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Dokumentenidentifikation DE60103667T2 09.06.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001353767
Titel VERFAHREN ZUM HERSTELLEN VON ALUMINIUMMATTEN MIT INTEGRIERTER SCHALTUNGSANORDNUNG
Anmelder Pechiney Rhenalu, Paris, FR
Erfinder DOREMUS, Yves, F-38290 La Verpillière, FR;
POIZAT, Laurent, F-38000 Grenoble, FR;
ELGHAZAL, Hayat, F-69003 Lyon, FR
Vertreter BEETZ & PARTNER Patentanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60103667
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 07.12.2001
EP-Aktenzeichen 012703914
WO-Anmeldetag 07.12.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/FR01/03886
WO-Veröffentlichungsnummer 0002047841
WO-Veröffentlichungsdatum 20.06.2002
EP-Offenlegungsdatum 22.10.2003
EP date of grant 02.06.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2005
IPC-Hauptklasse B21D 53/04

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Platten aus Aluminium mit integrierter Schaltung nach Oberbegriff von Anspruch 1, allgemein bekannt unter der Bezeichnung Roll-Bond, vom Typ einseitig oder OSF (one side flat) mit einer ebenen und einer deformierten Seite. Diese Platten werden aus zwei Blechen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt, von denen ein Blech auf den Bereichen mit einer Farbe beschichtet ist, die dazu bestimmt sind, der integrierte Schaltkreis zu werden, wobei diese Farbe dazu bestimmt ist, das Verschweißen der beiden Bleche zu verhindern. Danach werden die beiden Bleche durch Paketwalzen verschweißt. Die nicht verschweißten Bereiche werden dann hydraulisch oder pneumatisch aufgeblasen, um eine Schaltung zu bilden, deren wesentlicher Teil als Wärmetauscher verwendet wird, und vor allem als Kühlkreislauf für Haushaltskühlschränke.

Stand der Technik

Das Buch „L'aluminium", Band 1 „Production -Propriétés – Alliages – Fabrication des demi-produits -Fabrications annexes", erschienen im Verlag Editions Eyrolles, Paris 1964, Seiten 718–721, und die Veröffentlichung „Panneaux aluminium à circuits intégrés : deux lignes de fabrication complémentaires pour de multiples produits", erschienen in der Revue de l'Aluminium, Februar 1982, beschreiben das Prinzip des Roll-Bond-Verfahrens zur Herstellung von Platten vom Typ zweiseitig und legen das Schema einer kontinuierlichen Fertigungslinie sowie die üblicherweise zur Herstellung von Platten verwendeten Legierungen offen. In dieser kontinuierlichen Fertigungslinie werden die Platten aus Einzelblechen (im Buch „Platinen" genannt) geformt, die, transportiert per Hand oder über ein mechanisches Fördersystem, mehrere Maschinen durchlaufen, die die Fertigungslinie bilden.

Das Patent FR 1347949 (Olin Mathieson) beschreibt das Prinzip von Platten mit einseitig vorgesehener integrierter Schaltung und schlägt vor, diese aus zwei Blechen mit unterschiedlicher mechanischer Festigkeit zu fertigen, wobei eine Platte aus der Legierung 1100 und die andere aus der Legierung 1100 mit Zusatz von 0,12 % Zirkonium besteht.

Das Patent FR 2561368 (Cegedur Pechiney) legt ein Verfahren zur kontinuierlichen Fertigung von Roll-Bond-Platten vom Typ einseitig aus zwei Blechen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen offen.

Die Veröffentlichung „High Performance Airgap Heat Shields Using Blow-Molded Roll-Bond Aluminium Technology" von V. J. Scott et al., erschienen in SAE Technical Paper Series (International Congress & Exposition, Detroit, Michigan, February 28 – March 3, 1994) beschreibt eine Fertigungslinie für Roll-Bond-Platten, die das Strecken und Bürsten der beiden Bänder, das Auftragen des Trennmediums, das Vorwärmen und das Walzen der Bänder zur Bildung eines Verbundbandes umfasst. Dieses wird danach in einem statischen Ofen im Bund geglüht.

