DE3012009A1 - Verfahren zur herstellung von halbzeugen und fertigteilen aus einer almnsi-legierung - Google Patents
Verfahren zur herstellung von halbzeugen und fertigteilen aus einer almnsi-legierungInfo
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Description
METALLGESELLSCHAFTAG Pfm., 21.03.1980
Reuterweg 14 MLK/OKU
6000 Frankfurt/Main 1
Prov.Nr. 8453 AIu
Prov.Nr. 8453 AIu
Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen und Fertigteilen aus einer AlMnSi-Legierung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen und Fertigteilen aus einer
AlMnSi-Legierung, die bei Raumtemperatur eine Zugfestigkeit von mindestens 120 N/mm und eine elek-
trische Leitfähigkeit von mindestens 29 m/jilmm aufweisen
und bei denen diese Mindestwerte im Anwendungsbereich bis 450°C reversibel erhalten bleiben.
Für Leitzwecke werden in Deutschland die genormten E-Al und E-Al-Mg-Si Standardwerkstoffe eingesetzt. E-Al
besitzt im Zustand F 16 nach DIN 40 501 zwar eine für Aluminiumwerkstoffe sehr hohe elektrische Leitfähigkeit
ο
von mindestens 34,5 m/_flmm , andererseits aber nur eine sehr geringe Festigkeit. Durch starke Kaltverfestigung lassen sich bei diesem Werkstoff zwar Zugfestigkeitswerte von ca. 180 N/mm (im Zustand F 17 nach DIN 40 501) erreichen, diese Festigkeit kann jedoch nur in einem Temperaturbereich bis höchstens 8O0C wirklich ausgenutzt werden, da bei höheren Temperaturen je nach Einwirkungsdauer mit einer Entfestigung bis in den vollständig weichen Zustand gerechnet werden muß. Aus diesem
von mindestens 34,5 m/_flmm , andererseits aber nur eine sehr geringe Festigkeit. Durch starke Kaltverfestigung lassen sich bei diesem Werkstoff zwar Zugfestigkeitswerte von ca. 180 N/mm (im Zustand F 17 nach DIN 40 501) erreichen, diese Festigkeit kann jedoch nur in einem Temperaturbereich bis höchstens 8O0C wirklich ausgenutzt werden, da bei höheren Temperaturen je nach Einwirkungsdauer mit einer Entfestigung bis in den vollständig weichen Zustand gerechnet werden muß. Aus diesem
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Grund ist der Anwendungsbereich für E-Al bei Freileitungen
beispielsweise auf eine Grenztemperatur von höchstens 8O0C eingeschränkt.
Bei dem zweiten gebräuchlichen Werkstoff, E-Al-Mg-Si,
können durch Aushärtung zwar Mindestzugfestigkeitswerte
von 215 N/mm erreicht werden, wobei gleichzeitig aber
die elektrische Leitfähigkeit auf einen Mindestwert von 30 m/jQ-mm reduziert ist. Aber auch bei diesem
Werkstoff besteht bei längerdauernder Erwärmung auf Temperaturen über 8O0C die Gefahr einer allmählichen
Erweichung durch Überalterung, wobei die Zugfestigkeit
im vollständig weichem Zustand bis auf 100 N/mm absinken
kann.
Ferner ist zu berücksichtigen, daß eine Anwendungsgrenztemperatur für einen Werkstoff zugleich bedeutet, daß
schon bei der Herstellung und Weiterverarbeitung daraus hergestellter Gegenstände sorgfältig darauf geachtet
werden muß, daß die Grenztemperatur nicht überschritten wird. So ist es beispielsweise bei Werkstoffen mit
einer Grenztemperatur von 80 C nicht möglich, eine Kunststoffisolierung aufzubringen, deren Verarbeitung
höhere Temperaturen erfordert. Ferner ist es nicht möglieh, solche Werkstoffe zu emaillieren oder zu löten.
Daraus resultierte die Aufgabe, einen Aluminiumwerkstoff bereitzustellen, der hinsichtlich der Zugfestigkeit
und der elektrischen Leitfähigkeit mit den bekannten Werkstoffen vergleichbar ist, bei dem diese Eigenschaften
aber bis zu einer wesentlich höheren Anwendungstemperatur reversibel erhalten bleiben. Angestrebt wird
in erster Linie also nicht eine Verbesserung der Zug-
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festigkeitswerte bzw. der elektrischen Leitfähigkeit pls solcher, sondern die Bereitstellung eines
Aluminiumwerkstoffs mit vergleichbaren Mindestwerten, dessen Verarbeitungs- und Anwendungsbereich aber nicht
wie bei den bekannten Werkstoffen auf Temperaturen bis höchstens 8O0C eingeschränkt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus einem Gußblock folgender Zusammensetzung
10
| 0, | 2 | bis | 2 | S |
| 0, | 6 | bis | 3 | 5 |
| 0, | 2 | bis | 1 | S |
| 0 | bis | 0, | 2 9 | |
| 0 | bis | 0, | 2 S | |
| 6 Mangan | ||||
| i Silizium | ||||
| & Eisen | ||||
| i Kupfer | ||||
| i Magnesium |
Rest Aluminium, einschließlich insgesamt
höchstens 0,2 % nichtvermeidbare, herst
ellung sbedingte Verunreinigungen
nach der üblichen Glühung des Gußblocks bei 400 bis 6200C durch Warm- und/oder Kaltumformung die gewünschten
Halbzeuge oder Fertigteile hergestellt werden und daß diese abschließend bei 300 bis 4500C einer Glühung bis
zur vollständigen Rekristallisation unterworfen werden.
