Verfahren zum Plattieren von schwer plattierbaren Leichtmetallegierungen Das Aufbringen einer Plattierung, sei es zum Zwecke des Korrosionsschutzes, sei es aus andern Gründen, hat gerade auf dem Leichtmetallgebiet ausserordentlich grosse An wendung gefunden und gewisse Verwendungs gebiete den Leichtmetallen überhaupt erst erschlossen, Trotz des verhältnismässig hohen Standes der Technik auf dem Gebiet des Plat- tierens von Leichtmetallen bereitet letzteres immer noch in manchen Fällen beträchtliche Schwierigkeiten.
Die Ursache dieser Schwierigkeiten besteht meist darin, dass die zu plattierende Legie rung stark zur Ausbildung einer Oxydschicht neigt. Wenn nun das Material vor dem Plat tieren auf Schweisshitze gebracht wird, so ist es nur schwer möglich, eine genügend blanke Oberfläche zu bewahren, welche allein ein einwandfreies Verschweissen von Grundmate rial und Plattierschicht zulässt.
Abgesehen davon sind manche Legierun gen, und zwar insbesondere solche mit stark heterogenem Gefügeaufbau, schwer plattier bar. In dem für das Walzen ausschliesslich in Betracht kommenden Temperaturbereich hat nämlich das Metall an verschiedenen z. B. ge- seigerten Stellen eine sehr verschiedene Pla stizität, wodurch ein gleichmässiges Verschwei ssen von Grundmaterial und Plattierschicht erschwert wird. Die Folge eines mangelhaften Versehweissens der Plattierschicht ist aber stets Blasenbildung bei der folgenden Wärme- Behandlung und dadurch Ausfall der Betref fenden Bleche.
Es sind. auch bereits verschiedene Wege bekanntgeworden, um in schwierigen Fällen ein besseres Verschweissen zu erreichen. Das radikalste Mittel zur Vermeidung einer Ober- ilächenverzunderung, das Glühen und allen falls auch Plattieren des Werkstoffes in einer Schutzatmosphäre, konnte sich jedoch wegen der grossen betrieblichen Schwierigkeiten bei Leichtmetallen noch nicht einführen.
Ferner Sind auch Vorschläge bekanntgeworden, das Verschweissen durch Anwendung einer mehr schichtigen Plattierung zu erleichtern; dabei wird zunächst auf das Grundmetall eine be sonders leicht verschweissende Legierung auf gewalzt, auf die dann eine aus einer solchen Legierung bestehende Schicht aufgebracht. wird, welche den Aufgaben der Plattierung, z. B. dem Korrosionsschutz, in besonderem Masse gewachsen ist. Dabei ist aber bisher immer so vorgegangen worden, dass die Zwi schenschicht nach dem gleichen Plattierver fahren aufgebracht wurde wie die äussere Deckschicht. Grundsätzliche Mängel des Ver fahrens mussten daher auch beim Aufbringen der Zwischenplattierung bestehen bleiben.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Plattieren von schwer plat tierbaren Leichtmetallegierungen mit Hilfe einer mit dem Grund- und Plattierwerkstoff verschweissenden ZvPischenschicht, das da- durch gekennzeichnet ist, dass die Legierun gen in der Strangpresse vorgepresst und dabei gleichzeitig mit einer Zwischenschicht von einer gut verschweissbaren Legierung bzw. einem Reinmetall versehen werden, auf die im Zuge des Abwalzens des vorplattierten Pressknüppels die eigentliche Plattierschicht durch Walzplattieren aufgebracht wird.
Das Aufbringen einer Zwischenschicht durch Strangpressen ist auch bei sonst kaum plattierbaren Legierungen ohne Schwierig keiten möglich, da sich an den getrennt in die Strangpresse eingebrachten Grund- und Plat tierwerkstoffen während ihres Ausfliessens aus dem Presswerkzeug stets frische, an beiden Werkstoffen vollkommen oxydfreie Oberflä chen bilden, die vom Augenblick ihres Ent stehens an in engstem gegenseitigem Kontakt stehen Lund durch den Pressvorgang ver schweisst werden. Das Verschweissen ist daher unabhängig von der Oxydationsneigung des Grundwerkstoffes auch bei 'Werkstoffen -mit stark heterogenem, erhebliche Seigerungen aufweisendem Gefüge ohne Schwierigkeiten zu erreichen.