Dieses Verfahren ist demnach nicht kontinuierlich. Obwohl durch die Verwendung eines statischen Ofens die Glüh-Bedingungen genauer überwacht werden können als bei Verfahren, bei denen Durchschuböfen eingesetzt werden, ist das Glühen im Bund aufgrund der Unterbrechung wirtschaftlich nachteilig, die Reaktionszeit der Produktionskette in bezug auf die kommerzielle Nachfrage verzögert sich und es müssen Lager mit Zwischenprodukten verwaltet werden.

Ein spezielles Problem beim Roll-Bond-Verfahren sind Qualität und Dauerhaftigkeit der geformten Kanäle. Das europäische Patent EP 0 703 427 (Showa Aluminium) schlägt ein Verfahren vor, das auf die Verringerung der Anzahl der Fehler beim Aufblasen abzielt (Reißen von Kanälen oder lokales Fehlen von Deformation).

Den Feststellungen der Antragstellerin zufolge können mit den vorhandenen Fertigungslinien keine Platten und vor allen keine Platten mit einseitig integrierter Schaltung mit starken mechanischen Merkmalen hergestellt werden. Im übrigen ist es wünschenswert zu gewährleisten, dass die geformten Platten vor dem Aufblasen keine erheblichen Fehler aufweisen.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein kontinuierliches Fertigungsverfahren für Roll-Bond-Platten vorzustellen, das für die Herstellung von Platten mit einseitig integrierter Schaltung geeignet ist, die starke mechanische Merkmale haben.

Gegenstand der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Platten aus Aluminium mit einseitig vorgesehener integrierter Schaltung, umfassend die Oberflächenvorbereitung zweier Bleche aus Aluminiumlegierung, das Auftragen auf eines der Bleche einer das Schweißen in reservierten, dem Schaltungsmuster entsprechenden Bereichen verhindernden Farbe, das Verbinden der Bleche miteinander durch Aufeinanderwalzen und die Expansion der den nicht geschweißten Bereichen entsprechenden Kanäle mit Hilfe einer Druckflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Bleche aus einer Legierung der Serie 1000 und das andere aus einer Legierung ist, die Eisen und Mangan enthält, wobei Fe + Mn > 0,8 Gew.-% und vorzugsweise > 1, ja sogar 1,5 % betragen. Die Eisen-Mangan-Legierung wird vorzugsweise durch kontinuierliches Stranggießen der Bänder zwischen zwei gekühlten Walzen hergestellt.

Beschreibung der Zeichnungen

Die einzige Figur zeigt den rekristallisierten Anteil für stranggegossene Bleche aus Legierungen 1050, 3003, 8040 und 8006 in Abhängigkeit von der Glühtemperatur.

Beschreibung der Erfindung

Die Antragstellerin hat festgestellt, dass die üblicherweise zur Herstellung von zweiseitigen Roll-Bond-Platten eingesetzten Legierungen verwendet werden können, und vor allem die in dem obig genannten Buch „L'aluminium", Band 1 „Production – Propriétés -Alliages – Fabrication des demi-produits – Fabrications annexes" offengelegten. Zur Herstellung von einseitigen Platten ist es notwendig, wie in Patent FR 1347949 angegeben, dass sich beim Aufblasen der Kanäle eine der Seiten leichter deformiert als die andere. Demnach verwendet man für die beiden Seiten des Verbundbandes zwei unterschiedliche Legierungen, eine härtere, die die glatte Seite bildet, und eine andere weniger harte, die sich beim Aufblasen deformiert, um die Kanäle der Schaltung auszubilden. Es ist beispielsweise bekannt, die Kombination der Legierungen 1050 und 8040 zu verwenden (gemäß der Benennung der Aluminium Association). Jedoch hat die Antragstellerin bei ihren Versuchen festgestellt, dass es besser ist, für die ebene Seite ein Band aus einer Legierung zu verwenden, die Eisen und Mangan enthält, wobei Fe + Mn > 0,8 Gew.-% und vorzugsweise > 1 %, ja sogar 1,5 % beträgt. Ein Beispiel einer Legierung dieser Art ist die Legierung 8006, deren Zusammensetzung lt. Eintragung bei der Aluminium Association folgendermaßen ist (in Gew.-%):

