USE OF A MIXTURE OF CAPITAL SCRAP, ORIGINATING FROM ALUMINIUM CAST ALLOYS AND ALUMINIUM WROUGHT ALLOYS IN THE MANUFACTURE OF SEMI-FINISHED ROLLED PRODUCTS AND SEMI-FINISHED ROLLED PRODUCTS PRODUCED FROM SCRAP

Abstract: 1. The use of mixed aluminum scrap for aluminum casting alloys selected from the group consisting of AlSi, AlSiCu and/or AlSiMg and for wrought aluminum alloys selected from the group consisting of AlMn, AlMg, AlMgMn, AlZnMg, AlZnMgCu, AlMgSi and/or AlCuMg, said casting alloys having a weight ratio to said wrought alloys of from 1:1 to 2:1, and without addition of primary aluminum for the making of rolled aluminum intermediate products, comprising from 1 to 6% Si, 1 to 3% Mg, 0.5 to 3% Zn, 0.5 to 3% Fe, 0.3 to 2% Cu as well as up to 1% Mn, up to 0.2% Ti, up to 0.5% Cr and up to 0.5% Pb, Bi, Sn, the remainder aluminum.

Description: Verwendung von aus AluminiumguBlegierungen und Aluminiumknetlegierungen vermischten Altschrotten zur Herstellung von Walzhalbzeugen Die Erfindung betrifft die Verwendung vermischter Altschrotte zur Herstellung von Aluminiumwalzprodukten durch Strang- oder Bandgiessen von Walzbarren oder -platten und durch anschliessendes Warm- und Kaltwalzen. Aluminiumaltschrotte stammen aus verbrauchten Konsumgütern oder Maschinen, die entweder ganz aus Aluminiumlegierungen bestehen oder erhebliche Bestandteile aus Aluminium und seinen Legierungen enthalten. Diese aus Aluminium bestehenden Gebrauchsguter oder Maschinen oder deren Aluminiumteile können aus Aluminiumknetwerkstoffen durch Kalt- oder Warmformung oder aus Aluminiumgusswerkstoffen durch Formguss hergestellt sein. Wegen der Erfordernisse der verschiedenen Herstellungsverfahren unterscheiden sich die Zusammemsetzungen von Aluminiumknetlegierungen und Aluminiumgusswerkstoffen in grundsätzlicher Weise. Aluminiumknetwerkstoffe weisen hohe Legierungsgehalte von Mg, Mn und Zn auf, während Aluminiumgusswerkstoffe durch hohe Si- und häufig höhere Fe- und Cu-Gehalte gekennzeichnet sind. Bei einer Wiederverwendung solcher gebrauchter Aluminiumwerkstoffe werden deshalb die Schrotteile nach ihrer Einteilung in Knet- und Gusswerkstoffe getrennt gehalten, um in den erneuten Fertigungsgängen nach dem Einschmelzen Störungen in Umform- oder Giessprozessen zu vermeiden. Eine Sortierung der Altschrotte nach Werkstoffart muss vor dem Einschmelzen erfolgen. Da aber besonders Aluminiumgussteile häufig eingegossene oder anhaftende Fremdmetalle wie z.B. Eisen, Zink und Kupfer enthalten, kommt es auch bei Schrottschmelzchargen aus sortierten Altschrotten häufig zu Anreicherungen von störenden Metallen für den weiteren Fertigungsgang, die nur durch Verschneiden mit reinem Primäraluminium ausgeglichen werden können. Eine weitere Störquelle sind Gussteile aus Zink- oder Magnesiumlegierungen, die bei Sortiervorgängen schwer auszuscheiden sind und in den Schrottschmelzchargen zu unzulässig hohen Mg- oder Zn-Gehalten für die Weiterverwendung als Aluminium-Umschmelzgusslegierung führen. Zur Absenkung solcher überhöhten Mg- oder Zn-Gehalte dient ausser dem Verschneiden mit Primäraluminium die umweltunfreundliche Chlorierbehandlung oder eine energieaufwendige Vakuumbehandlung bei erhöhter Temperatur. Eine weitere Quelle ansteigender Mg- und Zn-Gehalte in Schrottschmelzcha'rgen ist der häufige Zusammenbau