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EP1316623A1 - Aluminiumlegierung zur Herstellung von Rollformprodukten - Google Patents

Aluminiumlegierung zur Herstellung von Rollformprodukten Download PDF

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Publication number
EP1316623A1
EP1316623A1 EP01128217A EP01128217A EP1316623A1 EP 1316623 A1 EP1316623 A1 EP 1316623A1 EP 01128217 A EP01128217 A EP 01128217A EP 01128217 A EP01128217 A EP 01128217A EP 1316623 A1 EP1316623 A1 EP 1316623A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tape
products
rollform
aluminum alloy
strip
Prior art date
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Granted
Application number
EP01128217A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1316623B1 (de
Inventor
Reiner Markert
Jochen Dr. Hasenclever
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydro Aluminium Deutschland GmbH
Original Assignee
Hydro Aluminium Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8179367&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1316623(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Hydro Aluminium Deutschland GmbH filed Critical Hydro Aluminium Deutschland GmbH
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Priority to EP01128217A priority patent/EP1316623B1/de
Priority to DE50112971T priority patent/DE50112971D1/de
Priority to AT01128217T priority patent/ATE372396T1/de
Priority to PT01128217T priority patent/PT1316623E/pt
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Priority to PL370815A priority patent/PL200434B1/pl
Priority to AU2002365461A priority patent/AU2002365461A1/en
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Priority to HU0402375A priority patent/HU229809B1/hu
Priority to ARP020104571A priority patent/AR037450A1/es
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Publication of EP1316623B1 publication Critical patent/EP1316623B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/02—Shutters, movable grilles, or other safety closing devices, e.g. against burglary
    • E06B9/08—Roll-type closures
    • E06B9/11—Roller shutters
    • E06B9/15—Roller shutters with closing members formed of slats or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
    • B21B2001/383—Cladded or coated products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
    • B21B2003/001—Aluminium or its alloys

Definitions

  • the invention relates to an aluminum alloy for Production of rollform products and a tape for Roll forming products.
  • Tapes are manufactured in so-called rollformers Products, such as roller shutter bars, Roof window, panel and facade tapes, profiled.
  • rollformers Products such as roller shutter bars, Roof window, panel and facade tapes
  • the corresponding Tapes for rollform products of aluminum alloy AA 3005 produce.
  • the teaching of the present invention is based on the object an aluminum alloy for the production of Rollform arean to provide, which is a high stability of the finished profiled product guaranteed.
  • an aluminum alloy for the production of roll-form products has the following proportions by weight in percent by weight: 0.1 ⁇ Si ⁇ 0.5 0.15 ⁇ Fe ⁇ 0.5 0.05 ⁇ Cu ⁇ 0.25 0.8 ⁇ Mn ⁇ 1.4 0.4 Mg ⁇ 1.3 others in total not more than 0.15, individually not more than 0.05, Rest al.
  • This aluminum alloy according to the first teaching of Invention also ensures thinner when using Metal thicknesses high stability of the finished profiled Product.
  • the alloy has excellent deformation properties even at critical bending radii, a very good rollformability as well as a very good paint adhesion, due to a good and smooth metal surface, after forming.
  • the invention relates to a band for rollform products, which thereby compared to the state
  • the technique improves that the band substantially from an aluminum alloy according to the first teaching of Invention exists.
  • the advantages of this invention designed tape for rollform products is on the References to the first teaching of the invention.
  • the second teaching of the invention undergoes a special advantageous embodiment in that the band in the Coil coating method applied lacquer layer has.
  • Such applied in the coil coating process Lacquer layer has an excellent paint adhesion, which ensures that the varnish during roll forming does not become detached or damaged.
  • the invention relates according to a third teaching
  • the invention relates to a method for producing a tape for rollform products, which thereby compared to the state
  • the technique improves that the band substantially made of an aluminum alloy according to claim 1 becomes.
  • the advantages of this method according to the invention for producing a tape for rollform products is on refer to the first teaching of the invention.
  • first embodiment of the third teaching of Invention will be an advantageous structure of the tape for Rollform area produced by the fact that the ingot at Preheating the hot rolling process in the temperature range of 480 to 610 ° C is annealed for at least 3 hours.