Si < 0,40 Fe: 1,2-2,0 Cu < 0,30 Mn: 0,30-1,0 Mg < 0,10 Zn < 0,10

Das Band aus einer Eisen-Mangan-Legierung wird vorzugsweise durch Band-Stranggießen hergestellt, und insbesondere durch Stranggießen zwischen zwei gekühlten Walzen, zum Beispiel mit einer Maschine Jumbo 3CTM von Pechiney Aluminium Engineering. Es ist bekannt, dass Legierungen, die Mangan und/oder Eisen enthalten und die durch Stranggießen hergestellt werden, nach einigen Kaltwalzgängen unmittelbar nach dem Gießen, d. h. ohne Homogenisierung des gegossenen Bandes, eine feinkörnige Mikrostruktur aufweisen, die gegenüber Rekristallisierung beständiger ist bei den gleichen Legierungen, die aus Walzplatten hergestellt wurden. Die Merkmale der Mikrostruktur derartiger Bänder, die durch Stranggießen hergestellt wurden, sind in der Literatur beschrieben, insbesondere in den Artikeln von M. Slámová et al.: „Differences in Structure Evolution of Twin-Roll Cast AA8006 and AA8011 Alloys during Annealing", erschienen in der Zeitschrift Materials Science Forum, Ausgaben 331–337 (2000), S. 829–834; „Impact of As-Cast Structures on Structure and Properties of Twin-Roll Cast AA8006 Alloy", erschienen in der Zeitschrift Materials Sciences Forum, Ausgaben 331–337 (2000), S. 161–166; „Response of AA 8006 and AA 8111 strip-cast cold rolled alloys to high temperature annealing", erschienen in den Protokollen des Kongresses ICAA6, Band 2, S. 1287–1292; „Phase Transformation Study of Two Aluminium Strip-Cast Alloys", erschienen in den Protokollen des Kongresses ICAA6, Band 2, S. 897–902, an eine Nutzung zur Herstellung einer Roll-Bond-Platte vom Typ einseitig wurde jedoch noch nicht gedacht.

Nachfolgend wird in der Beschreibung das Band aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, auf das die das Schweißen verhindernde Farbe aufgetragen wird, mit „Band A" bezeichnet, das Band aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, das auf das Band A aufgebracht wird, mit „Band B", das Band, das aus den Bändern A und B gebildet wird, mit „Verbundband", und die Platten, die durch Zerschneiden des Verbundbandes entstehen, mit „Platten".

Das erfindungsgemäße kontinuierliche Verfahren zur Herstellung von Platten aus Aluminiumlegierung mit integrierter Schaltung von Typ einseitig umfasst die folgenden Schritte:

  • a) Versorgung der Fertigungslinie mit den Bändern A und B,
  • b) Strecken der Bänder A und B,
  • c) Bürsten der Bänder A und B (optional),
  • d) Auftragen der das Schweißen verhindernden Farbe auf das Band A,
  • e) Qualitätskontrolle dieses Auftragens,
  • f) Vorwärmen der Bänder A und B,
  • g) Bildung eines Verbundbandes durch Walzen des Bandes A mit der Farbe und des Bandes B,
  • h) Glühen des Verbundbandes in einem Ofen,
  • i) Abkühlung des Verbundbandes,
  • j) Nachwalzen des Verbundbandes (optional),
  • k) Zerschneiden des Verbundbandes in Platten,
  • l) Beseitigung der Platten, auf denen das Trennmedium fehlerhaft aufgetragen wurde, was bei Kontrollen festgestellt wurde (optional),
  • m) Verbringung der Platten in eine mehretagige Aufblaspresse,
  • n) vorzugsweise gleichzeitiges Aufblasen aller Platten auf allen Etagen,
  • o) Herausnehmen der Platten aus der Presse und Stapeln zu Verpackungszwecken. Die Versorgung der Bänder A und B kann durch zwei Abwickelvorrichtungen erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die beiden Abwickelvorrichtungen mit jeweils einer mobilen Anstückvorrichtung versehen, wodurch die Bänder A und B gewechselt werden können, ohne den Durchlauf der Bänder durch die Fertigungslinie zu unterbrechen.

Die Bänder sollten vorteilhafterweise entfettet werden, bevor sie in die Fertigungslinie einlaufen, zum Beispiel durch ein Flammverfahren oder jedwedes andere, einem Fachmann bekanntes Verfahren.

