ALEACION DE ALUMINIO Y PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION DE UN PRODUCTO A BASE DE UNA ALEACION DE ALUMINIO.

Aleación de aluminio, en particular para el tratamiento según el procedimiento de extrusión,

caracterizada por

una composición, en % en masa, de:

Aleación de aluminio y procedimiento para la producción de un producto a base de una aleación de aluminio.

El invento se refiere a una aleación de aluminio, en particular para la elaboración según el procedimiento de extrusión y a un procedimiento para la producción a base de una de tales aleaciones de aluminio, siendo homogeneizada por calentamiento una pieza semiacabada producida a partir de la aleación de aluminio, y siendo llevada la pieza semiacabada homogeneizada a una temperatura de cementación y mediante una elaboración en caliente a la forma de un producto.

Se conocen desde hace mucho tiempo aleaciones de aluminio con diferentes propiedades y para finalidades de utilización muy diferentes en el sector de la elaboración de metales. A causa de su pequeña densidad, el aluminio es interesante fundamentalmente como metal en la construcción de medios de transporte, en particular en el caso de aquellos medios de transporte que deben de acelerar conjuntamente su propia masa, cuya masa determina conjuntamente por lo tanto de una manera decisiva el consumo de energía del medio de transporte. Por lo tanto, el aluminio tiene un interés creciente como material de trabajo en la construcción de vehículos automóviles y de aviones.

A la densidad ventajosamente pequeña del aluminio se le contraponen una pequeña resistencia mecánica y una fragilidad comparativamente alta (presenta un pequeño nivel del límite de estiramiento y una pequeña ductili- dad).

Estas propiedades del aluminio puro, que son desventajosas en particular para aplicaciones en el sector de las estructuras de carrocerías, se pueden evitar mediante pequeñas adiciones de sustancias en el caso de las aleaciones de aluminio, pudiéndose conseguir con ciertas aleaciones de aluminio unas resistencias mecánicas que se aproximan a las de un acero. Es conocido añadir aluminio en la región de unos pocos tantos por ciento, %, en masa en total de otros elementos, en particular metales, tales como p.ej. hierro, silicio, cobre, titanio, manganeso, etc.

La composición de la aleación de aluminio de por sí, así como también el tratamiento ulterior de la aleación de aluminio, tienen una influencia decisiva sobre cuales sean las propiedades de resistencia mecánica y de corrosión que tenga la aleación de aluminio. Unas pequeñas modificaciones en la composición de la aleación de aluminio pueden tener como consecuencia sorprendentes modificaciones en las propiedades mecánicas de la aleación de aluminio.

Presenta un interés creciente la utilización de aleaciones de aluminio para elementos de perfiles en el sector de las estructuras de carrocerías, por lo tanto en aquel sector en el cual en parte se deben absorber considerables fuerzas por las piezas estructurales, ya sea en el caso normal de funcionamiento o bien en el caso de producirse una deformación irreversible. En el último caso, el material no debe de ser frágil, y la coherencia del material debería conservarse en cualquier caso en pequeña escala al producirse la deformación, de manera tal que se puedan absorber grandes energías por medio de la deformación.

Junto a las propiedades de resistencia mecánica de una aleación de aluminio, que se pueden conseguir en particular mediante un apropiado tratamiento posterior, también presenta interés la elaborabilidad de la aleación de aluminio. Así, se conocen, por una parte, por ejemplo unas aleaciones maleables de aluminio, que son bien utilizables para la conformación en caliente y en frío, y, por otra parte, unas aleaciones para el moldeo por colada de aluminio, que son apropiadas para su utilización con procedimientos de moldeo por colada, pero pueden ser sometidas a un cambio de conformación solamente de una manera muy restringida. Otras aleaciones a su vez son apropiadas para el endurecimiento mediante recocido con envejecimiento y otras a su vez - según sea la composición - no lo son.

Es una misión del presente invento presentar una aleación de aluminio que sea apropiada para la elaboración en caliente y con la que se puedan conseguir unas tensiones de fluencia críticas, que cumplan los requisitos establecidos en la construcción de vehículos automóviles, en particular unas tensiones de fluencia críticas que esencialmente han de ser de más que 280 MPa. Es además una misión del invento presentar un procedimiento para la producción de un producto a base de una de tales aleaciones de aluminio, que cumpla estos requisitos.

El problema planteado por la misión mostrada se resuelve conforme al invento, en primer lugar y en lo esencial en el caso de la aleación de aluminio que está en cuestión, mediante el recurso de que la aleación de aluminio tiene los siguientes elementos de aleación, en la siguiente composición en % en masa:

Una tal aleación de aluminio es apropiada sobresalientemente para la elaboración en caliente y es tratable posteriormente de tal manera que se puedan conseguir sin dificultades unas tensiones de fluencia críticas R_p0,2 de más que 280 MPa. Constituye una ventaja especial también el hecho de que una de tales aleaciones de aluminio presenta unas propiedades extraordinariamente buenas en lo que se refiere a su elaborabilidad mediante un procedimiento de extrusión.