von Gebrauchsgütern und Maschinen aus Aluminiumknet- und Alumi niumgusswerkstoffen. Beispielsweise sind Motorblöcke und Zylinderköpfe sowie Getriebegehäuse häufig aus einer Aluminiumgusslegierung vom Typ AlSiCu, angebaute Nebenaggregatgehäuse aus Zn-Druckguss hergestellt, Fahrwerksteile, Beplankungen im Karosseriebereich bestehen jedoch aus Aluminiumknetlegierungen der Typen AlMgSi oder Alu95. ähnliches gilt für Grosshaushaltsgeräte, bei denen Aluminiumgussteile und Beplankungen, Verblendungen und Verzierungen aus Aluminiumknetlegierungen gemein-sam verarbeitet sind. Um eine wirtschaftliche Schrottzerkleinerung zu erreichen und um eingebaute Eisenteile aus Aluminiumgussstücken zu entfernen, kann Aluminium-Altschrott einem Schredderverfahren mit anschliessender Magnetabscheidung zur Eisenteileentfernung unterworfen werden. Das Produkt solcher Zerkleinerungsverfahren ist kleinteiliger Schredderschrott, in dem ursprüngliche Aluminiumknet- und Aluminiumgusswerkstoffe vermischt und nicht mehr unterscheidbar vorliegen. Nach dem Einschmelzen solcher Schrotte müssen die oben genannten Verfahren des Verschneidens mit wertvollem Primäraluminium oder des Chlorierens angewandt werden, um wiederverwendbare Gusslegierungen herzustellen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Möglichkeit zur Verwendung vermischter Altschrotte aus gebrauchten Gussund Knetwerkstoffen unter Vermeidung der oben genannten Nachteile zu finden. Wie aus DIN 1725 Teil 1 hervorgeht, werden Aluminiumknethalbzeuge und damit auch Walzhalbzeuge aus speziellen Legierungen sehr enger und definierter Zusammensetzung gefertigt, wobei ihre Eigenschaften von Art und Menge der darin enthaltenen Legierungsbestandteile abhängen. Oberraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass aus einer aus unverschnittenen Altschrotten erschmolzenen Legierung völlig unkonventioneller Zusammensetzung gefertigte Bleche über ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit und vor allem Umformbarkeit beim Rollformen oder Tiefziehen verfügen. Damit wird eine sinnvolle und wirtschaftliche Verwendung solcher aus Guss- und Knetwerkstoffen vermischten Altschrotte zur Herstellung von Blechen und Bändern ermöglicht. Die Herstellung der Bleche, Platten oder Bänder erfolgt durch Zusammenschmelzen von Altschrotten aus Aluminiumgussle gierungen und Aluminiumknetlegierungen ohne Zusatz von Primäraluminium zu einer Legierung mit Gehalten von 1 bis 6 X Si, 1 bis 3 X Mg, 0,5 bis 3 % Zn, 0,5 bis 3 % Fe, 0,3 bis 2 % Cu sowie bis zu 1 % Mn, bis zu 0,2 % Ti, bis zu 0,5 % Cr und bis zu 0,5 % Pb, Bi, Sn. Die Legierungsschmeize wird erfindungsgemäss vor dem Abgiessen 1 bis 2 Stunden bei minde 0 stens 730 C gehalten und mit einer Einlauftemperatur von mindestens 7100C abgegossen. Die Walzbarren werden 12 bis 24 Stunden bei 4900C geglüht und anschliessend in üblicher Weise warm und kalt auf die gewünschte Endstärke abgewalzt. Es ist vorteilhaft, dass Gusslegierungsschrotte vom Typ AlSi, AlSiCu, AlSiMg mit Knetlegierungsschrotten vom Typ AlMn, AlMg, AlMgMn, AlZnMg, AlZnMgCu, AlMgSi und/oder AlCuMg im Massenverhältnis 1 : 1 bis 2 : 1 zusammengeschmolzen werden. Eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Altschrotte in einem Schredderverfahren mit nachgeschalteter Magnetabscheidung aufbereitet werden. Durch die