  • This structure is further improved by the fact that the Strip during hot rolling in the temperature range from 270 to 550 ° C is made.
  • This roller shutter rod is, as known from the prior art, produced by roll forming from a tape for rollform products 1.
  • This tape for rollform products 1 consists of an aluminum alloy according to the invention with the following proportions by weight in percent by weight: 0.1 ⁇ Si ⁇ 0.5 0.15 ⁇ Fe ⁇ 0.5 0.05 ⁇ Cu ⁇ 0.25 0.8 ⁇ Mn ⁇ 1.4 0.4 ⁇ Mg ⁇ 1.3 others in total not more than 0.15, individually not more than 0.05, Rest al.
  • the cavity of the illustrated in the single figure Shutter bar is at the illustrated Embodiment by a plastic foam. 2 filled.
  • the Aluminum alloy according to the invention ensures a such critical deformation on the finished painted Product.
  • the use of the Aluminum alloy according to the invention also at metal thicknesses below 0.3 mm a good stability of the Roller shutter rod.
  • the production of the strip for rollform products 1 takes place starting from the ingot from the invention Aluminum alloy by preheating in the temperature range from 480 to 610 ° C with a holding time of at least 3 Hours, hot rolling in the temperature range from 270 to 550 ° C, cold rolling and a heat treatment.
  • the tape for rollform products has the following mechanical properties after painting: tensile strenght Rm 240-280 N / mm 2 Stretch limit Rp> 215 N / mm 2 elongation A50> 6%.
  • the desired structure is produced.
  • the structure of the strip is characterized by a number of casting phases, also called coarse precipitates, in the range of 2 to 10 per 1000 ⁇ m 2 with a maximum size of 40 ⁇ m and a mean length of 2 to 6 ⁇ m.
  • the strip also has fine precipitates smaller than about 1 ⁇ m, the number of which is in the range of 500 to 1200 per 1000 ⁇ m 2 .
  • the tape has a solution state that by residual resistances in the range of 1.2 to 2.5 ⁇ ohm cm is marked.
  • the residual resistance measurement is carried out at a helium temperature of 4.2 K.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung zur Herstellung von Rollformprodukten, mit den folgenden Legierungsanteilen in Gewichtsprozenten: 0,1 <= Si <= 0,5, 0,15 <= Fe <= 0,5, 0,05 <= Cu <= 0,25, 0,8 <= Mn <= 1,4, 0,4 <= Mg <= 1, 3 andere in Summe maximal 0,15, einzeln maximal 0,05, Rest Al. Eine derartige Aluminiumlegierung gewährleistet die Herstellung von Rollformprodukten mit hoher Stabilität bei dünnen Metalldicken. Zur Veröffentlichung mit der Zusammenfassung wird die einzige Figur vorgeschlagen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung zur Herstellung von Rollformprodukten sowie ein Band für Rollformprodukte.
Aus der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung hergestellte Bänder werden in sogenannten Rollformern zu fertigen Produkten, wie beispielsweise Rollladenstäben, Dachfenster-, Paneel- und Fassadenbändern, profiliert. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die entsprechenden Bänder für Rollformprodukte aus der Aluminiumlegierung AA 3005 herzustellen. Die Anforderungen an ein Band für Rollformprodukte bestehen im wesentlichen in der Biegeund Beulsteifigkeit, also der Stabilität des fertig profilierten Produktes, in sehr guten Verformungseigenschaften selbst bei kritischen Biegeradien (bei Rollladenbändern Biegeradius t=0), einer sehr guten Rollformbarkeit bei gleichzeitig sehr guter Lackanhaftung.
Aus Gewichts- und Kostengründen werden zur Herstellung von Rollformprodukten zunehmend Bänder mit dünnerer Dicke, ≤ 0,3 mm, eingesetzt. Bei diesen Dicken weisen die Bänder für Rollformprodukte, die aus den aus dem Stand der Technik bekannten Legierungen hergestellt werden, Stabilitätsprobleme hinsichtlich Biege- und Beulsteifigkeit auf.
Ausgehend von den obigen Ausführungen liegt der ersten Lehre der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Aluminiumlegierung zur Herstellung von Rollformprodukten zur Verfügung zu stellen, welche eine hohe Stabilität des fertig profilierten Produktes gewährleistet.
