CH643001A5

CH643001A5 - Aluminiumlegierung und verfahren zur herstellung eines bandes fuer dosen und deckel.

Info

Publication number: CH643001A5
Application number: CH681579A
Authority: CH
Inventors: King G Robertson; Donald C Mcauliffe
Original assignee: Coors Container Co
Priority date: 1978-08-04
Filing date: 1979-07-23
Publication date: 1984-05-15
Also published as: FR2432555B1; AU523120B2; SE447129B; NO792543L; ATA533679A; ES483109A0; IT1122433B; NO153183B; GB2027744B; IT7924931A0; GB2027744A; NL7905901A; AT375961B; DE2929724A1; ES8101650A1; AU4936079A; FR2432555A1; NO153183C; SE7906558L; DE2929724C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aluminiumlegierung mit Magnesium und Mangan als wesentliche Legierungsbestandteile und ein Verfahren zur Herstellung eines zur Fertigung von tiefgezogen und abgestreckten Dosenkörpern sowie Deckeln geeigneten Bandes aus einer Aluminiumlegierung.

Lebensmittel- und Getränkebehälter aus Aluminium werden seit etwa 1960 mit grossem Erfolg hergestellt. Unter dem Begriff «Behälter» werden hier alle Produkte aus Aluminiumblech verstanden, welche zur Aufnahme eines Füllgutes geformt sind, wie etwa Dosen für kohlensäurehaltige Getränke, Vakuumdosen, Geschirr sowie Behälterteile wie vollständig entfernbare Deckel und Aufreissring-Deckel. Der Begriff «Dose» bezieht sich auf einem voll verschlossenen, gegenüber innerem und äusserem Druck widerstandsfähigen Behälter, wie etwa Vakuum- und Getränkedosen.

Ursprünglich wurden nur die Dosendeckel aus Aluminium gefertigt und als «weiche Deckel» (soft tops) bezeichnet. Diese Deckel hatten noch keine Merkmale eines leicht zu öffnenden Dosenverschlusses und wurden aus der Legierung AA 5086 hergestellt. Die Einführung der Deckel mit den Eigenschaften eines leicht zu öffnenden Dosenverschlusses, wie etwa die «ring pull»-Deckel, erforderte den Einsatz besser verformbarer Legierungen wie AA 5182,5082 und 5052. Die am häufigsten verwendeten Legierungen 5082 und 5182 weisen einen hohen Magnesiumgehalt auf (4,0 bis 5,0% Mg) und sind deshalb verhältnismässig hart im Vergleich zu den bei Dosenkörpern verwendeten Legierungen. Die Legierung 5052 wurde in erster Linie für in mehreren Stufen tiefgezogene, nicht unter Druck stehende Behälter eingesetzt, da sie für die meisten Anwendungsgebiete für Dosen keine genügend hohe Festigkeit aufweist.

Kurz nach der Einführung der Aluminium-Dosendeckel wurden auch die Aluminium-Dosenkörper eingeführt. Aluminium-Dosenkörper wurden anfänglich als Teile von dreiteiligen Dosen gemacht, wie dies von den herkömmlichen «Zinndosen» her bekannt ist. Dreiteilige Dosen bestehen aus zwei Enden und einem zylindrisch geformten und mit einer Naht versehenen Dosenkörper. Bei Getränkedosen hat die neuentwickelte, zweiteilige Dose die dreiteilige Dose nach und nach verdrängt. Zweiteilige Dosen bestehen aus einem Deckel und einem nahtlosen Dosenkörper mit integralem Boden. Dosenkörper von zweiteiligen Dosen werden in mehreren Stufen durch Tiefziehen und Abstrecken geformt.

In der US-PS 3 402 591 wird eine Vorrichtung zur Herstellung von tiefgezogen und abgestreckten Dosen beschrieben. Beim Tiefziehen und Abstrecken wird der Dosenkörper aus einem kreisrunden Blechstück geformt, welches in einem ersten Schritt zu einem Napf gezogen wird. Die Seitenwand wird dann verlängert und abgedünnt, indem der Napf eine Serie von Ziehringen mit abnehmenden Bohrungen durchläuft. Die Ziehringe haben einen Abstreckeffekt zur Folge, durch welche die Seiten wand in die Länge gezogen wird, dessen Seitenwand dünner ist als der Boden. Zur Herstellung von Dosenkörpern von zweiteiligen Dosen wird am häufigsten die Legierung AA 3004 verwendet, da sie für den Tiefzieh- und Abstreckvorgang hinreichend gute Verformung-, Festigkeits- und Werkzeugverschleisseigenschaften aufweist. Diese Eigenschaften sind eine Funktion des tiefen Gehaltes der Legierung an Magnesium (0,3 bis 1,8%) und Mangan (1,0 bis 1,5%).

Der Nachteil der gegenwärtig verwendeten Legierung A A 3004 liegt darin, dass sie zur Erreichung der gewünschten s

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Endeigenschaften eine langzeitige Barrenglühung oder Homogenisierung bei hoher Temperatur erfordert. Konventionelles Barrenglühen ist aber einer der grössten Kostenfaktoren bei der Blechherstellung. Zudem ist die Giessgeschwin-digkeit für die Legierung 3004 relativ klein und bei unsachge-mässem Giessen zeigt sie eine Tendenz zur Bildung grober Primärsegregationen.

Es sind früher auch andere Legierungen für die Verwendung bei Dosenkörpern in Betracht gezogen worden, so etwa die Legierung AA 3004. Diese Legierung erfüllt wohl alle Anforderungen der Verformbarkeit beim Tiefziehen und Abstrecken, wurde jedoch wegen ihrer bei wirtschaftlichen Materialdicken geringen Festigkeit wieder fallengelassen.

Die oben beschriebenen, konventionellen Legierungen für Dosendeckel und Dosenkörper weichen in ihren Zusammensetzungen deutlich von einander ab, wie aus Tabelle I hervorgeht. Die angeführten Zahlenwerte sind Gewichtsprozente, wie übrigens in der ganzen vorliegenden Beschreibung. Sofern keine Bereichsangaben vorliegen, stellen die in Tabelle I angegebenen Gewichtsprozente Maximalwerte dar. Die Bezeichnung AA und die zugehörigen Zahlenangaben beziehen sich auf das Klassierungssystem der Aluminium Association.

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Gegenwärtig werden grosse Anstrengungen unternommen, sowohl Energie- und Rohstoffquellen zu erhalten als auch die besonders die Getränkeindustrie betreffende Probleme der Verschwendung und des Abfalls zu beseitigen. Dies soll s durch den Aufbau eines totalen Recycling-Programmes in der Aluminiumdosen-Industrie ermöglicht werden, welches sich zusammensetzt aus io ( 1 ) der Sammlung und Rückführung gebrauchter, leerer Aluminium-Getränkedosen, und

(2) der Wiederverwendung des Aluminiums gebrauchter Dosen zur Herstellung neuer Dosen.