Es ist vorteilhaft, die Oberflächen der Bänder A und B, die miteinander in Kontakt treten sollen, zu bürsten. Zu diesem Zweck eignen sich rotierende Bürsten mit Stahldrähten.

Das Auftragen der das Schweißen verhindernden Farbe auf das Band A kann durch Siebdrucktechniken erfolgen, die dem Fachmann bekannt sind. Die Qualitätskontrolle dieses Siebdrucks kann durch einen qualifizierten Bediener erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Qualität dieser Beschichtung vorzugsweise durch eine industrielle automatische Sichtvorrichtung überprüft, die in der Lage ist, schwerwiegende Fehler festzustellen und die Position fehlerhafter Schaltungen auf dem Band A zu bestimmen. Diese Vorrichtung nimmt das gedruckte Bild ab und vergleicht es mit einer als perfekt eingestuften Referenz. Mit diesem System können also vor dem Aufblasen der Schaltungen die Platten aussortiert werden, bei denen ein schwerwiegender Fehler festgestellt wurde.

Als Vorwärmofen kann jedweder, dem Fachmann bekannter kontinuierlicher Ofen verwendet werden, zum Beispiel ein Ofen mit direkter Flamme. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann in diesem Ofen die Temperatur so eingestellt werden, dass sie über die gesamte Länge der Bänder A und B in einem Intervall von maximal ±10 °C, vorzugsweise zwischen ±7 °C, und noch besser in einem Intervall von ±5 °C konstant bleibt.

Das Auftragen von Band B auf Band A kann in einer traditionellen Walze und vorzugsweise in einer Quartrowalze erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die beiden Zylinder, die mit dem Band in Kontakt treten, während des Walzens gebürstet. Zu diesem Zweck ist die im französischen Patent FR 2568495 offengelegte Bürstvorrichtung geeignet.

Zum Glühen des Verbundbandes kann jedweder, dem Fachmann bekannter Ofen verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann bei diesem Ofen die Temperatur so eingestellt werden, dass sie über die gesamte Breite des Bandes in einem Intervall von ±10 °C, vorzugsweise von ±7 °C, und noch besser in einem Intervall von ±5 °C konstant bleibt. Die Kühlung des Verbundbandes kann durch Aufsprühen eines beliebigen flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels erfolgen, vorzugsweise durch Beregnung mit Wasser.

Sollte es in diesem Stadium notwendig sein, das Verbundband nachzuwalzen, kann dieses Nachwalzen zum Beispiel mechanisch durch eine mehr oder weniger starke Bearbeitung zwischen zwei Lagen mechanischer Walzen erfolgen.

Das Zerschneiden des Verbundbandes in Platten kann mit Hilfe einer stationären Schere erfolgen. In diesem Fall ist es notwendig, einen Bandspeicher hinzuzufügen, damit das Schneiden ohne Unterbrechung des kontinuierlichen Banddurchlaufs erfolgen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine mobile Schere verwendet, die den Bandspeicher, der das Verbundband beschädigen könnte, überflüssig macht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden dann die Platten entfernt, bei denen während der Kontrolle festgestellt wurde, dass ihre Schaltungen fehlerhaft sind, bevor die Platten, deren Qualität als akzeptabel beurteilt wurde, in die Aufblaspresse weitergeleitet werden. Diese Weiterleitung erfolgt vorteilhafterweise durch Laden der Platten in einen Lift.

Danach werden die Platten mit Hilfe eines Roboters, zum Beispiel eines Roboters mit sechs Achsen, in die Presse weitergeleitet.

Die Aufblaspresse hat mehrere Etagen, vorzugsweise mindestens vier, und noch besser mindestens acht. In dieser Presse werden die Schaltungen mit Hilfe einer Druckflüssigkeit mittels einer Nadel aufgeblasen, die in den Aufblaskanal zwischen den beiden Seiten jeder Platte eingeführt wird. Die Platten in der Presse können nacheinander oder vorzugsweise gleichzeitig aufgeblasen werden. Zur Herstellung von einseitigen Platten wird gemäß Techniken, die dem Fachmann bekannt sind und zum Beispiel im vorgenannten Patent FR 2561368 beschrieben, auf die Seite, die der ebenen Seite gegenüberliegt, ein Gegendruck ausgeübt.