Die nach diesem Verfahren hergestellten Halbzeuge oder Fertigteile haben den Vorteil, daß sie sich in einem
thermodynamisch stabilen Zustand befinden und daß daher
die eingestellten Festigkeits- und Leitfähigkeitswerte mit Sicherheit auch bei einer Temperaturbeanspruchung
oberhalb 8O0C zumindest bis zu der jeweils angewendeten
Temperatur der Rekristaiiisationsglühung reversibel erhalten
bleiben.
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-/I5"-
Das Verfahren hat den weiteren Vorteil, daß es wahlweise
die Einstellung optimaler Leitfähigkeitswerte oder optimaler Festigkeitswerte erlaubt. Für optimale
Leitfähigkeitswerte wird die Rekristallisationsglühung vorzugsweise bei 30O0C oder kurz darüber durchgeführt,
während für die Einstellung optimaler Festigkeitswerte die Rekristallisationsglühung vorzugsweise bei 45O0C
oder kurz darunter durchgeführt wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand des in Figur 1 dargestellten Diagramms näher erläutert. Darin
sind die bei Raumtemperatur gemessenen Werte für die Zugfestigkeit und die Leitfähigkeit eines erfindungsgemäß
hergestellten Halbzeug in Abhängigkeit der bei einer zweistündigen Rekristallisationsglühung jeweils
angewendeten Temperatur aufgetragen. Im kaltverfestigten Zustand hat der Werkstoff eine Zugfestigkeit von
ο
annähernd 250 N/mm bei einer elektrischen Leitfähigkeit von knapp 50 m/jClmm . Mit diesen Werten ist der erfindungsgemäß behandelte Werkstoff durchaus vergleichbar mit E-Al-Mg-Si in ausgehärtetem Zustand. Nach einer Rekristallisationsglühung bei 3000C sinkt die Zugfestigkeit auf den vorgegebenen Mindestwert von 120 N/mm , während die elektrische Leitfähigkeit auf 30,7 m/jßmm ansteigt. Bei einer Rekristallisationsglühung von 300 bis 5000C steigt die Zugfestigkeit etwa stetig bis auf über 16O N/mm , während die elektrische Leitfähigkeit ebenfalls nahezu stetig auf unter 28 m/Xlmm absinkt. Der unter den vorgegebenen Bedingungen ausnutzbare Temperaturbereich für die Rekristallisationsglühung wird daher zweckmäßigerweise nach oben auf 45O0C beschränkt, um ein zu starkes Absinken der elektrischen Leitfähigkeit zu vermeiden. Bei dieser Glühtemperatur liegt die Leit-
annähernd 250 N/mm bei einer elektrischen Leitfähigkeit von knapp 50 m/jClmm . Mit diesen Werten ist der erfindungsgemäß behandelte Werkstoff durchaus vergleichbar mit E-Al-Mg-Si in ausgehärtetem Zustand. Nach einer Rekristallisationsglühung bei 3000C sinkt die Zugfestigkeit auf den vorgegebenen Mindestwert von 120 N/mm , während die elektrische Leitfähigkeit auf 30,7 m/jßmm ansteigt. Bei einer Rekristallisationsglühung von 300 bis 5000C steigt die Zugfestigkeit etwa stetig bis auf über 16O N/mm , während die elektrische Leitfähigkeit ebenfalls nahezu stetig auf unter 28 m/Xlmm absinkt. Der unter den vorgegebenen Bedingungen ausnutzbare Temperaturbereich für die Rekristallisationsglühung wird daher zweckmäßigerweise nach oben auf 45O0C beschränkt, um ein zu starkes Absinken der elektrischen Leitfähigkeit zu vermeiden. Bei dieser Glühtemperatur liegt die Leit-
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fähigkeit noch bei knapp 29 m/XLmm , während die Zug-
festigkeit bereits auf über 14O N/mm angestiegen ist.