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Bei der fertiggestellten Dose sind Deckel und Dosenkörper praktisch untrennbar miteinander verbunden, so dass ein wirtschaftliches Recycling-System die Verwendung der gesamten Dosen erforderlich macht. Demzufolge weicht die 20 Zusammensetzung der Schmelze recyclierter Dosen erheblich von den Zusammensetzungen der konventionellen Legierungen für Deckel und Dosenkörper ab. Im folgenden werden Legierungen und Bänder zur Herstellung

Tabelle I

Legierung

Silizium

Eisen

Kupfer

Mangan

Magnesium Chrom

Zink

Titan

Andere Einzeln

Total

A A 3003 A A 3004 AA 5182 AA 5082 AA 5052 AA 5042

0.6 0.30. 0.20 0.20

0.7 0.70 0.35 0.35

0.45 Si + Fe 0.20 0.35

0.05-0.2

0.25

0.15

0.10

0.15

1.0-1.5

0.20-0.50

0.15

0.10

0.20-0.50

0.8-1.3 4.0-5.0 4.0-5.0 2.2-2.8 3.0-4.0

0.10 0.15

0.15-0.35 0.10

0.10 0.25 0.25 0.25 0.10 0.25

0.10 0.10

0.10

0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05

0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

von Dosenkörpern als Dosenlegierungen bzw. -bänder und Legierungen und Bänder zur Herstellung von Deckeln als Deckellegierungen bzw. -bänder bezeichnet. Will man aus der Schmelze recyclierter Dosen wieder die ursprünglichen Legierungszusammensetzungen erhalten, so müssen erhebliche Mengen an Primär- bzw. Reinaluminium zugesetzt werden, um eine konventionelle Dosenlegierung zu erhalten; entsprechend noch grössere Mengen an Primäraluminium müssen zur Wiederherstellung einer konventionellen Deckellegierung zugegeben werden.

Es wäre demzufolge von Vorteil, für Deckel und Dosenkörper eine Aluminiumlegierung ein und derselben Zusammensetzung zu verwenden, so dass bei der Wiedereinschmel-zung dieser Dosen keine Anpassung der Legierungszusammensetzung mehr notwendig wäre. Dieser Vorteil wurde von Setzer et al. erkannt und in der US-PS 3 787 248 beschrieben, in welcher vorgeschlagen wird, sowohl Deckel als auch Dosenkörper aus einer Legierung vom Typ AA 3004 herzustellen, wobei die für Deckel erforderliche Verformbarkeit durch eine Wärmebehandlung erreicht wird. Das von Setzer et al. vorgeschlagene Verfahren beinhaltet ein Halten bei hoher Temperatur nach dem Kaltwalzen. Überdies würden die von Setzer et al. vorgeschlagenen Legierungszusammensetzungen eine Zusammensetzung der Schmelze zur Folge haben, die sich deutlich von einer Schmelze aus konventionellen, zweiteiligen Dosen mit unterschiedlicher Dosen- und Deckellegierung unterscheiden würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aluminiumlegierung und ein Verfahren zur Herstellung eines zur Fertigung von tiefgezogen und abgestreckten Dosenkörpern sowie Deckeln gleichermassen geeigneten Bandes zu schaffen, welche die Wiederverwendung gebrauchter Aluminiumdosen und -dosenteile durch Einschmelzen derselben und Angleichung der Schmelze auf die gewünschte Zusammensetzung auf wirtschaftliche Weise ermöglichen.

40 Erfmdungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Legierung

Rest im wesentlichen Aluminium so enthält, wobei der Gesamtgehalt an Magnesium und Mangan zwischen 2,0 und 3,3% beträgt und das Gewichtsverhältnis von Magnesium zu Mangan zwischen 1,4:1 und 4,4:1 liegt.

a) eine Schmelze aus der erfindungsgemässen Aluminiumlegierung bei einer Temperatur von 700 bis 750°C zu einem

60 Barren vergossen wird,

b) der Barren bei einer Temperatur von 550 bis 600°C während 4 bis 6 h homogenisiert wird,

c) der homogenisierte Barren warm zu einem Band abgewalzt wird, und f>s d) das warmgewalzte Band mit einer Dickenreduktion von mindestens 40% kalt auf Enddicke abgewalzt wird.

Die Schmelze des erfindungsgemässen Verfahrens kann ss Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass

1,3 bis 2,5% Magnesium 0,4 bis 1,0% Mangan, 45 0,1 bis 0,9% Eisen, 0,1 bis 1,0% Silizium, 0,05 bis 0,4% Kupfer,

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aus mindestens 40% Aluminium-Schrottmetall zusammengesetzt sein.

Die erfindungsgemässe Legierung sowie das Verfahren und seine insbesondere bei der Wiederverwendung von Alu-minium-Schrottmetall erzielbaren Vorteile werden im nachfolgenden näher erläutert und anhand graphischer Darstellungen veranschaulicht.

Es zeigt:

Fig. 1 Ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemässen Verfahrens als Teil eines Recycling-Systems

Fig. 2 Eine graphische Darstellung der Kaltverfestigung der erfindungsgemässen Legierung und zweier Vergleichslegierungen in Abhängigkeit der Kaltverformung

Fig. 3 Eine graphische Darstellung der Veränderungen der mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemässen Legierung und einer Vergleichslegierung bei thermischer Behandlung.

Die Verfahren des Schmelzens verschiedener Schrotttypen, des Angleichens der Schmelze an eine gewünschte Zusammensetzung, des Giessens der Schmelze, der Herstellung von Bandmaterial und der Fertigung von Behältern enthalten gemäss Fig. 1 ein geschlossenes Kreislaufsystem, in welchem der durch den Fabrikationsprozess erzeugte Schrott recycliert und wiederum als Rohmaterial für den Prozess bereitgestellt wird. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Schrott enthält Schrott aus der Fabrikation von Bandmaterial (Bandschrott), Schrott aus der Fertigung von Dosen (Dosenschrott) und Verbraucherschrott.

