AT124253B - Verfahren zum Überziehen von Metallgegenständen mit einem oder mehreren Metallen oder Legierungen. - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum   Überziehen   eines Metalles oder einer Metallegierung mit einem oder mehreren Metallen oder Legierungen. Der Zweck der Erfindung ist, eine bessere Ver- bindung zwischen dem Grundmetall und dem bzw. den   Überzugsmetallen   zu erzielen. 



   Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Verminderung der anzuwendenden Arbeitsleistung oder Energie durch die Verwendung von   hochfrequenten   elektrischen Strömen, die an der Oberfläche des zu   überziehenden Metalles   sowie des aufzubringenden Metalles eine intensive Hitze erzeugen, so dass zwischen den beiden Metallen ein Ineinanderfliessen oder eine Diffusion erfolgt, ohne dass die ganze Masse des zu überziehenden Grundmetalles bis auf die Legierungstemperatur erhitzt zu werden braucht, wodurch das Grundmetall in seiner Härte und in andern charakteristischen Eigenschaften nicht schädlich beeinflusst wird.

   Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Herstellung eines Überzuges aus einer Legierung von besonderen chemischen und mechanischen Eigenschaften auf einem Grundmetall geringerer Güte, wodurch die Dauerhaftigkeit und die Gebrauchseigenschaften der Gegenstände wesentlich verbessert und gleichzeitig wesentliche Ersparnisse durch die Verwendung eines billigeren Stoffes als inneren Teil des Gegenstandes erzielt werden. Wenn hohe mechanische Eigenschaften erforderlich sind, kann in bekannter Weise das Grundmetall aus Gusseisen oder Stahl und der Überzug z. B. aus Chrom oder Nickel bestehen. 



   Das Grundmetall wird vorzugsweise   zunächst   mit einem solchen Metall überzogen, welches eine Legierung mit dem Grundmetall bilden kann. Der überzogene Gegenstand wird dann in einem elektrischen Induktionsofen erhitzt, wobei die Temperatur bis z t einem Grade gesteigert wird, der genügt, dass die beiden Metalle ineinanderfliessen und an der Berührungsstelle ineinander diffundieren. Es ist bekannt, dass, je höher die Frequenz von in einer Masse aus leitendem Stoff induzierten Wirbelströmen ist, desto ausgesprochener auch der sogenannte Hautheizeffekt ist.

   Von dieser Erscheinung wird bei dem vorliegenden Verfahren Gebrauch gemacht, bei welchem die grösste Hitzeintensität unmittelbar an der Oberfläche geschaffen wird, d. h. an der   Zwischenfläche   zwischen dem Grundmetall und dem Überzugsmetall, wodurch die beiden Metalle bis oder bis nahe zum   Lsgierungspunkt   an dieser gemeinsamen Be-   rührungsfläche   gebracht werden, ohne dass die Masse des Grundmetalles irgendwie erhitzt wird, also praktisch bei gewöhnlicher Temperatur bleibt. Nur an der   Oberfläche   oder der Haut wird die Erhitzung erfolgen, so dass die Härte und andere Eigenschaften des Grundmetallfs nicht beeinflusst werden. 



   Beispielsweise wird ein Grundmetall aus Eisen oder Stahl mit Nickel oder Chrom durch Elektroplattieren überzogen und dann Induktionsströmen von 375 Perioden unterworfen. Der   Hautheizeffekt   wird alsdann genügend sein, um ein Ineinanderfliessen bzw. Legieren des Grundmetalles und des Überzugsmetalles ohne Überhitzen oder Enthärten des ganzen Gegenstandes zu bewirken. 



   Bei der Behandlung eines Stahlrohres mit einem   Aussendurel messer   von 25 mm und einer Wandstärke von 1'5 mm, welches mit einem Chromüberzug von   O'OOS M Stärke überzogen   wurde, wird in einem Ofen mit einer Leistung von 22-23 Kilowatt und einer Frequenz von 30.000 Perioden gearbeitet. 



