Werkstoffkundliche und verfahrenstechnische Einflüsse bei der Herstellung von Aluminium-Aerosolspraydosen
Research output: Thesis › Diploma Thesis
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2010. 110 p.
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TY - THES
T1 - Werkstoffkundliche und verfahrenstechnische Einflüsse bei der Herstellung von Aluminium-Aerosolspraydosen
AU - Taschauer, Michael
N1 - gesperrt bis null
PY - 2010
Y1 - 2010
N2 - Bei der Herstellung geformter Aerosolspraydosen aus Reinaluminium (AA 1050) kommt es vereinzelt zum plastischen Versagen des Werkstoffes unter Bildung einer lokalen Einschnürung. Die Fehlerhäufigkeit liegt zwischen 0,04% bis 0,1%. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Fehlerursache zu finden und Strategien zur Fehlervermeidung zu entwickeln. Zunächst wird die gesamte Prozesskette metallografisch untersucht und die Umformbarkeit des Aluminiums nach dem Fließpressen bewertet. Zusätzlich werden die tatsächlich bei der Einformung der Dosenkontur auftretenden Belastungen in der Dosenwand ermittelt und mit den zuvor gesammelten Ergebnissen verglichen. Weiters wird untersucht, wie die Herstellungsschritte Warm- bzw. Kaltwalzen und Gießen des Aluminiumbandes an der Rotary-Bandgießmaschine die Grenzumformbarkeit des Werk-stoffes beeinflussen. In metallografischen Untersuchungen konnten keine metallurgisch bedingten Fehler ermittelt werden und die Umformbarkeit des Materials nach dem Fließpressen ist erwartungsgemäß sehr niedrig. Die Messung der auftretenden Tangentialdehnungen beim Aufweiten des Dosenhalses zeigt, dass die Belastungen über den im einachsigen Zugversuch erreichbaren liegen. Bei einer Veränderung der Warm- und Kaltwalzgrade konnte festgestellt werden, dass eine höhere Verformung der Gussstruktur den Grenzumformgrad stärker beeinflusst als der Rekristallisationsgrad nach der Glühbehandlung. Eine gesteigerte Erstarrungsgeschwindigkeit der Aluminiumschmelze am Gießrad vergrößert die gerichtet erstarrten Randzonen an der Bandober- und Unterseite. Bei genügend rascher Wärmeableitung ist kein konstitutionell unterkühlter Schmelzenbereich vorhanden und die Ausbildung von Dendriten wird unterdrückt. Dadurch wird der Korngrenzenanteil und somit der Anteil ausgeschiedener Primärphasen verringert. Dies führt wiederum zu einer verbesserten Verarbeitbarkeit des Materials. Zur Verringerung der Fehlerhäufigkeit werden neue Kühlkonzepte beim Bandgießen sowie ein Überdenken des Formgebungsprozesses vorgeschlagen.
AB - Bei der Herstellung geformter Aerosolspraydosen aus Reinaluminium (AA 1050) kommt es vereinzelt zum plastischen Versagen des Werkstoffes unter Bildung einer lokalen Einschnürung. Die Fehlerhäufigkeit liegt zwischen 0,04% bis 0,1%. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Fehlerursache zu finden und Strategien zur Fehlervermeidung zu entwickeln. Zunächst wird die gesamte Prozesskette metallografisch untersucht und die Umformbarkeit des Aluminiums nach dem Fließpressen bewertet. Zusätzlich werden die tatsächlich bei der Einformung der Dosenkontur auftretenden Belastungen in der Dosenwand ermittelt und mit den zuvor gesammelten Ergebnissen verglichen. Weiters wird untersucht, wie die Herstellungsschritte Warm- bzw. Kaltwalzen und Gießen des Aluminiumbandes an der Rotary-Bandgießmaschine die Grenzumformbarkeit des Werk-stoffes beeinflussen. In metallografischen Untersuchungen konnten keine metallurgisch bedingten Fehler ermittelt werden und die Umformbarkeit des Materials nach dem Fließpressen ist erwartungsgemäß sehr niedrig. Die Messung der auftretenden Tangentialdehnungen beim Aufweiten des Dosenhalses zeigt, dass die Belastungen über den im einachsigen Zugversuch erreichbaren liegen. Bei einer Veränderung der Warm- und Kaltwalzgrade konnte festgestellt werden, dass eine höhere Verformung der Gussstruktur den Grenzumformgrad stärker beeinflusst als der Rekristallisationsgrad nach der Glühbehandlung. Eine gesteigerte Erstarrungsgeschwindigkeit der Aluminiumschmelze am Gießrad vergrößert die gerichtet erstarrten Randzonen an der Bandober- und Unterseite. Bei genügend rascher Wärmeableitung ist kein konstitutionell unterkühlter Schmelzenbereich vorhanden und die Ausbildung von Dendriten wird unterdrückt. Dadurch wird der Korngrenzenanteil und somit der Anteil ausgeschiedener Primärphasen verringert. Dies führt wiederum zu einer verbesserten Verarbeitbarkeit des Materials. Zur Verringerung der Fehlerhäufigkeit werden neue Kühlkonzepte beim Bandgießen sowie ein Überdenken des Formgebungsprozesses vorgeschlagen.
KW - Aluminium Aerosolspraydosen Umformbarkeit Fließpressen Bandgießen
KW - Aluminium Aerosol cans Formability Impact extrusion Strip casting
M3 - Diplomarbeit
ER -