Unter Verbraucherschrott werden-Produkte aus Aluminiumlegierungen, insbesondere Dosen, verstanden, welche bedruckt, beschichtet oder anderswie kontaminiert und anschliessend verkauft und gebraucht wurden.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für die Verwendung von Aluminiumdosen-Schrott angepasst worden. Bevorzugt werden Dosen in sauberer Form wiedergewonnen, frei von Schmutz, Kunststoffteilen, Glas und anderen Verunreinigungen. Die Dosenkörper herkömmlicher Dosen sind untrennbar mit den Deckeln verbunden. Während der Wiedergewinnung von Schrottdosen werden deshalb die ganzen Dosen zerquetscht, flachgedrückt, zusammengeballt oder sonstwie in eine kompakte Form gebracht. Die Dosen werden dann in herkömmlichen Mahlwerken, Hammermühlen, gegenläufigen Messern usw, zu vorzugsweise locker anfallenden Stücken von etwa 2,5 bis 4 cm Durchmesser zerkleinert. Der zerstückelte Aluminium-Schrott wird mittels magnetischer Trennverfahren von Eisen- und Stahlteilen und mittels Fliehkraftabscheidern von Papier und andern leichtgewichtigen Stoffen befreit. Der gereinigte Schrott wird sodann in einen Lackverbrennungsofen eingeführt. Ein geeigneter Lackverbrennungsofen ist ein Brennofen, in welchem der Schrott in Anwesenheit von heisser Luft durch einen rotierenden Tunnel transportiert wird. Eine andere Möglichkeit bietet ein Lackverbrennungsofen, bei welchem der zerkleinerte Schrott in einem Korb von 15 bis 25 cm Tiefe aus nichtrostendem Stahl eingebettet ist. Zur Verbrennung organischer Stoffe wie Kunststoffbeschichtungen von Lebensmittelbehältern und Getränkedosen sowie gemalter oder aufgedruckter, Pigmente wie Titan (IV) oxid enthaltender Etiketten wird heisse Luft durch den Korb geblasen.

Die Ofentemperatur wird vorzugsweise so gewählt, dass die Temperatur des Schrotts die Pyrolysetemperatur der organischen Beschichtungsmaterialien erreicht. Die Temperatur muss genügend hoch sein, üblicherweise etwa 480 bis 540°C, damit alle organischen Beschichtungsmaterialien pyrolisieren, der Metallschrott aber nicht oxidiert wird.

Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Schrott umfasst Aluminiumlegierungsmaterial wie Bandschrott, Dosenschrott und Verbraucherschrott, welcher wie oben beschrieben aufgearbeitet wurde. Ein grosser Teil des Ver-braucherschrotts besteht aus Aluminiumdosen, welche üblicherweise 25 Gewichtsprozente Dosendeckel aus der Legierung AA 5182 und 75 Gewichtsprozente Dosenkörper aus der Legierung AA 3004 enthalten. Die Zusammensetzungen dieser Legierungen sowie die beim Wiedereinschmelzen dieser Legierungen erhaltene Zusammensetzung sind weiter unten in Tabelle II beschrieben.

Bandschrott enthält Abfälle vom Gussband sowie von den in einem Walzwerk durchgeführten Zuschneideoperationen wie etwa dem Besäumen des gewalzten Bandes. Die anfängliche Schmelzezusammensetzung, die von einem typischen Bandschrott erhalten wird, besteht aus etwa 88% der Legierung A A 3004 und 12% der Legierung AA 5042. AA 5042,

eine andere bei der Herstellung von Deckeln verwendete Legierung mit hohem Magnesiumgehalt, wird weiter unten in Tabelle III beschrieben.

Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Schrott kann auch Schrott enthalten, der bei der Fertigung von Behältern und Behälterteilen - wie etwa Dosendeckel und Dosenkörper - anfällt. Dosenschrott wird beispielsweise bei Ausschuss infolge Zipfelbildung erzeugt. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Schrott kann auch andere, Elemente mit Mischkristallhärte-Effekt enthaltende Aluminiummaterialien enthalten und selbstverständlich auch Band-, Dosen- und Verbraucherschrott aus der erfindungsgemässen Legierung.

Der zu recyclierende Schrott wird in einem Ofen, wie er beispielsweise aus der US-PS 969 253 bekannt ist, zu einer Schmelze geformt. Die anfängliche Schmelze ändert natürlich ihre Zusammensetzung entsprechend den Zusammensetzungen und den Mengen der verschiedenen, in den Ofen eingefüllten Schrottypen. Beim erfindungsgemässen Verfahren wird die Schmelze derart angeglichen, dass die Zusammensetzung innerhalb der folgenden Werte zu liegen kommt:

Magnesium 1,3 bis 2,5% vorzugsweise 1,6 bis 2,0%

Mangan 0,4 bis 1,0% vorzugsweise 0,6 bis 0,8%

Eisen 0,1 bis 0,9% vorzugsweise 0,3 bis 0,7%

Silizium 0,1 bis 1,0% vorzugsweise 0,15 bis 0,40%

Kupfer 0,05 bis 0,4%

Die oben aufgeführten Werte stellen die breiten Bereiche sowie die Vorzugsbereiche der Zusammensetzung der erfindungsgemässen Legierung dar. Die Zusammensetzung der vorliegenden Legierung kann innerhalb der angegebenen Bereiche variieren, doch sind die Bereiche selbst kritisch, insbesondere jene der Hauptlegierungselemente Magnesium und Mangan. Magnesium und Mangan bewirken zusammen durch ihr Vorliegen in fester Lösung einen Mischkristallhärte-Effekt in der vorliegenden Legierung. Es ist deshalb wesentlich, dass sich die Konzentrationen dieser Elemente innerhalb der angegebenen Bereiche bewegen, dass das Verhältnis von Magnesium zu Mangan einen Wert zwischen 1,4:1 und 4,4:1 aufweist und der Gesamtgehalt an Magnesium und Mangan zwischen 2,0 und 3,3% liegt. Weitere Spurenelemente, welche als Verunreinigungen im Recyclingverfahren zu erwarten sind, sind in der vorliegenden Legierungszusammensetzung bis zu einer gewissen Grenze zulässig, so Chrom bis zu 0,1%, Zink bis zu 0,25% Titan bis 0,2%, und andere einzeln bis zu 0,05% zusammen bis zu 0,2%.

Kupfer und Eisen sind in der vorliegenden Zusammensetzung infolge ihrer unvermeidlichen Anwesenheit im Verbraucherschrott vorhanden. Die Anwesenheit von Kupfer in

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einem Gehalt zwischen 0,05 und 0,4% bringt eine Verbesserung im Hinblick auf niedrige Zipfelbildung und bewirkt zusätzlich eine Festigkeitserhöhung in der vorliegenden Legierung.

Um die angegebenen Bereiche bzw. die Vorzugsbereiche der Zusammensetzung der vorliegenden Legierung zu erreichen, kann es notwendig werden, die Schmelze anzugleichen. Dies kann durch eine Zugabe von Magnesium oder Mangan geschehen, oder - zur Verdünnung überschüssiger Legierungselemente - durch Zusetzen von unlegiertem Aluminium zur Schmelze.

Die insgesamt benötigte Energie zur Herstellung von unlegiertem Primäraluminium aus seinem Erz liegt etwa zwanzigmal höher als die Energiemenge, welche zum Einschmelzen von Aluminium-Schrott erforderlich ist. Es können demzufolge beträchtliche Mengen an Energie und Kosten eingespart werden, wenn die zur Herstellung einer gewünschten Legierung benötigte Menge an Primäraluminium möglichst niedrig gehalten wird. Ist ein Überschuss an Magnesium vorhanden, so kann der Magnesiumgehalt in der Schmelze auch durch Spülen der geschmolzenen Legierung mit Chlor reduziert werden, wobei das sich bildende unlösliche Magnesiumchlorid mit der Schlacke entfernt wird. Wegen dem Magnesiumverlust aus der Schmelze und wegen der Gefährund der Umwelt beim Arbeiten mit Chlor ist dieses Verfahren allerdings nicht unbedingt erwünscht.

