere von ≤ 0,01 Gew.-%,
aufweist.
6. Aluminiumlegierungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aluminiumlegierung einen Fe-Anteil von 0,4 bis 0,7 Gew.-% aufweist und/oder einen
Si-Anteil von 0,1 bis 0,25 Gew.-% aufweist und/oder einen Mn-Anteil von 1,0 bis 1,2
Gew.-% aufweist.
7. Aluminiumlegierungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aluminiumlegierung einen Ti-Anteil von mindestens 0,01 Gew.-% auweist.
8. Verwendung eines Aluminiumlegierungsbandes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für Halbzeuge
oder Bauteile für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Türinnenbauteile.
9. Verwendung eines Blechs, hergestellt aus einem Aluminiumlegierungsband nach einem
der Ansprüche 1 bis 7, als Bauteil im Kraftfahrzeug, insbesondere als Türinnenblech.
1. Bande en alliage d'aluminium
caractérisé en ce que la bande en alliage d'aluminium est constitué d'un alliage d'aluminium, où les éléments
de l'alliage d'aluminium présentent les parts suivantes en % en poids:
| |
|
Fe |
≤ |
0,80 %, |
| |
|
Si |
≤ |
0,50 %, |
| 0,90 % |
≤ |
Mn |
≤ |
1,50 %, |
| |
|
Mg |
≤ |
0,25 %, |
| |
|
Cu |
≤ |
0,20 %, |
| |
|
Cr |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
Ti |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
V |
≤ |
0,05 %, |
| |
|
Zr |
≤ |
0,05 %, |
le reste étant aluminium, des éléments d'accompagnement inévitables, individuellement
< 0,05 %, au total < 0,15 %,
et la part combinée de Mg et de Cu satisfait à l'équation suivante:

et où la bande en alliage d'aluminium présente une limite élastique R
p0,2 d'au moins 45 MPa, un allongement uniforme A
g d'au moins 2.3 % et un allongement à la rupture A
80mm d'au moins 30 %.
2. Bande en alliage d'aluminium selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande en alliage d'aluminium présente une épaisseur de l'ordre de 0,2 mm à 5 mm.
3. Bande en alliage d'aluminium selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium comporte une part en Cu d'un maximum de 0,10 % en poids et/ou
une part en Mg de 0,06 % en poids à 0,20 % en poids.
4. Bande en alliage d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la part en Mg de l'alliage d'aluminium est supérieure à la part en Cu de l'alliage
d'aluminium.
5. Bande en alliage d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium comporte une part en Cr ≤ 0,02 % en poids et/ou une part en
V ≤ 0,02 % en poids et/ou une part en Zr ≤ 0,02 % en poids, notamment ≤ 0,01 % en
poids.
6. Bande en alliage d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium comporte une part en Fe de 0,4 à 0,7 % en poids et/ou une part
en Si de 0,1 à 0,25 % en poids et/ou une part en Mn de 1,0 à 1,2 % en poids.
7. Bande en alliage d'aluminium selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'alliage d'aluminium comporte une part en Ti d'au moins 0,01 % en poids.
8. Utilisation d'une bande en alliage d'aluminium selon l'une quelconque des revendications
1 à 7 pour des produits semi-finis ou d'éléments constitutifs de véhicules, notamment
pour des éléments d'intérieur de portière.
9. Utilisation d'une tôle, fabriquée en une bande en alliage d'aluminium selon l'une
quelconque des revendications 1 à 7 en tant qu'élément dans le véhicule automobile,
notamment en tant que tôle d'intérieur de portière.