erfindungsgemässe Verwendung können solche Schmelzen aus vermischten Altschrotten in vorteilhafter Weise ohne die kostspieligen und umweltunfreundlichen Massnahmen des Verschneidens mit Primäraluminium oder des Chlorierens nutzbar gemacht werden zur Herstellung von Platten, Blechen oder Bändern mit guten Gebrauchseigenschaften. Durch Halten solcher Schmelzen aus vermischten Altschrotten auf einer Temperatur von mindestens 730 0C über eine Zeit von 1-2 Stunden und durch Stranggiessen zu Walzbarren oder -platten mit Einlauftemperaturen in die Giesseinrichtung von mindestens 710 0C erhält das Stranggussgefüge eine für das nachfolgende Walzen zu Blechen besonders geeignete Struktur. Die für weitere Fertigungsgänge zur Herstellung von Blech teilen durch Kaltumformung notwendige Umformbarkeit z.B. beim Rollformen oder Tiefziehen wird durch diese Behandlung der Altschrottlegierungsschmelzen ebenfalls günstig beein flusst. Bleche aus auf diese Weise hergestellten Walzbarren zeigen wegen der für Knetwerkstoffe ungewöhnlichen Zusammensetzung eine erhöhte Korrosionsempfindlichkeit. Der Korrosionsschutz kann in gewohnter Weise durch eine Lackierung oder Beschichtung geschaffen werden. Vorteilhafter ist es erfindungsgemäss jedoch, wenn beim Auswalzen der Walzbarren aus solchen Schrottlegierungsschmelzen eine Walzplattierung von beidseitig 5 bis 10 % mit Al1,5 auf der Basis von Al 99,8 oder reiner vorgenommen wird. Elektrochemische Untersuchungen der Korrosionspotentiale an den erfindungsgemässen Legierungsblechen aus vermischten Altschrotten und an Plattierwerkstoffen und an Kurzschlusselementen aus diesen Legierungsblechen und verschiedenen Plattierwerkstoffen haben ergeben, dass AlZn1,5 auf der Basis Al 99,8 oder reiner einen optimalen Korrosionsschutz sowohl durch Abdeckung der Blechoberfläche als auch durch elektrochemische Wirkungen durch die sich einstellende Potentialdifferenz zwischen Kernwerkstoff und Plattierschicht gewährleistet. Beispiel 1 Es wurden Walzbarren aus einer Schmelze von vermischten Altschrotten im Stranggiessverfahren abgegossen, nachdem die Legierungsschmelze zwei Stunden auf einer Temperatur von 730 0C gehalten wurde. Die Einlauftemperatur in die Walzbarrenkokillen wurde während des Stranggiessens auf 710ob eingestellt. Die Walzbarren hatten folgende Zusammensetzung in Masseprozenten: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 4,90 0,94 0,92 0,31 1,0 0,15 0,50 0,035 Die Walzbarren wurden einer 12-stündigen Glühbehandlung bei 4900C unterworfen. Das Warmwalzen erfolgte mit einer Ausgangstemperatur von 46OOC. Beim Warmwalzen wurde eine Plattierschicht aus Al 99,8Zn1,5 beidseitig von 10 % der Blechdicke aufgebracht. Anschliessend wurde das plattierte Warmband kalt an Enddicke gewalzt. Die Festigkeitswerte wnd einige Umformkennwerte in verschiedenen Zuständen sind in Tafel 1 zusammen mit denen des Beispiels 2 angegeben. Beispiel 2 Es wurden Walzbarren aus einer zweiten Schmelze von ver- mischten Altschrotten im Stranggiessverfahren abgegosseni nachdem die Legierungsschmeize zwei Stunden auf einer Temperatur von 730 0C gehalten wurde. Die Einlauftemperatur in die Walzbarrenkokillen wurde während des Stranggiessens auf 7aQOC eingestellt. Diese Walzbarren wiesen folgende Zusammensetzung in Masseprozenten auf: Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 