Das Angleichen der Schmelze kann auch durch Zusetzen von niedriger legiertem Aluminium erfolgen, in welchem die Legierungselemente zur Verdünnung überschüssiger Elemente im entsprechenden Verhältnis vorhanden sind.

Tabelle II zeigt die Zusammensetzungen der Legierungen AA 3004 und 5182 sowie die stöchiometrische Schmelzezusammensetzung, welche aus dem Einschmelzen von typischem Verbraucherschrott aus Dosen der genannten Legierungen resultiert:

Tabelle II

Legierung (typische Primärfaktor (%)

Zusammensetzung)

3004 5182 Schmelze 3004 5182 vorliegende

Legierung

Magnesium

0.9

4,5

1,5

40 -

Mangan

1,0

0,25

0,8

70 18

Eisen

0,45

0,25

0,4

39 3

Silizium

0,2

0,12

0,2

33 -

Titan

0,04

0,05

0,04

_

Kupfer

0,18

0,08

0,1

27 -

In der Zahl von 1,5% Magnesium in der mit «Schmelze» überschriebenen Kolonne ist ein Magnesiumverlust von 0,3% infolge der Magnesiumoxidation während des Einschmelzens mitberücksichtigt. Die in der Tabelle mit «Primärfaktor— überschriebenen Zahlenwerte stellen diejenige Menge an primären oder reinem Aluminium dar, welche zugegeben werden muss, um jedes Element auf die nominelle Zusammensetzung von AA 3004,5182 oder der vorliegenden Legierung zu senken. Die nominelle Zusammensetzung der vorliegenden Legierung, wie sie in der Beschreibung und in den Beispielen verwendet wird, ist die folgende:

Magnesium 1,8%

Mangan 0,7%

Eisen 0,45%

Silizium 0,25%

Kupfer 0,2%

Titan 0,05%

Da die für die Elemente in den Legierungen AA 3004 und 5182 angegebenen Gehalte ausser für Mangan und Magnesium Maximalwerte darstellen, ist für jede Legierung der grösste angegebene Primärfaktor bestimmend.

s So zeigt Tabelle II, dass eine Menge an reinem Aluminium entsprechend 40% des Schmelzegewichtes zugegeben werden muss, wenn der Gehalt an Magnesium in der Schmelze auf die typischen 0,9% von AA 3004 gesenkt werden soll. In ähnlicher Weise muss eine Menge an reinem Aluminium entspre-io chend 70% des Schmelzegewichtes zugesetzt werden, wenn der Gehalt an Mangan in der Schmelze auf die typischen 0,25% von AA 5182 gesenkt werden soll. Andererseits sind nur 18% reines Aluminium notwendig, um den Mangangehalt in der Schmelze auf den Nominalwert der Legierung des ls erfindungsgemässen Verfahrens zu senken.

Tabelle III zeigt dieselben Verhältnisse in bezug auf Bandschrott mit einem Anteil von 88% AA 3004 und 12% AA 5042.

Tabelle III

Legierung (typische Primärfaktor (%)

Zusammensetzung)

3004 5042 Schmelze 3004 5042 vorliegende

Legierung

0.9

3,5

1,21

26 -

-

1.0

0.25

0.91

73

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0.45

0.25

0.43

42

5

0.2

0.12

0.19

37

-

0.04

0.05

0.04

-

0.18

0.08

0.17

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Nach Tabelle III wären demnach 26% Primäraluminium 35 notwendig, um den Magnesiumgehalt der Schmelze auf den für AA 3004 typischen Wert von 0,9% zu senken. Ebenso wären 73% Primäraluminium notwendig, um den Mangangehalt der Schmelze auf den Wert von 0,25% der 5042-Zusam-mensetzung zu bringen. Andererseits wären nur 23% Primär-40 aluminium notwendig, um den Mangangehalt der Schmelze auf den nominellen Gehalt der vorliegenden Legierung zu senken.

Aus den Tabellen II und III geht hervor, dass bei der Zusammensetzung der vorliegenden Legierung zum Aufbe-45 reiten der Schmelze weniger als 25% unlegiertes Aluminium benötigt würden. Es ist also eine kleinere Menge an Primäraluminium als zum Aufbereiten irgendeiner anderen bekannten Behälterlegierungen erforderlich.

Die Tabellen zeigen auch, dass die Art des Schrotts in der so Schmelze einen Einfluss auf die zum Erreichen einer gewünschten Schmelzezusammensetzung benötigten Menge an Primärmetall hat. Die vorliegende Legierungszusammensetzung kann - abhängig von der Art des dem Schmelzesystem zugeführten Schrotts - auch durch Verwendung von 55 100% Schrott erreicht werden. Eine typische Dosenfabrikationsanlage benötigt beispielsweise 83% Dosenband (AA 3004) und 17% Deckelband (5042). Von den bei der Dosenherstellung als Abfall anfallenden und wieder einzuschmelzenden 27,6% Schrott entfallen 24,9% auf Dosen- und 2,7% 60 auf Deckelschrott. Der Schmelze kann Schrott aus der Dosenfabrikationsanlage und Verbraucherschrott in der Form zurückgegebener, gebrauchter Dosen zugesetzt werden. Unter der Annahme eines Schmelzverlustes von 5% bezogen auf den Dosenfabrikationsschrott und von 8% bezogen auf 65 die vom Verbraucher zurückgegebenen Dosen erfordert eine Zurückführung sämtlicher auf einer derartigen Anlage hergestellten Dosen eine Zugabe von nur 7,2% Primäraluminium zur Schmelze, damit die vorliegende Legierungszusammen-

Magnesium

Mangan

Eisen

Silizium

Titan

Kupfer

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Setzung erreicht wird. Diese Menge kann durch die Verwendung anderer Schrottlegierungen in der Schmelze, einschliesslich der Verwendung von Schrott aus der vorliegenden Legierung, weiter gesenkt werden.

Bei der Verwendung bekannter Legierungszusammensetzungen war es bis anhin nicht möglich, die erforderliche Menge an Primäraluminum, welche zum Erreichen einer brauchbaren Schmelzezusammensetzung aus Verbraucherschrott notwendig ist, auf weniger als 40% des Schrottgewichtes im Schmelzeofen zu senken. Die vorliegende Erfindung gestattet die Bildung der vorliegenden Legierungszusammensetzung aus mindestens 40% Schrott über einen weiteren Bereich von Anteilen von Bandschrott, Dosenschrott und Verbraucherschrott.