Die Platten werden vorteilhafterweise von einem Roboter aus der Presse genommen, zum Beispiel von einem Roboter mit sechs Achsen, der die aufgeblasenen Platte aus der Presse entnimmt und in einen Abwärtsförderer lädt, der die Platten auf eine Stapelvorrichtung verbringt, die die Platten stapelt, so dass. sie für den Versand verpackt werden können.

Bei einer bevorzugten Variante werden die Bänder A und B des Verbundbandes zentriert. Zum Beispiel ist die Zentrierung vor dem Einführen in den Walzenspalt nützlich.

Das zuvor beschriebene Verfahren kann vorteilhafterweise zur Herstellung von erfindungsgemäßen Roll-Bond-Platten für bekannte Kühlgeräte oder für andere Anwendungen des thermischen Austauschs oder Transfers angewendet werden. Es kann ebenfalls zur Herstellung von Platten mit struktureller Anwendung, wie zum Beispiel von Verstärkungen für Automobilkarosserien, eingesetzt werden.

Beispiel 1

Die Versorgung der Linie erfolgt durch eine mobile Anstückvorrichtung, wodurch die beiden Bänder A und B gewechselt werden können, ohne den Durchlauf der Bänder durch die Fertigungslinie zu unterbrechen. Dieser Wagen ist mit mobilen Schweißgeräten ohne Metallauftrag ausgestattet, mit denen die Verbindung zwischen den Bändern, die von zwei Metallhaspeln laufen, erfolgt.

Das Strecken der Bänder A und B erfolgt mittels einer motorisierten Walzenstreckvorrichtung.

Das Bürsten der Oberflächen der Bänder A und B, die miteinander in Kontakt treten sollen, erfolgt durch motorisierte Metallbürsten.

Der Schablonensiebdruck erfolgt in einem abgeschlossenen Raum unter Druck, wodurch Staubablagerungen und Fehler auf dem Band minimiert werden. Es werden Schirme verwendet, deren Siebstruktur und Drahtdicke an den gewünschten Druck angepasst werden; der Siebdruck wird durch Techniken durchgeführt, die dem Fachmann bekannt sind. Die Versorgung des Siebes mit Anti-Haftfarbe erfolgt automatisch und gewährleistet eine gute Homogenität der Farbmenge. Das Auswechseln der Schirme beim Wechseln der Serien erfolgt halbautomatisch und ohne die Linie anzuhalten. Nach dem Siebdruck wird auf das Band A am Ende der Motive ein zusätzlicher Farbfleck hinzugefügt; der besagte Fleck dient als Markierung für das Zerschneiden des Verbundbandes in Platten.

Die Qualität des Siebdrucks wird durch eine industrielle Sichtvorrichtung überprüft, die mit Linearkameras ausgerüstet ist. Alle Motive werden aufgenommen, bearbeitet und mit einem modellhaften Referenzbild verglichen. Mit dieser Vorrichtung können die Funktionsmaße der Motive überprüft und alle Fehler (wie zum Beispiel überflüssige Flecken, fehlende Farbe oder Ränder mit ungenauem Verlauf) festgestellt werden. Die Position der fehlerhaften Motive wird anhand eines Kontrollcomputers festgestellt, damit die Platten, die diese fehlerhaften Motive aufweisen, vor dem Aufblasen ausgesondert werden können.

Der Vorwärmofen ist ein Gas-Durchschubofen. Er setzt sich aus zwei Teilen zusammen, wodurch Band A und Band B nacheinander gewärmt werden können. Seine Leistung beträgt 1.800 kW. Die Temperatur des Bandes im Ofen beträgt typischerweise ca. 400 °C, kann aber in Abhängigkeit der verwendeten Legierungen bis 500 °C ansteigen. Der Ofen weist zweimal drei Heizzonen auf. Die Temperatur wird von einem Regulierungssystem konstant bei ±7 °C gehalten.

Die eingesetzte Walze ist eine Quatrowalze, mit der Walzkräfte um 1.400 Tonnen erzielt werden können, mit der Möglichkeit eines variablen Ausgleichs.

Der Glühofen ist ein Gas-Durchschubofen mit einer Leistung von 1.220 kW. Die Temperatur des Verbundbandes im Ofen beträgt typischerweise ca. 400 °C, kann aber in Abhängigkeit der verwendeten Legierungen bis 500 °C gehen. Der Ofen hat vier Heizzonen. Die Temperatur wird von einem Regulierungssystem konstant bei ±7 °C gehalten.

