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Verfahren und Vorrichtungen zum Plattieren von Metallen und Legierungen.
Die Plattierarbeit hat bisher sehr grosse Schwierigkeiten bereitet. Bis in die neueste Zeit hat man versucht, für den Grossbetrieb brauchbare Verfahren zum Plattieren von Metallen und Legierungen zu finden, ohne dass es gelungen wäre, die wesentlichen Mängel der bekannten Verfahren zu überwinden.
So ist es auch ohne Erfolg geblieben, das Plattiergut zwecks Vermeidung von Oxydation in reduzierender Atmosphäre zu glühen und es dann zu plattieren. Auf dem Wege vom Glühofen bis zum Plattierwalzwerk und während des Plattieren trat eine schädliche Oxydation auf, die das Zustandekommen einer einwandfreien Schweissverbindung verhinderte. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass die verschiedenen Metalle oder Legierungen nicht nur in einer Schutzgasatmosphäre geglüht sondern auch plattiert werden. Hiebei können Bänder beliebiger Länge plattiert werden.
Man kann dieBänder aus den verschiedenen Metallen oder Legierungen vor dem eigentlichen Plattieren für sich auswalzen. Der hiebei entstehende Abfall ist nicht verunreinigt und daher wesentlich wertvoller als der bei den bekannten Verfahren entstehende Abfall.
Zur Durchführung des Verfahrens muss die Plattiervorriehtung, z. B. ein Plattierwalzwerk, mit einer Einrichtung versehen werden, die es gestattet, das Gut in einer reduzierenden Atmosphäre zu halten. So kann man das ganze Walzwerk in einen von reduzierenden Gasen erfüllen Raum bringen.
Es reicht aber auch aus, lediglich die Walzen und das durch sie hindurchtretende Gut mit diesem Gas zu umhüllen, sei es, dass entsprechende Kanäle vorgesehen werden, sei es, dass man die reduzierende Flamme aus dem Glühofen so weit herausschlagen lässt, dass sie bis in den Walzenspalt hineinreicht.
Das neue Plattierverfahren bietet weiter den Vorteil, dass man die Metalle bzw. Legierungen miteinander bei ihren günstigsten Temperaturen plattieren kann, selbst wenn die Schmelzpunkte und damit auch die günstigsten Schweisstemperaturen dieser Metalle und Legierungen weit auseinanderliegen. Früher hat man z. B. Eisen und Stahl mit Kupfer ohne allzu grosse Schwierigkeiten - was die eigentliche Verschweissung anbelangt-unter Verwendung von Knopfblechen plattieren können. Das Plattieren von Stahl und Eisen mit wesentlich niedriger schmelzenden Legierungen oder Metallen, wie z. B. Messing oder gar Aluminium, gelang aber nicht. Die günstige Schweisstemperatur von Eisen und Stahl liegt viel zu hoch, um es zu gestatten, Eisen und Stahl zusammen mit Messing oder gar Aluminium auf diese Schweisstemperatur zu erhitzen.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass man die miteinander zu verbindenden Metalle, z. B. ein Eisenband und ein Messingband, in verschiedenen Muffeln auf die für sie jeweils günstigste Temperatur erhitzt, um sie sodann im Plattierwalzwerk miteinander zu vereinigen. Hiebei wird eine vorzügliche Legierungsbildung erreicht, ohne dass der niedrigsehmelzende Teil des Gutes in seiner Güte beeinträchtigt wird. Man kann aber auch das Metall oder die Legierung, die auf eine höhere Temperatur gebracht werden sollen als die mit ihnen zu vereinigenden Teile, zusätzlich durch elektrische Widerstandserhitzung erwärmen. Man kann dann z. B. ein Stahlband, das auf jeder Seite mit einem Messingband plattiert werden soll, zusammen mit den Messingbändern in einer einzigen Muffel erhitzen.
Gleichzeitig leitet man durch das Stahlband einen elektrischen Strom, so dass durch die zusätzliche Widerstandserhitzung die günstigste Temperatur des Stahls erreicht wird, während die Ofentemperatur eine solche ist, dass das Messing auf seine günstigste Plattierungstemperatur kommt. Der Strom kann dem Metall auf bekannte Weise zugeführt werden, z. B. über Kontaktwalze, wobei unter Umständen auch das für das Zusammenschweissen benutzte Walzgerüst als Stromzuführung benutzt werden kann.