En una forma preferida de realización de la aleación de aluminio conforme al invento, los elementos de la aleación deben variar solamente en un pequeño intervalo de tolerancia, con lo cual las propiedades de resistencia mecánica se pueden conseguir con una mayor seguridad durante el proceso; a la inversa, los requisitos crecen incluso en el caso de la producción de la aleación de aluminio. Una tal aleación de aluminio contiene los elementos de aleación ya mencionados, que se presentan en los siguientes intervalos de tolerancia en % en masa:

En otras formas adicionales de realización del invento, se ha establecido como especialmente ventajoso que las proporciones individuales de los "demás componentes" constituyan menos que 0,1% en masa. Mediante estas condiciones marginales, se asegura que las - inevitables - impurezas de una determinada sustancia entren en una región que esté en situación de influir en conjunto sobre las propiedades materiales de la aleación de aluminio. Es ventajoso en particular que las proporciones individuales de los demás componentes constituyan incluso menos que 0,05% en masa, de manera muy preferida incluso menos que 0,02% en masa, en la aleación de aluminio.

Ya se ha señalado al comienzo que las propiedades materiales de una aleación de aluminio dependen no solamente de la composición de la aleación de aluminio como tal, sino también del tratamiento y de la elaboración de la pieza semiacabada que se compone de la aleación de aluminio.

El invento se refiere por lo tanto, además, a un procedimiento para la producción de un producto a base de una aleación de aluminio, estando estructurada la aleación de aluminio en la composición precedentemente mencio- nada.

En una forma preferida de realización del procedimiento, la pieza semiacabada que se compone de la aleación de aluminio, que se puede presentar por ejemplo en forma de pernos, es homogeneizada, siendo mantenida ella durante un período de tiempo esencialmente de 3 a 5 horas en el intervalo de temperaturas comprendidas entre 550ºC y 590ºC, en particular en el intervalo de temperaturas comprendidas entre 560ºC y 580ºC, siendo especialmente preferido que la temperatura, dentro de la fase de homogeneización, se ajuste fijamente en los intervalos indicados de tempera- turas.

La homogeneización se lleva a cabo preferiblemente de tal manera que la pieza semiacabada homogeneizada presente un tamaño de granos de menos que 150 µm o un tamaño de granos de G = 5 según la norma ASTM E112 (ASTM = American Society for Testing and Materials: una Organización internacional de normalización; la norma E112 se ocupa de un método normalizado para la determinación de los tamaños medios de granos en los casos de metales.

En otra forma preferida de realización del invento, la pieza semiacabada - homogeneizada - es llevada para la elaboración en caliente a una temperatura de cementación situada en el intervalo de esencialmente 450ºC a 500ºC, escogiéndose de manera preferida una temperatura de cementación en el intervalo de esencialmente 470ºC a aproximadamente 500ºC....

1. Aleación de aluminio, en particular para el tratamiento según el procedimiento de extrusión,

caracterizada por

una composición, en % en masa, de:

2. Aleación de aluminio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque los intervalos de tolerancia para las proporciones en % en masa son menores, a saber son de:

3. Aleación de aluminio de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque las proporciones individuales de los demás componentes son de menos que 0,1% en masa, en particular de menos que 0,05% en masa, de manera muy preferida de menos que 0,02% en masa.

4. Procedimiento para la producción de un producto a base de una aleación de aluminio, siendo homogeneizada por calentamiento una pieza semiacabada producida a partir de aleación de aluminio - por recocido con homogeneización -, siendo llevada la pieza semiacabada homogeneizada a la temperatura de cementación y mediante una elaboración en caliente a la forma de un producto,

caracterizado porque

la aleación de aluminio está estructura de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la pieza semiacabada - en particular en forma de pernos - es homogeneizada, siendo mantenida durante un período de tiempo de esencialmente tres a cinco horas en el intervalo de temperaturas comprendidas entre 550ºC y 590ºC, en particular en el intervalo de temperaturas comprendidas entre 560ºC y 580ºC, de manera preferida a una temperatura fija en los intervalos indicados de temperaturas.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la homogeneización de la pieza semiacabada conduce a un tamaño de granos de menos que 150 µm o según la norma ASTM E 112 a un tamaño de granos de G = 5 o más alto.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la pieza semiacabada, para la elaboración en caliente, es llevada a una temperatura de cementación comprendida en el intervalo de 450ºC a 500ºC, preferiblemente a una temperatura de cementación de esencialmente 470ºC a aproximadamente 500ºC.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque la elaboración en caliente de la pieza semiacabada se efectúa mediante extrusión, en particular a una velocidad de prensado en el intervalo de esencialmente 4 m/min a 10 m/min, en particular a una velocidad de prensado comprendida en el intervalo de esencialmente 6 m/min a 8 m/min.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque el producto, después de la elaboración en caliente, es enfriado con rapidez, en particular con un gradiente de temperaturas de por lo menos -20ºC/s, de manera preferida con un gradiente de temperaturas de por lo menos -40ºC/s, de manera muy preferida con un gradiente de temperaturas de por lo menos -50ºC/s.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el enfriamiento del producto se efectúa a una temperatura de esencialmente por debajo de 100ºC.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque el producto es finalmente endurecido, en particular por envejecimiento durante un período de tiempo de esencialmente 1 a 3 horas, de manera preferida de menos que dos horas, en un intervalo de temperaturas de esencialmente 190ºC a 210ºC, de manera preferida en un intervalo de temperaturas de esencialmente 200ºC a 210ºC, de manera preferida a una temperatura esencialmente fija en el intervalo indicado de temperaturas.

12. Utilización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, para la producción de un perfil extrudido en la construcción de estructuras de carrocerías.