Das Nachwalzen des Verbundbandes erfolgt durch eine dem Fachmann bekannten Glättmaschine mit 17 variabel verschachtelten Walzen.

Ein Ultraschall-Sensor erfasst den Farbfleck, der während des Siebdruckschritts aufgebracht wurde, und löst das Zerschneiden des Verbundbandes in Platten durch eine mobile Schere aus. Die Platten werden in einen Lift verbracht und in Partien zu acht Stück mit einem Roboter in die Aufblaspresse geladen.

Die Aufblaspresse ist eine 2.500-t-Hydraulikpresse, mit der Platten auf allen Etagen gleichzeitig aufgeblasen werden können. Durch programmierte Zyklen können die Platten in Reihe aufgeblasen werden, wobei auf allen Etagen zusätzlich zum Aufblasdruck ein Gegendruck wirkt. Die Aufblaszyklen werden durch einen Computer gesteuert. Die Presse ist mit Vorrichtungen zur Feststellung von Abgängen beim Aufblasen ausgestattet, wodurch die dadurch festgestellten fehlerhaften Platten ausgesondert werden können.

Die Platten, deren Kanäle aufgeblasen wurden, werden von der Presse von einem zweiten Roboter mit sechs Achsen auf einen Abwärtsförderer entladen. Die Parameter des Verfahrens werden in Abhängigkeit der an mehreren Punkten der Linie gemessenen Durchlaufgeschwindigkeit korrigiert. Die Geschwindigkeit der Bänder A und B kann 15 m/min erreichen. Die Geschwindigkeit des Verbundbandes kann 30 m/min erreichen, bei einem Walzverhältnis von 2. Die verschiedenen Einstellungen der Linie werden automatisch von einer Produkt-Datenbank verwaltet. Die Breite der verwendeten Bänder kann 700 mm betragen.

Beispiel 2

Anhand des Verfahrens von Beispiel 1 wurden einseitige Roll-Bond-Platten hergestellt. Das Band A besteht aus der Legierung 8006, die sich wie folgt zusammensetzt (in Gew.-%):

Si = 0,28, Fe = 1,20, Cu = 0,024, Mn = 0,37, Mg = 0,0013, Ti = 0,017

und wurde im Stranggussverfahren gewalzt, ohne Homogenisierung des stranggegossenen Bandes vor dem Walzen. Die Dicke des Gussmaterials betrug 7 mm, und das gegossene Band wurde kalt auf 1,2 mm gewalzt und danach einem zweistündigen Erholungsglühen bei 220 °C ausgesetzt.

Das Band B besteht aus der Legierung 1050 bei einer Dicke von 1,26 mm und wurde durch Warmwalzen, gefolgt von einem Kaltwalzen der Walzplatten hergestellt.

Am Ausgang des Vorwärmofens betrug die Temperatur von Band A 480 °C und von Band B 380 °C. Das angewendete Walzverhältnis betrug 2. Das Verbundband wurde danach im Glühofen bei verschiedenen Temperaturen gemäß Tabelle 1 geglüht. In Tabelle 1 wird ebenfalls die Vickers-Härte der beiden Seiten nach dem Glühen angegeben.

Tabelle 1

Den Feststellungen der Antragstellerin zufolge stellt eine Glühtemperatur von 400 °C den besten Kompromiss dar zwischen der Anforderung nach Ebenheit und Aussehen der Oberfläche der ebenen Seite (begünstigt durch eine große Härte Band A-seitig) und der Anforderung nach ausreichender Formbarkeit der Platte zwecks Ermöglichung der Kanalaufblasung ohne Rissbildung (begünstigt durch eine geringe Härte Band B-seitig). Auf jeden Fall sollte die Band A-seitige Härte über 40 Vickers liegen und vorzugsweise mehr als 43 Vickers bzw. sogar 43 Vickers betragen.

Beispiel 3

Anhand des Verfahrens von Beispiel 1 wurden einseitige Roll-Bond-Platten hergestellt. Das Band A besteht aus der Legierung 8040, das aus Walzplatten hergestellt wurde. Die Dicke des Bandes A beträgt 1,26 mm, und es wurde einem 10-stündigen Erholungsglühen bei 250 °C ausgesetzt.

