Zum Herstellen von Strangpreßprofilen aus warm aushärtbaren, schwer preßbaren Aluminiumlegierungen mit hoher Festigkeit z. B. der Typen A1 Mg Cu, AI Mg Cu Ni sowie Al Zn Mg Cu werden Strangpreßbolzen zunächst auf eine für das Strangpressen geeignete Temperatur erwärmt, die unterhalb der Lösungsglühtemperatur liegt. Nach dem Strangpressen läßt man die Strangpreßprofile abkühlen, um sie danach in einem separaten Lösungsglühofen auf eine legierungsspezifische, deutlich über der Strangpreßtemperatur liegende Lösungsglühtemperatur zu erwärmen und darin während einer legierungsspezifischen Zeit auf dieser Lösungsglühtemperatur zu halten. Anschließend werden sie mit einer legierungsspezifischen Abkühlgeschwindigkeit abgekühlt, was im allgemeinen durch Abschrecken in Wasser erfolgt.

Bei mittelschwer preßbaren Aluminiumlegicrungen z. B. des Typs A1 Mg Si 1, A1 Mg Si Cu, 6061 wird in der Regel die Bolzeneinsatztemperatur so hoch gewählt, daß das austretende Strangpreßprofil mindestens die Lösungsglühtemperatur erreicht. Aus dieser Temperatur werden die Strangpreßprofile mit Wasser abgeschreckt. Aufgrund der relativ hohen Bolzeneinsatztemperatur muß die Preßgeschwindigkeit so weit abgesenkt werden, daß Warmrisse vermieden werden.

Bei leicht preßbaren, warm aushärtbaren Aluminiumlegierungen des Typs Al Mg Si werden die Strangpreßprofile in der Regel mit bewegter Luft abgekühlt. Dickwandige Querschnitte erfordern auch hier ein Abkühlen mit Wasser direkt hinter dem Pressenaustritt. Bei diesem Verfahren ergibt sich prozeßbedingt eine relativ starke Streuung der Strangaustrittstemperatur, die gleich der Lösungsglühtemperatur ist, die wieder eine breite Streuung der mechanischen Eigenschaften zur Folge hat.

Die aus der Strangpresse austretenden Strangpreßprofile werden auf eine für den Lösungsglühofen passende Länge zugeschnitten, mit Zwischenlagen in Ofenkörbe gelegt und in den Losungsalühofen eingebracht. Nach Beendigung des Lösungsglühens werden die Strangpreßprofile mit Ofenkörben in Wasserbecken getaucht und abgeschreckt.

Da die Strangpreßprofile in den Ofenkörben im Paket übereinander gestapelt liegen, werden sie unterschiedlich schnell aufgeheizt, so daß einige Strangpreßprofile zu lange der Lösungsglühtemperatur mit der Folge unervvünschtem Kornwachstums ausgesetzt sind.

Profile im Inneren der Charge werden häufig nicht lange genug der Losungsgluhtemperatur ausgesetzt. Die ungleichmäßige Temperaturbeaufschlagung hat starke Streuung der mechanischen Eigenschaften der Profile zur Folge.

Ein weiterer Nachteil der zu einem Paket gestapelten Profilcharge ist die ungleichmäßige Abkühlgeschwindigkeit der Profile im inneren und äußeren Bereich des Stapels. Die Folge sind starker Verzug der Profile sowie Oberflächenbeschädigungen, auch Anschlagen der Stangen aneinander und an die Stahlkörbe während des Abschreckvorganges. Es entstehen hohe Nacharbeits-und Ausschußkosten.

Eine technische Verbesserung gegenüber horizontal oder auch in Schräglage arbeitenden Lösungsglühöfen stellen Vertikal-Lösungsglühöfen dar. Hierbei werden die Strangpreßprofile in einem vertikal stehenden Ofengehäuse chargenweise aufgehängt, auf Lösungsglühtemperatur erwärmt und gehalten und dann chargenweise vertikal in ein Wasserbad abgetaucht. Durch dieses Verfahren werden die beschriebenen Nachteile des Horizontalofens abgemildert. Bei Profilen mit ungleicher Massenverteilung über den Querschnitt ist auch bei diesem Verfahren Verzug der Profile unvermeidlich.