Bei der Ausführung des Verfahrens wird so gearbeitet, dass das in der Mitte befindliche Stahlband mit den aussen befindlichen Messingbändern erst unmittelbar vor den Walzen in Berührung
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kommt. Diese Bedingungen lassen sich leicht einhalten. Wird z. B. der Strom über Kontaktwalze zugeführt, so muss dafür gesorgt werden, dass wenigstens ein Pol nur mit dem zu'erhitzenden Metallband, im Ausführungsbeispiel dem Stahlband, in Berührung steht, gegen die andern Bänder aber isoliert ist. Benutzt man das Walzgerüst" als Stromzuführung, so ist der andere Pol zu isolieren. Dass die Bänder sich frühzeitig vor der Walze berühren, lässt sich leicht verhindern durch straffes Anspannen der Bänder, durch Führungsrollen, Trennungswände od. dgl.
Wenn gewünscht, kann man auch einen Teil der miteinander zu plattierenden Metalle oder Legierungen lediglich auf dem Wege der Widerstandserhitzung auf die Schweisstemperatur bringen.
Um zu verhindern, dass beim Plattieren von Bändern diese sich vor den Plattierwalzen gegeneinander verschieben und schief in das Walzwerk einlaufen, werden die Bänder erfindungsgemäss vor den Walzen abgebremst. Im allgemeinen genügt es, wenn nur die Bänder aus dem Plattierwerkstoff gebremst werden, während das den Kern bildende Band gewöhnlich nicht abgebremst zu werden braucht. Man kann die Bänder vor dem Walzwerk oder auch schon vor dem Glühofen abbremsen.
Zum Bremsen können die üblichen Reibungsbremsen, ein zweites Walzwerk, das gleichzeitig eine Kaltwalzung ausführen kann, oder auch Wirbelstrombremsen, deren Energie durch Vorwärmung des Bandes zum grössten Teil zurückgewonnen wird, verwendet werden. Die Bremswirkung ist jeweils den besonderen Eigenschaften des Gutes anzupassen, so dass im allgemeinen Bänder aus verschiedenem Metall bzw. verschiedenen Legierungen auch verschieden stark gebremst werden. Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für das Plattieren von Bändern. Sie hat aber auch sehr bedeutende Vorteile beim Plattieren von Platinen.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele besonders geeigneter Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Fig. 1 und 2 zeigen ein Duowalzwerk mit Glühofen zum einseitigen Plattieren im Aufriss und im Grundriss, Fig. 3 zeigt die Walzen nebst Kühlvorrichtung sowie die Austrittsschnauze des Glühofens für sich im Aufriss, Fig. 4 eine der Walzen in Draufsicht, Fig. 5 die Walzen eines Triowalzwerkes mit der Austrittsschnauze des Glühofens, Fig. 6 ein Duowalzwerk mit Glühofen zum Plattieren eines Kernbandes auf beiden Seiten im Aufriss, Fig. 7 einen Schnitt durch ein einseitig plattiertes Band in vergrössertem Massstab und Fig. 8 einen Schnitt durch ein auf beiden Seiten plattiertes Band, ebenfalls in vergrössertem Massstab. Von den Öfen sind in Fig. 1, 2 und 6 nur die.
Enden dargestellt, während der mittlere Ofenteil weggebroehen ist.
Die Anlage nach Fig. 1 besteht aus dem Walzwerk 1 und dem Glühofen 2, der in der Walzrichtung vom Walzwerk fort und zu ihm hin und ausserdem auch quer zur Walzrichtung bewegt werden kann. Die Längsbeweglichkeit des Ofens ermöglicht es, beim Anwärmen der Wände oder auch sonst, wenn nicht plattiert wird, den Ofen vom Walzwerk abzuziehen, so dass die Walzen während dieser Zeit nicht unnötig erhitzt werden. Die Querbeweglichkeit des Ofens hat Bedeutung für das Walzen von Platinen. Der Ofen wird zur Seite geschoben, um einen Rückstich zu ermöglichen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Bänder miteinander plattiert werden, wäre die Querbeweglichkeit des Ofens nicht erforderlich.
Zweckmässig wird am Ofen seitlich ein nicht dargestellter Rollgang angebracht, der die vom Walzwerk zurückkommende Platinen aufnimmt, wenn der Ofen inzwischen nach der Seite geschoben ist. Der Ofen 2 kann auf beliebige Weise, z. B. elektrisch oder durch Gas, beheizt werden. Er ruht auf Rädern 3, die auf Schienen 4 laufen. Mit dem Ofen 2 gekuppelt ist ein Wagen 5 mit Rädern 6, der die Haspel 7 und 8 trägt, auf denen die Bänder 9 und 10 aufgewickelt sind. Die Schienen 4 gehören zu einer Schiebebühne 11, die mittels Rädern 12 auf den quer zur Walzrichtung angeordneten Schienen 13 verschoben werden kann.