1,07 1,10 1,08 0,25 2,8 0,16 2,63 0,03 Die Walzbarren wurden einer 24-stündigen Glühbehandlung bei 4900C unterworfen. Das Warmwalzen erfolgte mit einer Ausgangstemperatur von 4600 C. Beim Warmwalzen wurde eine Plattierschicht aus Al99,8Zn1,5 beidseitig von 10 % der Blechdicke aufgebracht. Anschliessend wurde das plattierte Warmband kalt an Enddicke gewalzt. Die Festigkeitswerte und einige Umformkennwerte in verschiedenen Zuständen. sind in Tafel 1 zusammen mit denen des Beispiels 1 angegeben. Tafel 1: Festigkeits- und Umformkennwerte von Blechen mit 1,2 mn Dicke aus den Schrottlegierungsschmelzen der Beispiele 1 und 2 Zustand Beispiele Beispiele Beispiele Beispiele Beispiele 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 R(N/mm2) Rm(N/mm2) A5(%) n Erichsen tiefung (mm) Walzhart 260 290 280 310 5 4 - H14,halbhart 215 248 235 268 7 8 - 7 5 Weich 85 80 170 200 27 24 0,18 0,22 10 10 geglüht 5300C 108 102 262 259 22 25 0,28 0,30 8 10 abgeschreckt warmausgehäOr- 345 310 390 400 12 17 0,07 0,13 6 7 tet,24hl70 C Die Bleche aus beiden Beispielen wiesen im weichen wie im lö sungsgeglühten und abgeschreckten Zustand eine gute Umformbar keit auf, wie aus dem Verfestigungsexponenten n und der Erich sentiefung zu ersehen ist, und erreichten nach Warmaushärtung hohe Festigkeitswerte. Das Korrosionsverhalten solcher plattierter Bleche aus Schrott legierungsschmelzen erwies sich als sehr gut. Die Bleche eigne ten sich gut zur anodischen Oxidation, um dekorative Blechober flächen zu schaffen. Die auf diese Weise hergestellten Walzhalbzeuge können infolge ihrer guten Eigenschaften für zahlreiche Anwendungsgebiete, beispielsweise im Bauwesen (Fassaden), Fahrzeugbau (Beplan -kungen, Karosserieteile) oder für andere Zwecke eingesetzt werden.

Claims: Patentansprüche 1. Verwendung von aus Aluminiumgusslegierungen vom Typ AlSi, AlSiCu und/oder AlSiMg und Aluminiumknetlegierungen vom Typ AlMn, AlMg, AlMgMn, AlZnMg, AlZnMgCu, AlMgSi und/ oder AlCuMg im Verhältnis 1 :1 bis 2 : 1 ohne Zusatz von Primäraluminium vermischten Altschrotten zur Herstellung von Walzhalbzeugen mit einer Zusammensetzung von 1 bis 6 % Si, 1 bis 3 % Mg, 0,5 bis 3 % Zn, 0,5 bis 3 % Fe, 0,3 bis 2 % Cu sowie bis zu 1 % Mn, bis zu 0,2 % Ti, bis zu 0,5 % Cr und bis zu 0,5 % Pb, Bi, Sn, Rest Alu mini um. 2. Verwendung von Altschrotten zur Herstellung von Walz halbzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Altschrotte in einem Schredderverfahren mit nachge schalteter Magnetabscheidung aufbereitet werden. 3. Herstellung von Walzhalbzeugen aus Altschrot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierungs schmelze zunächst 1 bis 2 Stunden bei mindestens 7300 C gehalten, mit einer Einlauftemperatur von mindestens 710 0C im Stranggussverfahren zu Walzbarren oder Bändern vergossen wird und diese 12 bis 24 Stunden bei 490ob ge glüht und anschliessend in üblicher Weise warm und kalt gewalzt werden. 4. Aus Altschrotten hergestellte Walzhalbzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie beidseitig mit 5 bis 10 % AlZn1,5, hergestellt auf der Basis Al 99,8 oder reiner, walzplattiert werden.

Inventors: GRUHL, WOLFGANG, PROF. DR., LOSSACK, EDGAR, DR.
Applicants: VEREINIGTE ALUMINIUM-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: C22C21
IPC codes: C22C21, C22C1, C22F1