DE102020119466A1

DE102020119466A1 - Aluminiumlegierung und Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumlegierung

Info

Publication number: DE102020119466A1
Application number: DE102020119466.8A
Authority: DE
Inventors: Markus TOMASINI; Wolfgang Zoyke
Original assignee: NUSSBAUM MATZINGEN AG
Current assignee: NUSSBAUM MATZINGEN AG
Priority date: 2020-07-23
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2022-01-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung bestehend aus: 0,25 bis 0,60 Massen-Prozent Silizium, 0,50 bis 0,80 Massen- Prozent Eisen, 0,15 bis 0,20 Massen- Prozent Kupfer, 0,80 bis 0,85 Massen- Prozent Mangan, 0,10 bis 0,30 Massen- Prozent Magnesium, 97,25 bis 98,20 Massen- Prozent Aluminium. Die erfindungsgemässe Aluminiumlegierung eignet sich auf hervorragende Weise zur Herstellung von Aerosol- und andere Monoblock-Dosen, insbesondere für Dünnwanddosen und sogenannte lightweight cans (LWC) oder Tuben.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Aluminiumlegierung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumlegierung nach Anspruch 2. Die Eigenschaften von Aerosol- und andere Monoblock-Dosen oder Tuben werden insbesondere von der verwendeten Aluminiumlegierung beeinflusst.
Stand der Technik
Aluminiumlegierungen sind bereits in vielfältiger Zusammensetzung bekannt und gebräuchlich. So wird beispielsweise in der DE 10 2018 215 243 A1 eine Aluminiumlegierung, ein Halbzeug, eine Dose, ein Verfahren zur Herstellung eines Butzens, ein Verfahren zur Herstellung einer Dose sowie auf eine Verwendung einer Aluminiumlegierung offenbart.
Weiterhin ist aus der DE 600 02 990 T2 eine extrudierbare und ziehbare, hochkorrosionsbeständige Aluminiumlegierung bekannt, die günstige mechanische Eigenschaften insbesondere beim Biegen und der Endformgebung aufweist.
Auch aus der EP 1 064 413 B1 ist eine Aluminiumlegierung für Aerosoldosen zum Fließpressen von Butzen und anschliessendem Ziehen bekannt.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Insbesondere soll eine Aluminiumlegierung bereitgestellt werden, die es erlaubt direkt aus 100 prozentigem PCR-Aluminium (Post Consumer Recycled), also Aluminiumschrott, eine Aluminiumlegierung herzustellen. Dabei soll die Aluminiumlegierung vorzüglich für die Herstellung von Aerosol- und andere Monoblock-Dosen, insbesondere für Dünnwanddosen und sogenannte lightweight cans (LWC), oder Tuben geeignet sein. Dabei sollen die für Aerosol- und andere Monoblock-Dosen oder Tuben notwendigen Festigkeiten einerseits, aber auch die andererseits wesentlichen Rückstelleigenschaften durch die Aluminiumlegierung erreicht oder übertroffen werden, so dass ein jeweils sicheres und anwendungsorientiertes Behältnis für den jeweiligen Inhalt, beispielsweise im Kaltfliesspressverfahren, hergestellt werden kann.
Aerosoldose und andere Monoblock-Dosen sind vorwiegend Dosen zum Versprühen von Flüssigkeiten oder halbflüssigen Medien in Form eines Aerosols. Monoblock-Dosen können auch ein Gewinde aufweisen und für den Einsatz mit Pumpsystemen geeignet sein. Mit Monoblock-Dosen sind auch Gewürz- und Streudosen, Pillen-Dosen und Aluminiumtuben gemeint.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach dem Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 2. Dabei wird eine Aluminiumlegierung und eine Verfahren zur Herstellung dieser Aluminiumlegierung offenbart. Die erfindungsgemässe Aluminiumlegierung eignet sich auf hervorragende Weise zur Herstellung von Aerosol- und andere Monoblock-Dosen oder Tuben.
Die erfindungsgemässe Aluminiumlegierung charakterisiert sich durch folgende Massenanteile die in Prozent angegeben sein. Die prozentualen Massenanteile sind daher jeweils auf die Gesamtmasse der Aluminiumlegierung bezogen.
Die erfindungsgemässe Aluminiumlegierung besteht aus:

0,25 bis 0,60 Massenprozent Silizium,
0,50 bis 0,80 Massenprozent Eisen,
0,15 bis 0,20 Massenprozent Kupfer,
0,80 bis 0,85 Massenprozent Mangan,
0,10 bis 0,30 Massenprozent Magnesium,
97,25 bis 98,20 Massenprozent Aluminium.

Die vorliegende Aluminiumlegierung erlaubt es für den Massenprozentanteil des notwenigen Aluminiums (97,25 bis 98,20 Massenprozent), Aluminiumschrott, beispielsweise direkt vom einer Wertstoffsammlung, zu verwenden, so dass auf das bisher zur Herstellung von Aluminiumlegierungen eingesetzte Reinaluminium aus Erstfertigung verzichtet werden kann. Dabei wird der Aluminiumschrott lediglich vorsortiert, so dass sichergestellt wird, dass ungewünschte andere Stoffe oder Metalle nicht in die Verarbeitung gelangen.
Die erfindungsgemässe Aluminiumlegierung weist dabei eine hervorragende Festigkeit sowie ein ausserordentlich gutes Rückstellverhalten auf.
Zur Herstellung der erfindungsgemässen Aluminiumlegierung sind folgende Verfahrensschritte vorzunehmen:

1. Vorsortierung des Aluminiumschrotts.
2. Voreinschmelzung des Aluminiumschrotts.
3. Danach werden die Legierungsbestandteile Eisen mit 0,50 bis 0,80 Massen-%, Kupfer mit 0,15 bis 0,20 Massen-%, Mangan mit 0,80 bis 0,85 Massen-% und Magnesium mit 0,10 bis 0,30 Massen-% auf die gewünschten anteiligen Legierungskomponenten optimiert.
4. Mit der Beimischung eines Siliziumanteils von 0,25 bis 0,60 Massen-% werden die gewünschten Produkteigenschaften der Aluminiumlegierung erreicht, welche für die Weiterverarbeitung im Kaltfliesspressverfahren notwendig sind.

Durch die Zugabe von Silizium, d. h. die Verwendung von Silizium zur Herstellung der Aluminiumlegierung mit einem Anteil zwischen 0,25 bis 0,60 Massenprozent, kommt es auf vorteilhafterweise zu einer Mischkristallhärtung. Diese führt bei den angegebenen Massenprozentanteilen dazu, dass das Rückstellverhalten und die Festigkeit der Aluminiumlegierung in einem optimalen Verhältnis zueinander stehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018215243 A1 [0002]
DE 60002990 T2 [0003]
EP 1064413 B1 [0004]

Claims

Aluminiumlegierung bestehend aus: 0,25 bis 0,60 Massen-Prozent Silizium, 0,50 bis 0,80 Massen- Prozent Eisen, 0,15 bis 0,20 Massen- Prozent Kupfer, 0,80 bis 0,85 Massen- Prozent Mangan, 0,10 bis 0,30 Massen- Prozent Magnesium, 97,25 bis 98,20 Massen- Prozent Aluminium.
Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumlegierung in folgenden Schritten: - Vorsortierung von Aluminiumschrott, - Voreinschmelzung des vorsortierten Aluminiumschrotts, - Hinzugabe folgender Legierungsbestandteile 0,50 bis 0,80 Massen- Prozent Eisen, 0,15 bis 0,20 Massen- Prozent Kupfer, 0,80 bis 0,85 Massen- Prozent Mangan und 0,10 bis 0,30 Massen- Prozent Magnesium zu dem vorgeschmolzenen Aluminium, - Beigabe von Silizium im Höhe von 0,25 bis 0,60 Massen- Prozent.