  Die beste Diffusion oder Legierung wird bewerkstelligt, wenn das Rohr durch die Windung mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 14   nun   in der   Sekunde   gefördert wird. Derselbe Effekt wird erzielt, wenn man in einem Ofen mit 301 Kilowatt und nur 500 Perioden arbeitet, falls das Rohr durch die Windung 

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 mit einer Geschwindigkeit von 25 mm in der Sekunde bewegt wird. Je   grösser   die Energie ist, desto geringer kann die Frequenz gewählt werden. Behufs Plattieren von Grundmetallen mit andern können unterschiedliche Verfahren benutzt werden, beispielsweise das Elektroplattieren, Kaltschmieden, Eintauchen, Aufspritzen, Zerstäuben mit geschmolzenem Metall usw. 



   Das Erhitzen der Metalle kann in der atmosphärischen Luft, im Vakuum, in einem inerten oder in einem reduzierenden Gas erfolgen. Wenn das Metall sich nicht bei derjenigen verhältnismässig niedrigen Temperatur oxydiert, bei welcher die Oberflächenlegierung erfolgt, so ist es nicht erforderlich, den Gegenstand in einem inerten Gas einzubringen. Beispielsweise gibt elektroplattiertes Chrom beim Erhitzen etwa das 250fache seines Volumens Wasserstoff ab, welcher als Schutzgas dient. 



   Zwecks Herstellung von überzogenen Gegenständen von gewünschter Zusammensetzung können Schichten von verschiedenen Metallen auf ein-und demselben Grundmetall aufgebracht und miteinander verschmolzen und legiert werden ; z. B. kann ein Grundmetall von Gusseisen zunächst mit Chrom und dann mit Kobalt plattiert werden, wodurch bei der Behandlung mit hochfrequenten Induktionsströmen eine Chrom-Kobalt-Eisenlegierung auf der Oberfläche des Gusseisens entsteht. Ist das erste aufgebrachte Metall von niedrigerem Schmelzpunkt als das Grundmetall, so kann das Grundmetall, z. B.   Zink zunächst   mit Wismut oder Kadmium und dann mit Kupfer plattiert werden, wodurch eine Zink-Wismut-Kupferlegierung bzw. Zink-Kadmium-Kupferlegierung auf der Oberfläche erzeugt wird.

   Es kann bemerkt werden, dass die Überzüge um so gleichmässiger werden, je dünner die Überzugsschicht bzw. Schichten sind. 



   Wenn die Überzugsmetalle und das Grundmetall sich nicht ohne weiteres legieren, sondern nur das eine Metall in das andere eindringt bzw. einfliesst, so wird das vorliegende Verfahren nur benutzt, um das Vermengen und Ineinandergreifen des einen Metalles mit dem andern zu bewirken, wonach eine Wärmebehandlung in einem gewöhnlichen Ofen zwecks eigentlichen Legierens folgt. 



   Obwohl es empfehlenswert ist, hochfrequente Wechselströme zur Bewirkung des Hautheizeffektes zu benutzen, ist es auch möglich, intermittierenden Gleichstrom zu verwenden, bei welchem die Unterbrechungen genügend rasch aufeinanderfolgen. Das Verfahren kann für die Behandlung von Rohren, Platten, beliebig gestalteten Gegeständen usw. verwendet werden, indem man die Windung in Gestalt eines Kreises, einer flachen Schraubenfeder oder ähnlich ausbildet, um sie der Gestalt des Gegenstandes anzupassen und die induzierten Ströme auf die Oberfläche desselben zu konzentrieren. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Überziehen von   Metallgegenständen   mit einem oder mehreren Metallen oder Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmetall mit dem aufgebrachten Überzug durch die Heizwirkung hochfrequenter, nur auf der Oberfläche des Metallgegenstandes wirkender Induktionsströme vereinigt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Überziehen von Gegenständen aus Eisen oder Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass der zunächst mit Chrom und dann mit Kobalt plattierte Gegenstand der Erhitzung mit hochfrequenten Induktionsströmen an der Oberfläche unterworfen wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 zum Überziehen von Gegenständen aus Zink od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass der zunächst mit einem Metall von niedrigerem Schmelzpunkt als das Grundmetall, z. B. mit Wismut oder Kadmium und dann z. B. mit Kupfer plattierte Gegenstand, der Erhitzung mit hochfrequenten Induktionsströmen an der Oberfläche ausgesetzt wird, so dass ein Überzug aus einer ternären Legierung entsteht.