Das Diagramm läßt erkennen, daß für den jeweiligen Anwendungsfall durch Variation der Temperatur der Rekristallisationsglühung
eine optimale Kombination von Zugfestigkeit und elektrischer Leitfähigkeit eingestellt
werden kann. Es sei noch einmal wiederholt, daß die so eingestellten Eigenschaften unabhängig von der
Temperatur, bei der die Halbzeuge oder Fertigteile eingesetzt werden, reversibel erhalten bleiben, weil sich
das Werkstoffgefüge in einem thermodynamisch stabilen
Zustand befindet.
Das Diagramm läßt weiter erkennen, daß der Werkstoff selbstverständlich auch ohne vorherige Rekristallisation
eingesetzt werden kann, wenn es auf eine besonders hohe Zugfestigkeit ankommt und bei der Anwendung die Raumtemperatur
mit Sicherheit nicht wesentlich überschritten wird. Insoweit würde der Werkstoff aber den gleichen einschränkenden
Bedingungen unterliegen, wie die eingangs erwähnten bekannten Werkstoffe.
Bei Halbzeugen und Fertigteilen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, liegt man stets auf
der sicheren Seite; die sich nach vollständiger Rekristallisation einstellenden Mindestwerte für Festigkeit und
elektrische Leitfähigkeit sind auch dann noch gewährleistet, wenn bei deren Verarbeitung wie Aufbringen einer
Isolierung, Emaillieren, Löten etc. höhere Temperaturen angewendet werden müssen.
- 6 Patentansprüche
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Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen und
Fertigteilen aus einer AIMnSi-Legierung, die bei Raumtemperatur eine Zugfestigkeit von mindestens
120 N/mm und eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 29 m/Amm aufweisen und bei denen diese
Mindestwerte im Anwendungsbereich bis 4500C reversibel erhalten bleiben, dadurch gekennzeichnet,
daß aus einem Gußblock folgender Zusammensetzung 0,2 bis 2 % Mangan
0,6 bis 3 % Silizium 0,2 bis 1 % Eisen
0 bis 0,2 % Kupfer
0 ,bis 0,2 % Magnesium Rest Aluminium, einschließlich insgesamt höchstens 0,2 % nichtvermeidbare, her
0,6 bis 3 % Silizium 0,2 bis 1 % Eisen
0 bis 0,2 % Kupfer
0 ,bis 0,2 % Magnesium Rest Aluminium, einschließlich insgesamt höchstens 0,2 % nichtvermeidbare, her
stellungsbedingte Verunreinigungen
nach der üblichen Glühung des Gußblocks bei 400 bis 620°C durch Warm-und/oder Kaltumformung die gewünschten
Halbzeuge oder Fertigteile hergestellt werden und daß diese abschließend bei 300 bis 45O0C
einer Glühung bis zur vollständigen Rekristallisation unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rekristallisationsglühung zur Erzielung
optimaler Leitfähigkeitswerte bei etwa 3000C durchgeführt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rekristallisationsglühung zur Erzielung
optimaler Festigkeitswerte bei etwa 450°C durchgeführt wird.
130CK1/01Ö9
ORIGINAL INSPECTED
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| EP81200236A EP0037132A1 (de) | 1980-03-28 | 1981-02-26 | Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen und Fertigteilen aus einer AlMnSi-Legierung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3012009A1 true DE3012009A1 (de) | 1981-10-08 |
| DE3012009C2 DE3012009C2 (de) | 1984-02-02 |
Family
ID=6098600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (2)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE3012009C2 (de) |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
| GB9523795D0 (en) * | 1995-11-21 | 1996-01-24 | Alcan Int Ltd | Heat exchanger |
| GB2321255B (en) * | 1995-11-21 | 2000-03-08 | Alcan Int Ltd | Heat exchanger |
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Family Cites Families (5)
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| CH493642A (de) * | 1967-12-29 | 1970-07-15 | Alusuisse | Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen Bändern aus manganhaltigen Aluminium-Legierungen |
| FR2346822A1 (fr) * | 1976-03-31 | 1977-10-28 | Trefimetaux | Amelioration des procedes de recuit rapide de conducteurs electriques en alliage a base d'aluminium |
| DE2742149A1 (de) * | 1976-09-22 | 1978-03-23 | Alusuisse | Verfahren zur herstellung von elektrischem leiterdraht |
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1980
- 1980-03-28 DE DE19803012009 patent/DE3012009C2/de not_active Expired
-
1981
- 1981-02-26 EP EP81200236A patent/EP0037132A1/de not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Aluminium-Taschenbuch, 1974, S. 953 * |
| D. Altenpohl, "Aluminium von innen betrachtet", 1970, Anhang, Tabelle * |
| D. Alterpohl,"Aluminium und Aluminiumlegierungen",1965, S. 685-699 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0037132A1 (de) | 1981-10-07 |
| DE3012009C2 (de) | 1984-02-02 |
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| Date | Code | Title | Description |
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Owner name: VEREINIGTE DEUTSCHE METALLWERKE AG, 6000 FRANKFURT |
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