Die vorliegende Legierung hat zahlreiche Vorteile, die darin begründet sind, dass die Legierungszusammensetzung von der Schmelze ausgehend erreicht wird. Ein erster Vorteil ist, wie schon erwähnt, die Tatsache, dass die vorliegende Legierung leicht aus dem Recycling von gegenwärtig vorhandenem Aluminiumschrott erhalten werden kann. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die vorliegende Legierung einen weiten Toleranzbereich für Silizium, Eisen, Kupfer und andere Elemente aufweist, welche in konventionellen Legierungen als unerwünschte Verunreinigung angesehen werden, die aber in Verbraucherschrott unvermeidbar vorhanden sind. So darf beispielsweise eine verhältnismässig hohe Konzentration an Titan vorhanden sein, was vom Standpunkt des Recyclings besonders wichtig ist, da ein grosser Teil von Verbraucherschrott Titanoxid enthält, welches während des Schmelzens reduziert wird und sich in der geschmolzenen Legierung löst. Ein weiter Toleranzbereich für Titan ist ebenfalls wichtig, weil der Titangehalt in der Schmelze steigt, wenn Schrott in aufeinanderfolgenden Zyklen erschmolzen wird. Die zu erwartende Konzentration im Bereich zwischen 0,15 und 0,20% darf auch in der vorliegenden Legierung vorhanden sein.

Als weiteres Beispiel kann die Legierung einen verhältnismässig hohen Anteil an Silizium aus im Schrott enthaltenem Sand oder Schmutz aufweisen. Die vorliegende Legierung gestattet diesen Gehalt und hat darüber hinaus den Vorteil, dass bei Siliziumgehalten über 0,45% und bei den oben aufgeführten Elementbereichen eine Wärmebehandlung möglich ist. Wärmebehandlung bezieht sich auf das Verfahren, bei welchem eine Legierung auf eine Temperatur erwärmt wird, die genügend hoch ist, um die löslichen Legierungselemente oder -komponenten (Mg2Si) in feste Lösung zu bringen, typischerweise 510 bis 610°C. Die Legierung wird sodann abgeschreckt, um diese Elemente in übersättigter, fester Lösung zu erhalten. Anschliessend wird die Legierung entweder bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur ausgelagert, wobei während dieser Zeit Ausscheidungen gebildet werden, welche eine Aushärtung der Legierung bewirken. Die Aushärtung kann bei Temperaturen erfolgen, wie sie beim Einbrennen von Polymerbeschichtungen von Aluminiumbehältern üblich und weiter unten beschrieben sind. Dies gestattet die Anwendung von Herstellungsverfahren, welche Bleche von geringerer Festigkeit hervorbringen als sie sonst für Bleche im walzharten Zustand erforderlich wären.

Nachdem die Legierung im Schmelzofen auf die gewünschte Zusammensetzung eingestellt ist, wird die Schmelze behandelt, um gelösten Wasserstoff und nichtmetallische Einschlüsse, welche das Giessen der Legierung sowie die Qualität des gefertigten Bleches beeinträchtigen würden, zu entfernen. Hierzu wird ein Gasgemisch aus Chlor und einem Inertgas wie Stickstoff oder Argon durch mindestens ein Einleitrohr aus Kohlenstoff geleitet, welches sich am Boden des Ofens befindet und eine Gasspülung der Schmelze gestattet. Das Gasgemisch wird in einem Blasenstrom während ungefähr 20 bis 40 min durch die geschmolzene Legierung geleitet, wobei die sich bildende Schlacke an die Oberfläche der Schmelze schwimmt und von dort mittels irgendeiner geeigneten Methode abgeschöpft wird. Der niedrige Magnesiumgehalt der erfindungsgemässen Legierung führt zu weniger Schlacke und einem geringeren Magnesiumabbrand als die Legierungen AA 5082, 5182 und andere konventionelle Deckellegierungen. Die abgeschöpfte Legierung wird sodann mittels eines Filterbettes aus feuerfestem Material, wie etwa Aluminiumoxid, von nichtmetallischen Einschlüssen befreit. Zum weiteren Entgasen der Legierung wird nochmals eine Gasmischung, wie sie oben beschrieben wurde, im Gegenstrom durch die Schmelze geleitet.

Die geschmolzene Legierung der vorliegenden Zusammensetzung kann sodann mittels bekannter Stranggiessverfahren zu Barren vergossen werden. Beim Giessen in die Kokille beträgt die Temperatur des schmelzflüssigen Metalls für die vorliegende Legierung 700 bis 750°C.

Die erfindungsgemässe Legierung kann in einer vorgegebenen Kokille für Walzbarren mit einer Geschwindigkeit von mehr als 110 kg/min vergossen werden, während vergleichsweise die Legierung AA 3004 mit einer maximalen Geschwindigkeit von 110 kg/min vergossen werden kann. Die vorliegende Legierung kann schneller vergossen werden wegen ihrer kleineren Korngrösse, den kleineren Dendritenarmab-ständen und den kleineren Primärausscheidungen von (FeMn) Alò. Diese Eigenschaften verursachen auch weniger Risse während des Giessens, was zu einer Verringerung des von den Stranggussbarren anfallenden Schrotts führt.

Die gegossenen Barren werden dann zur Entfernung der Unregelmässigkeiten in der Zusammensetzung der Walzoberflächen überfräst. Es hat sich gezeigt, dass Barren aus der vorliegenden Legierung im Vergleich zu Barren aus der Legierung AA 3004 weniger stark überfräst werden müssen, was einem kleineren Schrottanfall entspricht. Barren aus der erfindungsgemässen Legierung müssen auf jeder Seite etwa 12 mm abgefräst werden, was etwa 25% weniger als bei Barren aus der Legierung AA 3004 bedeutet.

Die überfrästen Walzbarren werden bei einer Temperatur von 550 bis 600°C, vorzugsweise bei 570°C, während 4 bis 6 h homogenisiert. Diese Homogenisierungszeit bezieht sich auf die Haltezeit bei einer vorgegebenen Temperatur, exklusive Aufheiz- und Abkühlzeit. Im Vergleich hierzu benötigt ein Barren aus der Legierung AA 3004 eine Homogenisierun'g von 4 bis 6 h bei 565 bis 610°C. Die tiefere Homogenisierungstemperatur bei der erfindungsgemässen Legierung ist möglich wegen dem kleineren Mangan- und grösserem Magnesiumgehalt im Vergleich zur Legierung AA 3004.