Gemäß der ersten Lehre der Erfindung ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, das eine Aluminiumlegierung zur Herstellung von Rollformprodukten die folgenden Legierungsanteile in Gewichtsprozenten aufweist:
   0,1 ≤ Si ≤ 0,5
   0,15 ≤ Fe ≤ 0,5
   0,05 ≤ Cu ≤ 0,25
   0,8 ≤ Mn ≤ 1,4
   0,4 Mg ≤ 1,3
   andere in Summe maximal 0,15, einzeln maximal 0,05,
   Rest Al.
Diese Aluminiumlegierung gemäß der ersten Lehre der Erfindung gewährleistet auch beim Einsatz dünner Metalldicken eine hohe Stabilität des fertig profilierten Produktes. Darüber hinaus weist die Legierung ausgezeichnete Verformungseigenschaften selbst bei kritischen Biegeradien, eine sehr gute Rollformbarkeit sowie eine sehr gute Lackanhaftung, aufgrund einer guten und glatten Metalloberfläche, nach der Umformung auf.
Gemäß einer zweiten Lehre betrifft die Erfindung ein Band für Rollformprodukte, welches dadurch gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist, dass das Band im wesentlichen aus einer Aluminiumlegierung gemäß der ersten Lehre der Erfindung besteht. Zu den Vorteilen dieses erfindungsgemäß ausgestalteten Bandes für Rollformprodukte wird auf die Ausführungen zur ersten Lehre der Erfindung verwiesen.
Dadurch, dass das Gefüge des Bandes 2 bis 10 Gussphasen pro 1000 µm2 mit einer maximalen Größe von 40 µm und einer mittleren Länge von 2 bis 6 µm, 500 bis 1200 feine Ausscheidungen pro 1000 µm2 sowie Restwiderstände im Bereich von 1,2 bis 2,5 µohm cm aufweist, ist gewährleistet, dass das Band gemäß der zweiten Lehre der Erfindung eine sehr gute Biegefähigkeit aufweist und Biegeradien von t=0 ohne Probleme zulässt und sich darüber hinaus durch eine sehr gute Weiterverarbeitung (= Rollformbarkeit) auszeichnet.
Die zweite Lehre der Erfindung erfährt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dadurch, dass das Band eine im Coil-Coating-verfahren aufgebrachte Lackschicht aufweist. Eine derartige im Coil-Coating-Verfahren aufgebrachte Lackschicht weist eine hervorragende Lackanhaftung auf, die gewährleistet, dass der Lack beim Rollformen sich nicht ablöst bzw. nicht beschädigt wird.
Ferner betrifft die Erfindung gemäß einer dritten Lehre der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes für Rollformprodukte, welches dadurch gegenüber dem Stand der Technik verbessert wird, dass das Band im wesentlichen aus einer Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 hergestell wird. Zu den Vorteilen dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bands für Rollformprodukte wird auf die Ausführungen zur ersten Lehre der Erfindung verwiesen.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der dritten Lehre der Erfindung wird ein vorteilhaftes Gefüge des Bandes für Rollformprodukte dadurch hergestellt, dass der Barren beim Vorwärmen des Warmwalzprozesses im Temperaturbereich von 480 bis 610°C für mindestens 3 Stunden geglüht wird.
Dieses Gefüge wird weiter dadurch verbessert, dass das Band beim Warmwalzen im Temperaturbereich von 270 bis 550°C gefertigt wird.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung zur Herstellung von Rollformprodukten, das erfindungsgemäße Band für Rollformprodukte bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Bands für Rollformprodukte auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen einerseits auf die Patentansprüche andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels für ein Rollformprodukt in Verbindung mit der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt die einzige Figur teilweise perspektivisch ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines aus der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung hergestellten Rollformproduktes.
Bei dem in der einzigen Figur dargestellten Rollformprodukt handelt es sich um einen Rollladenstab.