Das Band B besteht aus der Legierung 1050 und wurde durch Warm- und danach durch Kaltwalzen von Walzplatten hergestellt.

Beim Verlassen des Vorwärmofens betrug die Temperatur von Band A 480 °C und von Band B 380 °C. Das angewendete Walzverhältnis war 2. Das Verbundband wurde danach im Glühofen bei Temperaturen von 400 bzw. 440 °C geglüht. Die Härten der beiden Seiten nach dem Glühen sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Es ist festzustellen, dass man Band A-seitig geringere Härten erhält als im Beispiel 2 bei äquivalenten Bedingungen. Zur Erhöhung der Härte des Verbundbandes Band A-seitig kann die Glühtemperatur nicht wesentlich gesenkt werden, da die Rekristallisierung von 1050, wodurch dieser Legierung eine entsprechende Formbarkeit in der Aufblaspresse verliehen wird, unter den Bedingungen des Verfahrens nach Beispiel 1 einer Temperatur von mindestens 370 bis 380 °C bedarf.

Beispiel 4

Es wurde ein Laborversuch durchgeführt um zu überprüfen, dass die Bänder aus der Legierung 8006, die durch Strangpressen hergestellt wurden, eine höhere Beständigkeit gegenüber Rekristallisierung haben als die anderen, üblicherweise zur Herstellung von einseitigen Roll-Bond-Platten verwendeten Platten. Es ist bekannt, dass die Härte von rekristallisierten Bändern geringer ist als von nicht rekristallisierten Bändern, wobei zu beachten ist, dass es einer ausreichenden Härte bedarf, um ein Band als ebene Seite einer einseitigen Roll-Bond-Platte verwenden zu können; mit diesem Versuch kann also eine Vorauswahl der für diesen Zweck einsetzbaren Bänder getroffen werden.

Es wurden durch Kaltwalzen Bänder und Bleche aus den Legierungen 8040, 8006, 3003 und 1050 vorbereitet, die zur Herstellung von Roll-Bond-Platten verwendet werden können. Die Legierung 8006 wurde im Stranggussverfahren ohne Homogenisierung vorbereitet. Die Reduzierung beim Kaltwalzen betrug 2. Danach wurden die Bleche 15 s bei variablen Temperaturen von 380 bis 440 °C in Salzbadöfen geglüht, und danach wurde der rekristallisierte Anteil durch eine dem Fachmann bekannte metallografische Beobachtungstechnik bestimmt.

Auf dem Diagramm der Fig. ist feststellbar, dass die Bleche aus der Legierung 1050 bei relativ geringen Temperaturen (< 400 °C) stark rekristallisieren, wobei die Bleche aus der Legierung 8006 über den gesamten untersuchten Temperaturbereich überhaupt nicht rekristallisieren, was sich besonders für die Durchführung des Verfahrens nach Beispiel 1 anbietet.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung von Platten aus Aluminium mit einseitig vorgesehener integrierter Schaltung, umfassend die Oberflächenvorbereitung zweier Bleche aus Aluminiumlegierung, das Auftragen auf eins der Bleche einer das Schweißen in reservierten, dem Schaltungsmuster entsprechenden Bereichen verhindernden Farbe, das Verbinden der Bleche miteinander durch Aufeinanderwalzen und das Aufblasen der den nicht geschweißten Bereichen entsprechenden Kanäle mit Hilfe einer Druckflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die deformierte Seite aus einer Legierung der Serie 1000 und die ebene Seite aus einer Legierung besteht, die Eisen und Mangan enthält und wo Fe + Mn > 0,8 Gew.-% und vorzugsweise > 1 %.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Fe + Mn > 1,5 %.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung der ebenen Seite eine Legierung 8006 ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech der ebenen Seite durch Stranggießen von Bändern erzeugt wird.
  5. Platte aus Aluminiumlegierung mit einseitig vorgesehener integrierter Schaltung, umfassend eine ebene Seite und eine deformierte Seite, dadurch gekennzeichnet, dass die deformierte Seite aus einer Legierung der Serie 1000 und die ebene Seite aus einer Legierung besteht, die Eisen und Mangan enthält und wo Fe + Mn > 0,8 Gew.-%.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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