Die Homogenisierungstemperatur wird derart gewählt, dass sie unterhalb der Ungleichgewicht-Solidustemperatur der Legierung liegt, d.h. unterhalb der tiefsten Temperatur bei der irgendwelche anwesenden Phasen oder Komponenten zu schmelzen beginnen. Die atomare Beweglichkeit bei der Homogenisierungstemperatur gleicht die beim Giessen auftretenden Steigerungen aus und vermindert die Korngrenzenkonzentration der Legierungselemente. Überdies treten in Legierungen, welche die Elemente Mangan, Eisen und Silizium enthalten, gewisse Festkörperreaktionen auf, bei welchen ein Teil der Phase (FeMn) Ale in die a-Phase Al(FeSiMn) übergeht. Die vorliegende Legierung weist eine stärkere a-Transformation bei gegebener Temperatur auf als die Legierung AA 3004, was einen geringeren Werkzeugver-schleiss während des Tiefzieh- und Abstreckvorgangs bei der Dosenherstellung zur Folge hat. Die vorliegende Legierung wird derart verarbeitet, dass eine a-Transformation von mindestens 25% erzielt wird, üblicherweise 30 bis 50% oder mehr. a-Transformation kann auftreten während der Homogenisie-rungsglühung, während dem nachstehend beschriebenen, bei

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hohen Temperaturen und mit starken Stichabnahmen erfolgenden Warmwalzen, oder während einer Glühung bei erhöhter Temperatur.

Nach dem Homogenisieren wird der Barren auf eine Warmwalzstarttemperatur von 450 bis 510°C abgekühlt und 5 einem ersten Warmwalzstich unterworfen. Der Barren erfordert nicht unbedingt ein langsames Abkühlen, kann aber an ruhiger Luft bei Raumtemperatur abgekühlt werden. Die Starttemperatur zum Warmwalzen, welche nicht kritisch ist, ist wesentlich tiefer als diejenige, welche bei der Legierung 10 A A 5182 angewendet wird (480 bis 525°C). Während den ersten Warmwalzstichen wird der Walzbarren einer beispielsweisen Dicke nach dem Überfräsen von 47,6 cm zu einer Platte von typischerweise etwa 19 mm gewalzt, d.h. mit einer Dickenreduktion von etwa 96%. Diese ersten Warmwalz- iS Stiche sollten mit einer Dickenabnahme von etwa 40 bis 96% erfolgen und dienen dazu, die Legierung in ein geeignetes Format zum weiteren Warmwalzen zu bringen. Diese ersten Warmwalzstiche erfolgen üblicherweise auf einem Reversier-walzwerk. 20

Nach diesen ersten Warmwalzstichen wird die Warmwalzplatte unverzüglich auf einem mehrgerüstigen Warmwalzwerk mit einer Dickenreduktion von 70 bis 96%, vorzugsweise etwa 85%, warm von 19 mm auf 3,0 mm abgewalzt. Während des Warmwalzens werden Schmiermittel zur Ver- 2s hinderung des Anklebens der Warmwalzplatte an den Arbeitswalzen und zur Kühlung der Walzen verwendet. Das warmgewalzte Band, welches nun auf Kaltwalzdicke ist, wird später durch geeignetes Kaltwalzen auf Endstärke gewalzt. Die vorliegende Legierung ist erheblich weicher als die Legie- 30 rung AA 5182, erfordert weniger Energieaufwand bei der Warm- und Kaltverformung und ist weniger anfällig auf Kantenrisse. Das warmgewalzte Band wird bei einer Endtemperatur von vorzugsweise 300°C aufgehaspelt. Die Endtemperatur kann aber auch tiefer liegen, je nach der Leistungsfä- 35 higkeit des verwendeten Warmwalzwerks.

Das aufgehaspelte Band wird sodann vor dem nachfolgenden Kaltwalzen geglüht. Diese Glühung wird vorteilhafterweise bei 315 bis 400°C, vorzugsweise bei etwa 345°C, während 2 bis 4 h durchgeführt. Bei Warmwalzwerken, 40 welche eine genügend hohe Endtemperatur zur Vermeidung einer Kaltumformung ermöglichen (d.h. etwa 315°C), kann die Glühung des aufgehaspelten Bandes entfallen. Die Glühung ist definiert als Wärmebehandlung oberhalb der Rekristallisationstemperatur der Legierung und dient dem Abbau 4S bevorzugter Kornorientierungen, welche von der Warmumformung unterhalb der Rekristallisationstemperatur herrühren.

Die Glühung kann auch als kurzzeitige Zwischenglühung des Bandes in einem Banddurchlaufofen zwischen den Kalt- 50 walzstichen durchgeführt werden. Hierzu wird das Band während 3 bis 90 sek, vorzugsweise 3 bis 30 sek, bei einer Temperatur zwischen 350 und 500°C geglüht. Diese kurzzeitige Zwischenglühung führt zu einem verbesserten Zipfelbildungsverhalten und zu besseren Dehnungswerten bei der zur 55 Fertigung .von Dosenkörpern verwendeten Band.

Nach dem Warmwalzen und den erforderlichen Glühungen wird das Band durch Kaltwalzen auf Enddicke kaltverfestigt.

Unter Kaltverfestigung wird die Festigkeitserhöhung einer 60 Legierung in Abhängigkeit vom Betrag der Kaltumformung verstanden, welche auf das Metall ausgeübt wird. Im Vergleich zu konventionellem Dosendeckelmaterial zeigt die Legierung der vorliegenden Erfindung eine niedrigere Kaltverfestigungsrate, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Dies bedeutet, 65 dass zum Erreichen der Enddicke weniger Stiche notwendig sind bzw. die gleiche Anzahl von Stichen bei höherer Geschwindigkeit oder grösserer Bandbreite erfolgen können.

Ebenso führt die vorliegende Legierung im Vergleich zu konventionellen Deckellegierungen zu weniger Unebenheiten und zu weniger Kantenrissen. Überdies ist die Kaltverfestigungsrate der vorliegenden Legierung durchaus vergleichbar mit derjenigen der konventionellen Dosenkörperlegierung AA 3004, was zeigt, dass eine genügende Festigkeit für Dosenband ohne übermässige Kaltverformung erreicht werden kann.

Das folgende Stichprogramm für das Kaltwalzen hat sich bei der Herstellung von Dosenband für tiefgezogen und abgestreckte Dosenkörper als vorteilhaft erwiesen:

Das aufgehaspelte Band wird nach erfolgter Glühung und anschliessender Abkühlung auf weniger als 200°C, üblicherweise auf Raumtemperatur, von 3,0 mm auf 0,34 mm - d.h. um 89% - kaltgewalzt, vorzugsweise in einem Durchlauf durch mindestens ein mehrgerüstiges Tandem-Walzwerk. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Band in mehreren Stichen mit der Stichfolge 3,0 mm-> 1,30 mm-> 0,66 mm-» 0,34 mm auf einem eingerüstigem Walzwerk kalt abzuwälzen. Eine Glühung zwischen Kaltwalzstichen wird als Zwischenglühung bezeichnet und wird, falls erforderlich, wie oben beschrieben ausgeführt. Eine Zwischenglühung kann sich als notwendig erweisen, wenn zwischen zwei Stichen Risse auftreten oder auch um die Kaltwalzeigenschaften des fertiggewalzten Bandes zu verändern. Wird ein eingerüstiges Walzwerk verwendet, so wird die Zwischenglühung vorzugsweise vor der letzten Stichabnahme durchgeführt. Bei Durchführung einer Zwischenglühung beträgt die letzte Stichabnahme vorzugsweise 40 bis 60%. Eine derartige Zwischenglühung vor dem letzten Kaltwalzstich wirkt sich vorteilhaft auf die Abnahme der Zipfelbildung während dem Tiefziehen und Abstrecken aus. Um die erforderliche Kaltverformung entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Kaltverfestigungsrate zu erreichen, kann auch eine Kombination von ein- und mehrgerüstigen Walzwerken verwendet werden.