In jedem Fall ist eine separate Streckbank mit Sägelinie erforderlich, und die gesamten Anlage-und Betriebskosten sind hoch.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren und eine Anlage zur Wärmebehandlung von Strangpreßprofilen aus warm aushärtbaren Aluminiumlegierungen zu schaffen, mit denen sich die Anlagekosten, Energiekosten und Produktionskosten senken sowie Strangpreßprofile mit gleichmäßigen, reproduzierbaren mechanischen und geometrischen Eigenschaften bei geringer Nacharbeit und wenig Ausschuß herstellen lassen.

Zur Lösung dieses Problems wird ein Verfahren zur Warmebehandlung von Strangpreßprofilen aus warm aushärtbaren Aluminiumlegierungen vorgeschlagen, das erfindungsgemäß aus den Schritten -Einbringen der einzelnen Strangpreßprofile in einen Durchlaufofen im Einzeldurchlauf, -Halten der Strangpreßprofile auf einer legierungsspezifischen Lösungsglühtemperatur während einer legierungsspezifischen Haltezeit im Einzeldurchlauf und -Abkühlen der Strangpreßprofile mit einer legierungsspezifischen Abkühlgeschwindigkeit im Einzeldurchlauf durch eine Kühlvorrichtung besteht.

Das Verfahren kann den zusätzlichen Schritt : Anwärmen der einzelnen Stranspreßprofile auf die legierungsspezifische Lösungsgluhtemperatur im Durchlaufofen im Einzeldurchlauf umfassen, wobei die Strangpreßprofile durch den Durchlaufofen und die Kühlvorrichtung vorzugsweise einzeln liegend geführt werden.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, Aufheiz-, Haltezeiten, Temperaturen und Abkühlkurven legierungsspezifisch einzustellen und in engen Grenzen zu halten, wodurch sich eine sehr hohe Gleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit der Prozeßparameter für jedes einzelne Strangpreßprofil und engste Toleranzen für technologische Eigenschaften, insbesondere gleichbleibende Biegequalität und Bearbeitungsqualität erreichen lassen.

Das Einzelabkühlen der Strangpreßprofile im Durchlauf ermöglicht eine profilspezifische Abschreckung, die ein auf den Profilquerschnitt bezogenes, gleichmäßiges und damit spannungsarmes Abkühlen sicherstellt. Dies ist von besonderem Vorteil bei Profilen mit ungleichmäßiger Massenverteilung über dem Querschnitt. Verwindung und Durchbiegung der abgeschreckten Aluminiumprofile sind sehr gering, so daß Nacharbeit wie Richten oder Ausdrehen in der Regel nicht nötig sind.

Da die Kaltauslagerungszeit zwischen Abschrecken und einem anschließenden Recken immer gleich ist, ergibt sich daraus eine gleichbleibende Streckgrenze, die eine gleichmäßige plastische Verformung mit gleichmäßiger Querkontraktion je Strangpreßprofil zur Folge hat.

Hierdurch sind engste Maßtoleranzen einhaltbar.

Mit dem erfindungsgemäßen Lösungsglühen im Einzeldurchlauf ergibt sich nur gringes Kornwachstum, da sich die Aufheizgeschwindigkeit und Haltezeit legierungsspezifisch anpassen läßt.

Bei leicht preßbaren und warm aushärtbaren Legierungen mit verhältnismäßig niedrigen Festigkeitswerten des Typs A1 Mg Si 0,5 und A1 Mg Si 0,7 werden die Strangpreßbolzen auf Temperaturen zwischen 430° und 520°C erwärmt. Durch die Umformarbeit während des Strangpreßprozesses erwärmt sich das Material auf Temperaturen oberhalb der Lösungsglühtemperatur, so daß nur noch ein Halten auf dieser Temperatur fur einen kurzen Zeitraum erforderlich ist. Danach lassen sich die Strangpreßprofile, wenn sie dunnwandig sind, durch forcierte Luftkühlung abschrecken. Sind die Strangpreßprofile dickwandig, wird ein Abschrecken mit Wasser durchgeführt.

