MAGNESIUMSCHMELZE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Blechen aus einer Magnesiumschmelze.

Magnesiumflachprodukte werden zunehmend im Bereich des Karosseriebaus und vergleichbaren Anwendungsgebieten für die Erzeugung von besonders leichten und gleichzeitig formstabilen Bauteilen eingesetzt.

Eine vorteilhafte Art und Weise der Herstellung von Bändern mit bestimmter Dicke stellt das so genannte "Gießenwalzen" dar, bei dem eine Metallschmelze zu einem Band mit einer endabmessungsnahen Dicke vergossen und unmittelbar anschließend inline zu einem Warmband warmgewalzt wird. Die erhaltenen gegossenen und warmgewalzten Bänder werden daraufhin weiter prozessiert. Dabei können weitere Walzschritte oder andere Umformoperationen sowie Glühbehandlungen eingeschlossen sein (DE 100 52 423 Cl) .

Die Breite der auf diese Weise erzeugten Bänder ist durch die Breite des Walzspalts des zu ihrer Umformung eingesetzten Walzgerüstes beschränkt. Durch Längsteilen können aus diesen Bändern lediglich so genannte "Spaltbänder" abgeteilt werden, deren Breite kleiner ist als die Breite des Ausgangsproduktes. Allerdings besteht seitens der Anwender von derartigen Flachprodukten nicht nur die Forderung nach einem weiten Spektrum

unterschiedlichster Dicken, sondern es werden auch an den jeweiligen Verwendungszweck angepasste Breiten verlangt, die über die auf konventionellen Walzstraßen erzeugbaren Breiten hinausgehen.

Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren anzugeben, das auf einfache Weise die Herstellung von Magnesiumblechen größerer Breite und guten mechanischen Eigenschaften ermöglicht.

Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art gelöst worden, bei dem zur Erzeugung von Magnesiumblechen folgende Arbeitsschritte durchlaufen werden:

- Erschmelzen der Magnesiumschmelze,

- Vergießen der Magnesiumschmelze zu einem gegossenen Band,

- im unmittelbaren Anschluss an das Vergießen erfolgendes Bandwalzen des gegossenen Bandes zu einem gewalzten Band,

- Querteilen des gewalzten Bandes zu Blechen,

- Walzen der Bleche auf eine Enddicke, wobei das Walzen der Bleche bezogen auf die Bleche in einer quer zur Walzrichtung des Bandwalzens ausgerichteten Richtung durchgeführt wird, die während des gesamten Walzens der Bleche beibehalten wird.

Gemäß der Erfindung wird zunächst in an sich bekannter Weise aus einer Magnesiumschmelze ein gegossenes Band erzeugt, dass eine bestimmte, durch die zum Walzen eingesetzten Aggregate begrenzte Breite besitzt. Anschließend werden von diesem Band Bleche abgeteilt. Diese Bleche werden anschließend quer zur Längsrichtung des Bandwalzens erforderlichenfalls in mehreren Stichen so lange gewalzt, bis einerseits die gewünschte Breite und andererseits die geforderte Dicke erreicht sind. "Richtung des Walzens der Bleche" meint hier stets die Ausrichtung, mit der das Blech in den nächstfolgenden Walzstich eintritt. D.h., das unmittelbar nach dem Abteilen von dem gegossenen und gewalzten Band noch in Längsrichtung des Bandes ausgerichtete Blech wird beispielsweise so um eine senkrecht auf der Blechoberfläche stehende Achse gedreht, dass seine ursprünglich gleich der Längsrichtung des Bandes ausgerichtete Richtung nun quer zu dieser ausgerichtet ist. Auf diese Weise lassen sich technisch besonders einfach sehr breite Tafeln erzeugen, die den vom Endverwerter aufgestellten Forderungen entsprechen.

Es zeigt sich, dass erfindungsgemäß erzeugte Bleche gute mechanische Eigenschaften und eine für ihre

Weiterverarbeitung günstige Gefügestruktur aufweisen. Dabei sind die Abweichungen zwischen den in Längs-, Quer- und Diagonalrichtung der erfindungsgemäß erzeugten Bleche ermittelten Eigenschaften gering. Neben dem Vorteil, ein Blech großer Breite herstellen zu können, stellen sich bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise somit bereits die positiven Effekte ein, die für ein mit mehrfachen Richtungswechseln erfolgendes Walzen von Magnesiumblechen bereits in der Fachliteratur beschrieben sind (Beck, Adolf "Magnesium und seine Legierungen", Springer Bin, 2. Auflage 2001, Kapitel: Technologie des Walzens) . Überraschend ist

dabei, dass die erzielten Eigenschaftsverbesserungen bei erfindungsgemäßer Weise des Walzens eintreten, obwohl die vom Band abgetrennten Bleche lediglich einmal so bewegt werden, dass ihre Ausrichtung beim Walzen von der Ausrichtung abweicht, mit der das Band gewalzt worden ist.

Um eine besonders gute Verformbarkeit und gleichmäßige Verteilung der guten mechanischen Eigenschaften erfindungsgemäß erzeugter Bleche zu sichern, sollte das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt werden, dass die erhaltenen Bleche seigerungsarm sind. Dazu kann es zweckmäßig sein, die Bleche auf eine insbesondere oberhalb von 200 ⁰ C liegende Walzanfangstemperatur zu erwärmen, wenn die Temperatur der Bleche unter 200 ⁰ C liegt. Typische Walzanfangstemperaturen liegen dabei im Bereich von 200 ⁰ C bis 450 ⁰ C.