Durch Besäumen und Schneiden auf die gewünschte Breite wird das Band fertigbearbeitet. Das derart gefertigte Blech hat eine 0,2%-Streckgrenze von 250 bis 310 MPa, vorzugsweise 270 bis 290 MPa, eine Zugfestigkeit von 260 bis 320 MPa, vorzugsweise 270 bis 300 MPa, und eine Bruchdehnung (ASTM) von 1 bis 8%, vorzugsweise 2 bis 3%.

Das folgende Stichprogram für das Kaltwalzen hat sich bei der Herstellung von Deckelband mit einer zur Herstellung von Dosendeckeln genügenden Festigkeit und Flexibilität als vorteilhaft erwiesen:

Warmwalzband von 3,0 mm Dicke wird in einem Durchlauf durch ein mehrgerüstiges Tandem-Walzwerk mit einer Reduktion von 91% auf 0,26 mm kaltgewalzt. Die Reduktion sollte zwischen 60 und 95% liegen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Band in 4 Stichen mit der Stichfolge 3,0 mm— 1,30 mm—0,66 mm—0,34 mm-*0,26 mm auf einem eingerüstigen Walzwerk kalt abzuwälzen. Eine Zwischenglühung ist nicht notwendig. Durch Besäumen und Schneiden auf die gewünschte Breite wird das Blech fertigbearbeitet. Das Stichprogramm des Kaltwalzens für Deckelband führt zu folgenden mechanischen Eigenschaften im gewalzten Zustand: 0,2%-Streckgrenze von 310 bis 370 MPa, vorzugsweise 320 bis 360 MPa; Zugfestigkeit von 320 bis 380 MPa, vorzugsweise 340 bis 350 MPa; und Bruchdehnung (ASTM) von 1 bis 5%, vorzugsweise 1 bis 3%.

Die oben beschriebenen Verfahrensschritte für Dosen- und Deckelband sind für die Herstellung von entsprechend kaltverfestigtem Blech ausgelegt, und zwar auf der Überlegung basierend, dass Dosenband eine minimale 0,2%-Streckgrenze von 240 MPa und Deckelband im walzharten Zustand eine minimale 0,2%-Streckgrenze von 300 MPa aufweisen sollte.

Die beschriebenen Verfahrensschritte können selbstverständlich abgeändert werden, um andere Zustände zu

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erhalten, wie z.B. weichgeglüht, kaltverfestigt und teilweise geglüht, kaltverfestigt und stabilisiert, lösungsgeglüht, ausgelagert und entfestigt. Wird die vorliegende Legierung in derartigen Zuständen hergestellt, so kann sie auch zur Herstellung von Verschlüssen und Behältern wie Sardinenbüchsen, Fleischkonservendosen, Behälter für Fertiggerichte, Ölbüchsen, Filmdosen sowie andern Behältern und Verschlüssen sowohl für essbare wie auch für nicht-essbare Füllgüter verwendet werden. Diese Behälter können natürlich auch durch andere als die weiter unten beschriebenen Verfahren hergestellt werden, wie etwa durch Tiefziehen in einem oder mehreren Schritten oder durch Hohlprägen.

Das nach den oben beschriebenen Verfahren hergestellte Dosenband wird zu einteiligen, tiefgezogenen Dosenkörpern geformt. Dazu werden aus dem Blech Ronden geschnitten, welche über einen Stempel durch eine Matrize gezogen und so zu Näpfchen geformt werden. Der Rand eines derart geformten Näpfchens liegt vorzugsweise in einer kreisförmigen Ebene. Der Betrag, um welchen der Rand von dieser Ebene abweicht, wird als Zipfelbildung bezeichnet. Die vorliegende Legierung führt bei einem ersten Tiefzug von 32 bis 40% zu einer bis zu 50% geringeren Zipfelbildung in 45° zur Walzrichtung als AA 3004-Dosenband. Wie aus obiger Tabelle V hervorgeht, können mit der vorliegenden Legierung mit Leichtigkeit Werte für die Zipfelbildung von 2% und weniger erreicht werden. Die prozentuale Angabe für das Tiefziehen wird derart berechnet, dass man vom Durchmesser der Ronde den Durchmesser des Napfes subtrahiert und durch den Durchmesser der Ronde dividiert. Die tiefgezogenen Näpfe werden dann weitergezogen und abgestreckt in einem Tiefzieh- und Abstreckverfahren, wo der Napf durch eine Reihe von Ziehringen mit kreisrunden Bohrungen abnehmender Radien gedrückt wird. Die Ziehringe haben einen Abstreckeffekt zur Folge, durch welchen die Seitenwand der Dose durch Verringerung der Wanddicke verlängert wird. Auf diese Weise können Dosenkörper hergestellt werden, deren Seitenwand dünner ist als der Boden. Wenn das zu verformende Metall zu weich ist, kann es an den Arbeitsflächen der Abstreck-Ziehringe haften bleiben und so den Tiefzieh- und Abstreckvorgang stören, was zu Materialfehlern und zu Unterbrechungen des Fabrikationsprozesses führt. Die vorliegende Legierung zeigt diesen Effekt in kleinerem Masse als konventionelle Dosenbandlegierungen und führt demzufolge auch zu einem geringen Werkzeugver-schleiss.

Bei der Herstellung von Dosendeckeln wird das Deckelband ausgeebnet, gereinigt, mit einer Konversionsschicht versehen und - sofern erwünscht - grundiert. Anschliessend wird das Deckelband in der weiter unten beschriebenen Weise beschichtet. Das beschichtete Deckelband wird sodann einer Presse zugeführt, wo die Deckel als tiefgezogene und mit einem Flansch versehen Schalen vorgeformt werden. Die Schale wird dann zur Bildung eines leicht zu öffnenden Dek-kels einer Konversionspresse zugeführt, wo der Deckel geritzt und eine Integralniete geformt wird. Ein Aufreissring kann in einer entsprechenden Presse in einem getrennten Arbeitsgang hergestellt und zur Vernietung mit dem Deckel der Konversionspresse zugeführt werden. Der Aufreissring kann aber auch in der Konversionspresse aus einem separaten Band hergestellt und die Aufreissringe und die Deckel in derselben Konversionspresse geformt und verbunden werden. Aufreissringe werden häufig aus einer anderen Legierung hergestellt als die Dosendeckel. Das Umformvermögen der vorliegenden Legierung gestattet jedoch auch die

Herstellung von Aufreissringen. Eine weitere Beschreibung der Herstellung von Dosen, Deckeln und Aufreissringen findet man in der US-PS 3 787 248 (Setzer et al.) sowie in der US-PS 3 888 199.