Bei der Herstellung von Strangpreßprofilen aus mittelschwer preßbaren Legierungen mit mittleren Festigkeitswerten des Typs AI Mg Si 1, AI Mg Si 1 Cu, 6061 und auch bei schwer preßbaren Legierungen mit hoher Festigkeit des Typs A1 Mg Cu und AI Mg Cu Ni wird das Erwärmen der Strangpreßbolzen auf eine legierungsspezifische Bolzeneinsatztemperatur fiir höchstmögliche Preßgeschwindigkeit unter Vermeidung von Warmrissen, die deutlich unter der Lösungsglühtemperatur liegt, vorgenommen, und die aus der Strangpresse austretenden Strangpreßprofile werden im Durchlauf von der Preßtemperatur bei Austritt aus der Strangpresse auf die Lösungsglühtemperatur erwärmt.

Hierdurch läßt sich die Strangpreßgeschwindigkeit wesentlich erhöhen, was zu einer Steigerung der Strangpressenausbringung für Strangpreßprofile dieser Legierungstypen und damit der Produktivität fuhrt.

Anlagekosten und Energiekosten lassen sich verringern, wenn das Halten des Strangpreßprofils auf Lösungsglühtemperatur im Durchlauf mit Nutzung der Preßwärme erfolgt. Die Investitionskosten für einen Durchlauflösungsglühofen sind deutlich niedriger als für eine separate Lösungsglühanlage. Die Energiekosten verringern sich, da die Preßwärme genutzt wird.

In einem weiteren Verfahrensschritt kann schließlich noch ein Kalt-oder Warmauslagern der Strangpreßprofile bei legierungsspezifischen Zeiten und Temperaturen erfolgen, um eine hohe Endfestigkeit zu erreichen.

Das Halten auf Lösungsglühtemperatur kann in einem Durchlaufofen im Anschluß an die Strangpresse erfolgen, wobei das Erwärmen des aus der Strangpresse austretenden Strangpreßprofils auf Lösungsglühtemperatur in dem Durchlaufofen in einem sich unmittelbar an die Strangpresse anschließenden Aufheizbereich vor einem Haltebereich zum Halten auf Lösungsglühtemperatur erfolgen kann.

Nach dem Abkühlen können dann die Strangpreßprofile im Durchlauf auf Länge geschnitten und in einer Reckbank gerichtet werden. Da die Strangpreßprofile nur einen geringen Verzug aufweisen, erfolgt das Richten in einer Weise, die zu geringfügigem Reckabfall führt.

Gemäß einer anderen Verfahrensführung können die Strangpreßprofile nach dem Austritt aus der Strangpresse im Durchlauf auf Länge geschnitten und einzeln einem Durchlaufofen mit Quertransport zugeführt werden, wo das Halten auf Lösungsglühtemperatur erfolgt.

Hierdurch läßt sich die Anlage insgesamt verkürzen, da der Durchlaufofen mit Quertransport nicht für die mit der Strangpresse herstellbare Gesamtlänge der Strangpreßprofile ausgebildet zu sein braucht.

Da sich in diesem Fall der Durchlaufofen am Ende der Auslaufbahn der Strangpressenlinie anordnen läßt, ist eine Nutzung im vorderen Bereich für eine Fertigung von normalen Strangpreßprofilen ohne Lösungsglühen möglich. Des weiteren ist es möglich, den Durchlaufofen, die Kühlvorrichtung, eine Reckbank und eine Ablängsäge auf einer Seite der Strangpressenlinie für Strangpreßprofile, die einem Lösungsglühen unterzogen werden, und auf der anderen Seite eine Reckbank und eine Ablängsäge für Strangpreßprofile ohne Lösungsglühen anzuordnen.

Wenn die Strangpreßprofile aus dem Durchlaufofen entgegengesetzt zur Preßrichtung austreten, dann abgekühlt und in einer Reckbank gerichtet werden, wird eine weitere Verlängerung der Anlage für diese Verfahrensschritte vermieden.

Bei Verwendung eines Durchlaufofens mit Quertransport kann das Envarmen der auf Lange geschnittenen Strangpreßprofile auf Lösungsglühtemperatur in einem dem Durchlaufofen vorgeschalteten Aufheizofen erfolgen.