Das Walzen der Bleche kann erforderlichenfalls in mehreren Walzstichen durchgeführt werden, um besonders dünne, breite Bleche zu erzeugen. Wird ein mehrstufiges Walzen durchgeführt, so ist es zweckmäßig, wenn die Bleche in an sich bekannter Weise zwischen jedem Walzschritt auf eine Walzanfangstemperatur erwärmt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Fertigungslinie zur Herstellung breiter Bleche aus einer Magnesiumschmelze in schematischer Darstellung in Draufsicht;

Diag. 1 die jeweils in Längs-, Quer- und Diagonalrichtung erfasste Dehngrenze RpO, 2 und Zugfestigkeit für

ein in konventioneller Weise längs- und ein in erfindungsgemäßer Weise querkaltgewalztes Magnesiumband.

Die Fertigungslinie 1 umfasst ein Schmelzengefäß 2, aus dem über eine Düse 3 kontinuierlich Magnesiumschmelze S in den nicht gezeigten Gießspalt einer Zwei-Rollen- Bandgießmaschine 4 gefördert wird.

Die Bandgießmaschine 4 weist in an sich bekannter Weise zwei vertikal übereinander angeordnete, hier nicht dargestellte Gießwalzen auf, die zwischen sich den horizontal verlaufenden Gießspalt begrenzen.

Das aus der Bandgießmaschine 4 austretende gegossene Magnesiumband M wird in einem kontinuierlich auf das Bandgießen folgenden Vorgang in ein inline mit der Bandgießmaschine 4 stehendes Walzgerüst 5 gefördert, in dem es zu einem Warmband W von beispielsweise 6, 5 mm Dicke gewalzt wird. Von dem aus dem Walzgerüst 5 austretenden Warmband W werden mittels einer in Förderrichtung F inline hinter dem Walzgerüst 5 stehenden Querteilschere 6 Bleche B abgetrennt. Erforderlichenfalls wird das Warmband W vor der Querteilschere 6 durch eine nicht dargestellte Besäumeinrichtung an seinen Längsseiten besäumt.

Die vom Warmband W abgetrennten Bleche B weisen eine in Draufsicht rechtwinklige Form auf, deren in Längsrichtung L des Magnesiumbandes M gerichteten Längsseiten LS schmaler sind als ihre quer zur Längsrichtung L des Warmbands W ausgerichteten Querseiten QS. Deren Breite ist gleich der Breite b des Warmbands W.

Von der Querteilschere 6 gelangen die Bleche B auf eine Förderstrecke 7, an deren Ende sie vom Schwenkarm 8 einer Stapeleinrichtung 9 ergriffen werden. Der Schwenkarm 8 ist um eine Vertikalachse 10 so schwenkbar angeordnet, dass er bei einer 90° Drehung um die Vertikalachse 10 das jeweils von ihm erfasste Blech B um 90° um eine normal zur Oberseite des Blechs B ausgerichtete Achse 11 dreht.

Die Stapeleinrichtung 9 legt die Bleche B auf einen Blechstapel 12 ab. In dieser Stellung sind die Längsseiten LS der Bleche B quer zur Längsrichtung L des Warmbands W ausgerichtet .

Eine Transporteinrichtung 13 fördert jeweils eines der aufgestapelten Bleche B so zu einem Kaltwalzwerk 14, dass es mit seiner einen kurzen Längsseite LSl zuerst in den nicht dargestellten Walzspalt des Kaltwalzwerks 14 eintritt. Das jeweilige Blech B wird auf diese Weise in einer Walzrichtung Q gewalzt, die quer, d.h. um 90° versetzt, zur Längsrichtung L ausgerichtet ist, mit der das Warmband W ursprünglich gewalzt worden ist. Durch 6-faches Kaltwalzen mit einer Zwischenerwärmung in einem Ofen 15 wird aus dem jeweils 6,5 mm dicken Blech B ein 0,9 mm dickes Blech Bf fertig gewalzt, dessen Länge LBf um ein wesentliches größer ist als die Breite B des Warmbands W.

Abschließend werden die erhaltenen Bleche Bf bei 330 - 360 ⁰ C schlussgeglüht.

Die fertigen, schlussgeglühten Bleche Bf weisen gute mechanische Eigenschaften auf. So lagen bei den hier untersuchten Magnesiumblechen Bf die Dehngrenzen R _p o,2 im Bereich von 165 - 170 N/mm ² , die Zugfestigkeiten R _m im

Bereich von 250 - 270 N/mm ² und die Dehnungen A ₅₀ im Bereich von 15 - 20 %.

Diag. 1 vergleicht die R _m , R _p o,2 und A ₅₀ -Werte für längs- und quergewalzte Bleche, wobei die als Linien dargestellten Werte das längsgewalzte Material und die Rechtecke, Punkte und Sterne die Messwerte für quergewalztes Material repräsentieren.

BEZUGSZEICHEN

1 Fertigungslinie

2 Schmelzengefäß

3 Düse

4 Zwei-Rollen-Bandgießmaschine

5 Walzgerüst

6 Querteilschere

7 Förderstrecke

8 Schwenkarm

9 Stapeleinrichtung

10 Vertikalachse des Schwenkarms

11 Achse, um die die Bleche B gedreht werden

12 Blechstapel

13 Transporteinrichtung

14 Kaltwalzwerk

15 Ofen

B Bleche

Bf fertig gewalztes Blech b Breite des Warmbands W

F Förderrichtung

L Längsrichtung des Magnesiumbandes M

LBf Länge des fertig gewalzten Blechs Bf

LS Längsseiten der Bleche B

LSl Längsseite, mit der das jeweilige Blech B in das

Kaltwalzwerk eintritt

M Magnesiumband

QS Querseiten der Bleche B

S Magnesiumschmelze

W Warmband