Üblicherweise werden sowohl das Deckelband wie auch die tiefgezogen und abgestreckten Dosenkörper mit einer Polymerschicht überzogen, um einen direkten Kontakt zwischen dem Behälter und dem Füllgut zu vermeiden. Ein typischer Überzug besteht aus einem Epoxy- bzw. Vinylpolymer, welches als Pulveremulsion oder mittels eines Lösungsmittels aufgebracht und anschliessend zu einer widerstandsfähigen Schutzschicht eingebrannt wird. Der Überzug wird bei erhöhter Temperatur - üblicherweise während etwa 5 bis 20 sek bei 175 bis 220°C - eingebrannt. Bei dieser Wärmebehandlung tritt bei den meisten Aluminiumlegierungen eine Erweichung ein. In Fig. 3 sind die mechanischen Werte der vorliegenden Legierungen und der Legierung AA 5082 mit einem Kaltverformungsgrad von 85% nach einer Erweichungszeit von 4 min dargestellt. Die Kurven sind für alle geprüften Erweichungszeiten ähnlich. Die Zugfestigkeit der vorliegenden Legierung fällt bei einer Temperatur von 190°C von 340 MPa auf 330 MPa, während die Zugfestigkeit von beschichtetem A A 5082-Deckelband von 400 MPa auf 370 MPa fällt. Für die 0,2%-Streckgrenzen bedeutet die Wärmebehandlung bei der vorliegenden Legierung einen Abfall zwischen 29 und 33 MPa, bei der Legierung AA 5082 zwischen 30 und 35 MPa. In einem andern Test wurde für die Legierung 5182 und für die vorliegende Legierung der Festigkeitsabfall nach einer Wärmebehandlung von 8 min bei 190°C bestimmt. Die 0,2%-Streckgrenze zeigte einen Abfall von 340 auf 305 MPa für die vorliegende Legierung und einen Abfall von 360 auf 290 MPa für die Legierung AA 5182.

Diese Zahlenwerte zeigen, dass die für Aluminiumbehälcer üblichen Einbrenntemperaturen und Einbrennzeiten konventionelles Deckelband in einem grösseren Ausmass schwächen als Deckelband aus der vorliegenden Legierung. Demzufolge kann die vorliegende Legierung auf eine kleinere Festigkeit gewalzt werden als andere Legierungen und trotzdem im Endprodukt genügend Festigkeit aufweisen. Die Dehnungskurven weisen daraufhin, dass die Dehnung der vorliegenden Legierung im Vergleich zur Legierung AA 5082 bei gegebenem Einbrennprozess stärker zunimmt und somit die vorliegende Legierung gegenüber anderen Legierungen bei gegebenem Einbrennprozess auch eine stärkere Zunahme der Umformbarkeit aufweist.

Die Verwendung der erfindungsgemässen Legierung und des Verfahrens bringt bei der Herstellung des Bandmaterials sowie bei der Fertigung von Dosenteilen aus diesem Bandmaterial unter anderem die folgenden Vorteile:

(1) kleinerer Energiebedarf bei den Warm- und Kaltwalzoperationen sowie verbessertes Verhalten bei thermischer Behandlung im Vergleich zu konventionellen Deckellegierungen;

(2) verbessertes Handling in einem Walzwerk als Folge einer Anzahl von Fabrikationsschritten, welche für Dosen-und Deckelband identisch sind;

(3) verbessertes Handling in bezug auf Legierungsaufbereitung und Giessverfahren als Folge der für Dosen- und Deckelband einheitlichen Legierungszusammensetzung; und

(4) die nachfolgende Fertigung sämtlicher Teile einer Dose aus Bandmaterial ein und derselben Legierungszusammensetzung.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1,3 bis 2,5% Magnesium,

0,4 bis 1,0% Mangan,

0,1 bis 0,9% Eisen,

0,1 bis 1,0% Silizium,

0,05 bis 0,4% Kupfer,

Rest im wesentlichen Aluminium enthält, wobei der Gesamtgehalt an Magnesium und Mangan zwischen 2,0 und 3,3% beträgt und das Gewichtsverhältnis von Magnesium zu Mangan zwischen 1,4:1 und 4,4:1 liegt.

1. Aluminiumlegierung, mit Magnesium und Mangan als wesentliche Legierungsbestandteile, zur Herstellung eines zur Fertigung von tiefgezogen und abgestreckten Dosenkörpern sowie Deckeln geeigneten Bandes, dadurch gekennzeichnet, dass sie

2. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1,6 bis 2,0% Magnesium, 0,6 bis 0,8% Mangan, 0,3 bis 0,7% Eisen und 0,15 bis 0,40% Silizium enthält.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,04 bis 0,15% Titan enthält.

4. Verfahren zur Herstellung eines zur Fertigung von tiefgezogen und abgestreckten Dosenkörpern sowie Deckeln geeigneten Bandes aus einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Schmelze bei einer Temperatur von 700 bis 750°C zu einem Barren vergossen wird,

c) der homogenisierte Barren warm zu einem Band abgewalzt wird, und d) das warmgewalzte Band mit einer Dickenreduktion von mindestens 40% kalt auf Enddicke abgewalzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Starttemperatur zum Warmwalzen zwischen 450 und 510°C liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmwalzen des Barrens in mehreren Stichen zu einer Platte und anschliessend kontinuierlich mit einer Dickenabnahme von 70 bis 96% erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das warmgewalzte Band vor dem Kaltwalzen bei einer Temperatur von 315 bis 400°C während 2 bis 4 h geglüht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines zur Fertigung von tiefgezogen und abgestreckten Dosenkörpern geeigneten Bandes das Kaltwalzen auf Enddicke derart durchgeführt wird, dass a) das warmgewalzte Band in einer ersten Stichserie auf eine Zwischendicke kaltgewalzt wird,

b) das auf Zwischendicke kaltgewalzte Band einer kurzzeitigen Zwischenglühung bei einer Temperatur zwischen 350 und 500°C während 3 bis 90 sek, vorzugsweise 3 bis 30 sek, unterworfen wird, und c) das kurzzeitig geglühte Band auf Enddicke mit einer Dickenreduktion von 40 bis 60% kaltgewalzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines zur Fertigung von Deckeln geeigneten Bandes das Kaltwalzen auf Enddicke mit einer Dickenreduktion von 60 bis 95% erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze aus mindestens 40% Aluminium-Schrottmetall hergestellt wird.