Das von dem Haspel 7 ablaufende Band 9 wird, bevor es in den Ofen 2 eintritt, durch eine
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über Umlenkrollen 16 und 17, bevor es zusammen mit dem Band 9 in das Mundstück 18 des Ofens 2 eintritt. In dieses Mundstück 18 werden durch eine Zuleitung 19 brennbare, reduzierende Gase eingeführt, deren Flamme 20 aus dem Mundstück herausschlägt und jegliches Eindringen schädlicher Luft in die Muffel 21 des Ofens 2 verhindert. Die Muffel 21 mündet in eine Schnauze 22, in die brennbare reduzierende Gase durch eine Leitung 23 eingeleitet werden. Die brennende Flamme schlägt aus der Schnauze 22 hinaus bis in den Walzenspalt und umhüllt die Bänder 9 und 10 auf ihrem Wege vom Ofen bis in den Walzenspalt, jede Oxydation der Bänder verhindernd.
Das Walzwerk 1 (Fig. 1, 2 und 3) besteht aus den Walzen 24 und 25, die im Walzgerüst 26 gelagert sind. Zur Kühlung der Walzen wird den Hauben 27, 27'Kühlflüssigkeit durch Leitungen 28 und 29 zugeführt. Die Walzen sind durchbohrt, in die Bohrungen wird mittels der Leitungen 30, 31 ebenfalls Kühlflüssigkeit eingeleitet. Die Walzen werden nur von innen oder nur von aussen mittels der Kühlhaube oder von aussen und innen gekühlt. Zum Antrieb des Walzwerkes dient z. B. ein Elektromotor 32. Von der Walze 25 aus wird der Haspel 33 über eine Kette 34 od. dgl. angetrieben, auf den das plattierte Band 35 (s. Fig. 7) aufgewickelt wird.
Der Ofen 2 wird beim Plattieren von Platinen zweckmässig mit einem Triowalzwerk verbunden (s. Fig. 5). Ausser den Walzen 24 und 25 ist noch eine mittlere Walze 36 mit einer Kühlhaube 37 vorhanden. Der Walze 36 wird Kühlflüssigkeit durch die Leitung 38 zugeführt. Beim Plattieren gelangt
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das Gut aus der Schnauze 22 zunächst zwischen die Walzen 36 und 25. Beim Rückstich wird es, nachdem der Ofen 1 zur Seite gefahren ist, zwischen die Walzen 24 und 36 geführt.
Auch der Ofen 2 nach Fig. 6 ruht auf Rädern 3, die auf Schienen 4 laufen. Das Kernband 9 ist auf einem Haspel 7 aufgewickelt. Es wird durch eine Bremse 14 abgebremst und tritt danach in das Mundstück 18, in das durch eine Leitung 19 brennbare, reduzierende Gase eingeführt werden, deren Flamme 20 aus dem Mundstück herausschlägt. Die Plattierbänder 10 und 110 (s. auch Fig. 8) sind auf Haspeln 8 und 108 aufgewickelt. Die Haspel werden durch Bandbremsen 114 abgebremst. Die
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Die drei Bänder gelangen gemeinsam in die Austrittsschnauze 22 und von dort aus zwischen die Walzen 24 und 25. Der Ofen wird zweckmässig so beheizt, dass in den Muffeln 121, die der Erwärmung der Platterbänder dienen, eine andere Temperatur herrscht als in der Muffel 21, in der das Kernband erhitzt wird. Z.
B. können für die Erwärmung der Muffel 21 eine grössere Anzahl Brenner vorgesehen sein als für die Muffeln 121 oder stärkere Heizwicklungen, wenn die Muffeln elektrisch beheizt werden. Man kann aber auch den Bändern 10 und 110, z. B. über die Rollen 40 und 140, elektrischen Strom zuführen und sie auf diese Weise durch Widerstandserhitzung zusätzlich erwärmen, falls diese Bänder höhere Temperatur erhalten sollen als das Kernband. Sinngemäss könnte auch das Kernband zusätzlich erwärmt werden, wenn die Plattierbänder geringere Temperatur haben sollen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Plattieren von Metallen und Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Metalle oder Legierungen oder Metalle und Legierungen in einer Schutzgasatmosphäre erhitzt, plattiert und gegebenenfalls auch abgekühlt werden.