Dieser Rollladenstab wird, wie aus dem Stand der Technik bekannt, durch Rollformen aus einem Band für Rollformprodukte 1 hergestellt. Dieses Band für Rollformprodukte 1 besteht aus einer erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung mit den folgenden Legierungsanteilen in Gewichtsprozenten:
   0,1 ≤ Si ≤ 0,5
   0,15 ≤ Fe ≤ 0,5
   0,05 ≤ Cu ≤ 0,25
   0,8 ≤ Mn ≤ 1,4
   0,4 ≤ Mg ≤ 1,3
   andere in Summe maximal 0,15, einzeln maximal 0,05,
   Rest Al.
Der Hohlraum des in der einzigen Figur dargestellten Rollladenstabes ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Kunststoffschaum 2 ausgefüllt.
Besonders deutlich ist an der Position 3 die kritische Verformung mit einem Biegeradius von t=0 zu erkennen. Die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung gewährleistet eine derartige kritische Verformung am fertig lackierten Produkt.
Darüber hinaus gewährleistet die Verwendung der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung auch bei Metalldicken unterhalb von 0,3 mm eine gute Stabilität des Rollladenstabes.
Die Herstellung des Bandes für Rollformprodukte 1 erfolgt ausgehend vom Barren aus der erfindungsgemäßen Aluminiumlegierung durch Vorwärmung im Temperaturbereich von 480 bis 610°C bei einer Haltezeit von mindestens 3 Stunden, Warmwalzen im Temperaturbereich von 270 bis 550°C, Kaltwalzen und einer Wärmebehandlung.
Das Band für Rollformprodukte weist nach dem Lackieren die folgenden mechanischen Eigenschaften auf:
Zugfestigkeit Rm 240-280 N/mm2
Streckgrenze Rp > 215 N/mm2
Bruchdehnung A50 > 6 %.
Bei der Herstellung des Bandes durch Stranggießen eines Walzbarrens, der Barrenvorwärmung im Temperaturbereich von 480 bis 610°C und des Warmwalzens im Temperaturbereich von 550°C bis 270°C wird das gewünschte Gefüge erzeugt. Das Gefüge des Bandes ist gekennzeichnet durch eine Anzahl der Gussphasen, auch grobe Ausscheidungen genannt, im Bereich von 2 bis 10 pro 1000 µm2 mit einer maximalen Größe von 40 µm und einer mittleren Länge von 2 bis 6 µm. Das Band weist ferner feine Ausscheidungen kleiner als etwa 1 µm aus, deren Anzahl im Bereich von 500 bis 1200 pro 1000 µm2 liegt.
Schließlich weist das Band einen Lösungszustand auf, der durch Restwiderstände im Bereich von 1,2 bis 2,5 µohm cm gekennzeichnet ist. Die Restwiderstandsmessung erfolgt bei einer Heliumtemperatur von 4,2 K.

Claims (7)

  1. Aluminiumlegierung zur Herstellung von Rollformprodukten, mit den folgenden Legierungsanteilen in Gewichtsprozenten:
       0,1 ≤ Si ≤ 0,5
       0,15 ≤ Fe ≤ 0,5
       0,05 ≤ Cu ≤ 0,25
       0,8 ≤ Mn ≤ 1,4
       0,4 ≤ Mg ≤ 1,3
       andere in Summe maximal 0,15, einzeln maximal 0,05,
       Rest Al.
  2. Band für Rollformprodukte,
    dadurch gekennzeichnet, dass
       das Band im wesentlichen aus einer Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 besteht.
  3. Band für Rollformprodukte nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
       das Gefüge des Bandes 2 bis 10 Gussphasen pro 1000 µm2 mit einer maximalen Größe von 40 µm und einer mittleren Länge von 2 bis 6 µm, 500 bis 1200 feine Ausscheidungen pro 1000 µm2 sowie Restwiderstände im Bereich von 1,2 bis 2,5 µohm cm aufweist.
  4. Band nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
       das Band eine im Coil-Coating-Verfahren aufgebrachte Lackschicht aufweist.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Bandes für Rollformprodukte,
    dadurch gekennzeichnet, dass
       das Band im wesentlichen aus einer Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 hergestellt wird.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Bandes für Rollformprodukte nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
       der Barren beim Vorwärmen des Warmwalzprozesses im Temperaturbereich von 480 bis 610°C für mindestens 3 Stunden geglüht wird.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Bandes für Rollformprodukte nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
       das Band beim Warmwalzen im Temperaturbereich von 270 bis 550°C gefertigt wird.
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