In allen Fällen kann das Aufheizen auf Lösungsglühtemperatur im Aufheizofen durch Beaufschlagung mit einer Übertemperatur erfolgen, um ein Schneller värmen in kürzester Zeit zu erreichen. Hierdurch braucht der Aufheizofen nur eine geringe Länge aufzuweisen.

Das Halten und/oder vorzugsweise das Erwärmen auf Lösungsglühtemperatur kann induktiv erfolgen. Ebenso ist es möglich, das Halten und/oder das Erwärmen auf Lösungsglühtemperatur durch Strahlung durchzuEühren. Schließlich ist es auch noch möglich, das Halten und/oder das Erwärmen auf Lösungsglühtemperatur durch Hochkonvektion mittels erhitzten Gases, beispielsweise durch Brenngase, durchzuführen.

Eine Anlage zur Wärmebehandlung von Strangpreßprofilen aus warm aushärtbaren Aluminiumlegierungen kann einen Durchlaufofen for einzelne Strangpreßprofile zum Halten der Strangpreßprofile auf Lösungsglühtemperatur und eine Durchlaufkühlvorrichtung im Anschluß an den Durchlaufofen aufweisen.

An die Durchlaufkühlvorrichtung kann sich eine Reckbank zum Richten der abgekühlten Strangpreßprofile anschließen.

Zum Aufheizen auf Lösungsglühtemperatur kann sich an die Strangpresse unmittelbar ein Aufheizbereich und danach ein Haltebereich des Durchlaufofens anschließen.

Die Reckvorrichtung kann vorzugsweise parallel zur Auslaufbahn der Strangpreßprofile angeordnet sein, um die Gesamtlänge der Anlage zu begrenzen.

Bei einer Ausführungsform der Anlage kann der Durchlaufofen als Lineardurchlaufofen für die aus der Strangpresse austretenden Strangpreßprofile ausgebildet und vorzugsweise mit einer Vorrichtun*, zum induktiven Heizen der Strangpreßprofile ausgestattet sein.

Im Anschluß an die Durchlaufkühlvorrichtung kann eine fliegende Ablängvorrichtung fur die Strangpreßprofile vorgesehen sein.

Bei einer anderen Ausfuhrungsform der Anlage kann der Durchlaufofen als Quertransportofen für die Strangpreßprofile ausgebildet sein, dem vorzugsweise ein Lineardurchlaufofen zum Aufheizen der Strangpreßprofile auf Lösungsglühtemperatur vorgeschaltet sein kann.

Bei dieser Ausführungsform ist die fliegende Ablängvorrichtung für die aus der Strangpresse austretenden Strangpreßprofile im Anschluß an die Strangpresse vor dem Quertransportofen angeordnet, während die Durchlaufkühlvorrichtung am Ausgang des Quertransportofens angeordnet ist und von den Strangpreßprofilen entgegengesetzt zur Preßrichtung durchlaufen wird.

Vorzugsweise können der Lösungsglühanlage eine Strangpresse und ein Anwärmofen fur Strangpreßbolzen vorgelagert sein, so daß sich die Strangpreßbolzen auf eine legierungsspezifische Bolzeneinsatztemperatur für höchstmögliche Preßgeschwindigkeit unter Vermeidung von Warmrissen erwärmen und sich die Preßwärme fur das anschließende Lösungsglühen nutzen lassen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren beschrieben. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Anlage zur Wärmebehandlung von Strangpreßprofilen gemäß einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine Anlage zur Wärmebehandlung von Strangpreßprofilen gemäß einer zweiten Ausführungsform, Fig. 3 eine Abwandlung der Anlage gemäß Fig. 2 und Fig. 4 eine Darstellung des Temperaturverlaufs über die Zeit vom Erwärmen eines Strangpreßbolzens auf eine legierungsspezifische Bolzeneinsatztemperatur bis zum Abkühlen mit einer legierungsspezifischen Abkühlgeschwindigkeit im Durchlauf In einem Anwärmofen 1 einer Anlage gemäß Fig. 1 werden Strangpreßbolzen auf eine legierungsspezifische Bolzeneinsatztemperatur erwärmt und in eine Strangpresse 2 überfuhrt.

