Glühen und Wärmebehandlung von Metallen: Vergleich zwischen Glockenglühen (BA) und Durchlaufglühen (CA)

Das Glühen ist eine grundlegende Wärmebehandlung in der Metallverpackungsindustrie, deren Hauptziel darin besteht, die Duktilität des Stahls nach dem Kaltwalzprozess durch Rekristallisation des Materials wiederherzustellen. Es gibt zwei vorherrschende Methoden des Glühens: Batch Annealing (BA) und Continuous Annealing (CA). Im Folgenden werden diese beiden Verfahren im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Materials verglichen.

Glühen in Campana (BA)

Das Glockenglühen ist ein diskontinuierliches Verfahren, bei dem mehrere unter einer Glocke gestapelte Coils in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 680°C über einen langen Zeitraum, der mindestens 85 Stunden betragen kann, erhitzt werden. Dieser Prozess gliedert sich in Phasen des Erhitzens, der Temperaturerhaltung und der Abkühlung unter einer Haube, gefolgt von einer beschleunigten Abkühlung an der frischen Luft.

In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften führt das Glockenglühen tendenziell zu einem Stahl mit einer niedrigeren Streckgrenze und einer höheren Dehnung, was sich in einer besseren Duktilität niederschlägt. Diese Stahlsorte wird für Anwendungen bevorzugt, die eine höhere Verformungsfähigkeit ohne Bruch erfordern, wie z.B. beim Tiefziehen.

Kontinuierliches Glühen (CA)

Beim kontinuierlichen Glühen hingegen wird das Stahlband im Kreislauf durch einen Ofen auf eine Temperatur von 630°C erhitzt, wobei jede Stelle des Materials mindestens 1,5 Minuten lang verbleibt. Dieser Prozess ist integriert und kontinuierlich und bietet mehrere Vorteile, wie z.B. die Verringerung von In-Prozess-Materialien und Vorlaufzeiten.

Kontinuierlich geglühter Stahl hat im Vergleich zu BA in der Regel eine höhere Streckgrenze und eine geringere Dehnung sowie eine geringere Neigung zum Ausfransen. Das liegt daran, dass der schnelle Glühzyklus die Bildung feiner gleichachsiger Körner fördert, was zu einem isotroperen Metall mit besseren mechanischen Eigenschaften führt. Darüber hinaus verbessert AC die Korrosionsbeständigkeit, da Elemente wie Kohlenstoff und Mangan nicht an die Oberfläche des Materials wandern können.

Vergleich und Schlussfolgerungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Glockenglühen die Duktilität und Dehnung fördert, während das kontinuierliche Glühen die Streckgrenze und die Homogenität der mechanischen Eigenschaften im gesamten Coil verbessert. Die Wahl zwischen den beiden Methoden hängt von den spezifischen Anforderungen des Endprodukts und dem erforderlichen Gleichgewicht zwischen Duktilität und mechanischer Festigkeit ab.

Das Glockenglühen eignet sich möglicherweise besser für Anwendungen, die eine höhere Duktilität erfordern, während das kontinuierliche Glühen vorzuziehen ist, wenn eine höhere Festigkeit und eine Gleichmäßigkeit der mechanischen Eigenschaften angestrebt wird. Beide Verfahren sind in der Metallverpackungsindustrie unerlässlich und müssen sorgfältig ausgewählt werden, um die Qualitäts- und Leistungsstandards des Endprodukts zu erfüllen.