Jedes aus der Strangpresse 2 austretende Strangpreßprofil 3 durchläuft einzeln einen Lineardurchlaufofen mit einem Aufheizbereich 4 auf Lösungsglühtemperatur und einen Haltebereich 5 zum Halten auf der Lösungsglühtemperatur. Beim Austritt aus dem Durchlaufofen 4,5 werden die Strangpreßprofile 3 einzeln in einer Durchlaufkühlvorrichtung 6 abgeschreckt und anschließend in einer fliegenden Ablängvorrichtung 7 auf eine Länge zugeschnitten, die auf eine Reckvorrichtung 10 abgestimmt ist. Diese Reckvorrichtung 10 ist parallel zu einer Auslaufbahn 8 der Anlage angeordnet, und die abgelängten Strangpreßprofile 9 werden mittels einer Quertransport-und Vereinzelungsvorrichtung nacheinander in die Reckvorrichtung 10 eingelegt und gerichtet.

Parallel zur Reckvorrichtung 10 ist eine Säge 12 angeordnet, der die gerichteten Strangpreßprofile 11 einzeln oder zu mehreren zugeführt werden. Mittels der Säge 12 werden die beim Recken zerdrückten Enden der gerichteten Strangpreßprofile 11 abgesägt und die fertig gerichteten und sauber zugeschnittenen Strangpreßprofile 13 aus der Anlage entnommen.

Gemäß Fig. 4 erfolgt im Anwärmofen 1 ein Erwarmen von Raumtemperatur auf die legierungsspezifische Bolzeneinsatztemperatur über einen Zeitraum a, wonach ggf. noch ein Halten auf der eingestellten Bolzeneinsatztemperatur wahrend eines Zeitraums b erfolgt.

Durch die Verformungsarbeit in der Strangpresse 2 erhöht sich die Temperatur des stranggepreßten Materials und erreicht nach einem Zeitraum c eine Temperatur, die bei leicht preßbaren, aushärtbaren Legierungen mit niedrigen Festigkeitswerten des Typs A1 Mg Si 0,5 oder Al Mg Si 0,7 bereits der Lösungsglühtemperatur entsprechen kann. In diesem Fall erfolgt ein Halten im Lineardurchlaufofen 4,5 auf der Lösungsglühtemperatur, die etwa gleich der Austrittstemperatur der Strangpreßprofile 3 aus der Strangpresse 2 ist, und nach einer kurzen Haltezeit e erfolgt ein Abschrecken mit einer legierungsspezifischen Abkühlgeschwindigkeit im Einzeldurchlauf in der Durchlaufkühlvorrichtung 6.

Bei Verwendung von mittelschwer preßbaren Legierungen mit mittleren Festigkeitswerten des Typs Al Mg Si 1, Al hig Si 1 Cu, 6061 und von schwer preßbaren Legierungen mit hoher Festigkeit des Typs AI Mg Cu, AI Mg Cu Ni liegt die Bolzeneinsatztemperatur deutlich unter der Lösungsglühtemperatur, um die höchste Preßgeschwindigkeit ohne Gefahr von Warmrissen zu erreichen. Da die Lösungsglühtemperatur nach dem Austritt des Strangpreßprofils 3 aus der Strangpresse 2 nicht erreicht wird, erfolgt ein Erwärmen der Strangpreßprofile 3 in dem Aufheizbereich 4 während einer Zeit d. Um diesen Aufheizbereich 4 kurz zu halten, werden die Strangpreßprofile 3 mit einer Übertemperatur beaufschlagt, beispielsweise mit einer Temperatur zwischen 600°C bis 1200°C, so daß sich die Strangpreßprofile 3 sehr schnell auf die Lösungsglühtemperatur erwarmen, die im Haltebereich 5 während eines Zeitraums e gehalten wird. Anschließend erfolgt ein Einzelabschrecken mit Wasser in der Durchlaufkühlvorrichtung 6 während einer Zeit f Der in Fig. 1 dargestellte Lineardurchlaufofen mit den Bereichen 4,5 ist besonders geeignet, die Strangpreßprofile 3 mittels entlang der Auslaufbahn 8 in den Bereichen 4,5 angeordneten Induktionsspulen induktiv zu erwärmen.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage erfordert eine genaue Temperaturregelung im Aufheizbereich 4 und im Haltebereich 5. Des weiteren muß die Lange des Lineardurchlaufofens 4,5 auf die Lange der aus der Strangpresse 2 austretenden Strangpreßprofile 3 abgestimmt sein, um die erforderliche Haltezeit e im Haltebereich 5 zu erreichen.

Bei der Ausführungsform der Anlage gemäß Fig. 2 werden die aus der Strangpresse 2 austretenden Strangpreßprofile 3 unmittelbar nach dem Austritt mittels der fliegenden Ablängvorrichtung 7 auf eine auf einen Durchlaufglühofen 14 und die Reclorrichtung 10 abgestimmte Länge abgelängt und in den Durchlaufofen 14 eingeführt. Dieser Durchlaufglühofen ist als Quertransportofen ausgebildet, dessen Länge der Lange der abgelängten Strangpreßprofile 9 entspricht, während seine Breite auf die Dauer der Haltezeit im Durchlaufglühofen 14 abgestimmt ist.

Im Anschluß an den Quertransportofen 14 ist die Durchlauflcühlvorrichtung 6 angeordnet, die von den abgelangten Strangpreßprofilen 9 entgegengesetzt zur Preßrichtung durchlaufen werden.

Anschließend werden die abgelängten Strangpreßprofile 9, wie bereits beschrieben, in der Reckvorrichtung 10 gerichtet, die gerichteten Strangpreßprofile 11 werden der Säge 12 zugefiihrt und verlassen diese als fertig gerichtete und zugeschnittene Strangpreßprofile 13.

Der Quertransportofen 14 kann in einen Aufheizbereich am Eingang zum schnellen Aufheizen der Strangpreßprofile 9 auf Lösungsglühtemperatur und in einen Haltebereich zum Halten der Strangpreßprofile 9 auf einer legierungsspezifischen Haltetemperatur und während einer legierungsspezifischen Haltezeit unterteilt sein. Der Aufheizbereich wird mit einer dem Durchsatz angepaßten Übertemperatur gefahren.

Bei der Ausfiihrungsform gemäß Fig. 3 ist dem Quertransportofen 14 ein Lineardurchlaufofen 15 zum Aufheizen auf Lösungsgluhtemperatur vorgelagert, der entsprechend der mit Bezug auf die Anlage gemäß Fig. 1 und den Aufheizbereich 4 beschriebenen Weise arbeitet und entweder induktiv, mit Strahlung und/oder mit Konvektion betrieben wird.

Während bei dem Lineardurchlaufofen 4,5 und 15 ein Aufheizen und Halten der Strangpreßprofile 3 bzw. 9 durch induktives Heizen vorteilhaft ist, sind die Quertransportofen 14 bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 besonders fur eine Wärmebeaufschlagung durch Strahlung oder durch Hochkonvektion mittels heißen Gases geeignet, ohne daß jedoch die verschiedenen Heizvorrichtungen auf die jeweiligen Ausführungsformen beschrankt sind.

Die Ausführungsformen gemäß Fig. 2 oder 3 lassen sich abwandeln, indem der Quertransportofen 14 sowie eine Reckbank 10 und Ablängsäge 12 auf einer Seite der Auslaufbahn 8 und eine weitere Reckbank und Ablängsäge auf der anderen Seite der Auslaufbahn 8 angeordnet werden. In diesem Fall läßt sich die ganze Anlage zwanglos fiir das Herstellen von Strangpreßprofilen sowohl mit Lösungsglühen als auch ohne Lösungsglühen verwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft mit Nutzung der Preßwärme anwendbar, jedoch ergibt auch der Einsatz von Durchlaufglühöfen und Durchlaufkühlvorrichtungen mit Einzeldurchlauf der Strangpreßprofile ohne Nutzung der Preßwärme die eingangs erwähnten Vorteile hinsichtlich Produktqualität.