Den 'Werkstoff der so aufge brachten Vorplattierung wählt man dabei nach dem Gesichtspunkt günstiger Schweiss- barkeit; vorzugsweise wird man dabei den mehr oder weniger reinen Hauptgrundstoff der Legierung wählen, bei Aluminiumlegie rungen z. B. Reinaluminium. Der so vorplat- tierte Pressknüppel kann dann auf den ge wünschten Querschnitt abgewalzt werden, wo bei auf die Vorplattierschicht die eigentliche Plattierschicht durch Walzplattieren aufge schweisst wird.
Dieses bereitet keine Schwie rigkeiten mehr, da die Verbindung ja nicht mehr zwischen dem schwer plattierbaren Grundmaterial und der Plattierschicht, son dern zwischen der leicht verschweissenden Zwischenplattierschicht und der Aussenplat- tierung erfolgt.
Das an sich naheliegende Plattieren des Werkstoffes in der Strangpresse sowie das Verwalzen derart einfach plattierter Knüppel bis auf Fertigstärke ist jedoch deswegen nicht durchführbar, weil dem Plattieren in der Strangpresse ein wesentlicher Nachteil an- haftet. Auf diesem Wege des Plattierens ist es nämlich nicht möglich, eine auf dem gan zen Umfang des Pressknüppels, im besonderen aber über die ganze Länge desselben gleich bleibende Dicke der Plattierschicht zu er zielen. Während die Dicke der Plattierschicht am Pressanfang stets verhältnismässig hoch ist, wird sie gegen das Ende des Pressens ganz besonders gering.
Man muss jedoch Wert darauf legen, eine möglichst gleichmässige Dicke der Plattierschicht auf dem ganzen Werkstück zu erreichen; denn eine zu dicke Plattierung drückt im allgemeinen die Festig keitseigenschaften des Werkstückes unnötig stark herunter, eine zu dünne Plattierung ver mag jedoch ihre Aufgabe nicht zu erfüllen.
Dieser Mangel des Plattierens in der Strangpresse kann dadurch behoben werden, dass in der Strangpresse nur eine möglichst dünne Vorplattierung aufgebracht wird, die am Pressende in einen hauchdünnen, kaum mehr nachweisbaren Film auslaufen kann. Ein solcher Film, der an seinem dünneren Ende eine Stärke von einigen Hundertstel Millimetern oder auch weniger, als ein Hun dertstel Millimeter betragen kann, genügt je doch schon, die Verschweissbarkeit grund legend zu verbessern.
Die Erfindung sei an dem Beispiel des Plattierens eines Bandes aus einer an sieh schwer plattierbaren Aluminiumlegierung mit beispielsweise einer Aluminium-Magnesium- Legierung erläutert. Das als Vormaterial für das 'Walzwerk dienende Band wird in einer Strangpresse geformt und dabei gleichzeitig mit einer als Zwischenschicht dienenden Vor- plattierung aus technisch reinem Aluminium versehen, indem vor den auszupressenden Barren eine Scheibe aus technisch reinem Alu minium gelegt wird.
Dieses Band wird nun in einem zweiten Verfahrensschnitt unter Aufbringen der endgültigen Plattierung mit der Aluminium-Magnesium-Legierung in einem Walzwerk auf die Stärke des gewünsch ten Bandes bzw. Bleches heruntergewalzt. Die Plattiersehicht haftet wegen der Zwi schenschicht aus Aluminium sehr fest auf dem Kernmaterial. Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann mit Sicherheit erreicht werden, dass die Schichtstärke an der Oberfläche auf die ganze Länge hin praktisch gleichmässig ist.
Besondere Bedeutung hat das erfindungs gemässe Verfahren für das Plattieren von Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen. So lässt sich z. B. eine Legierung der Gattung Al-Zn-Mg mit 4 0/o Zink, 2 0/o Magnesium und 0,5 0/o Mangan, Rest Aluminium, auf dem Wege des üblichen Walzplattierens nur sehr schwer und mit grossem Ausschluss wegen Blasenbildung plattieren. Nun kann sie so verarbeitet werden, dass sie zunächst in der Strangpresse mit einer dünnen Vorplattie- rung mit technisch reinem Aluminium (99,5) versehen wird, auf die als Korrosionsschutz durch Warmwalzen die Hauptplattierschicht, beispielsweise aus einer Aluminium-Mangan- Legierung mit 0,8 0/a Mangan, Rest Alumi nium,
aufgebracht wird. Statt der Alumi nium-Mangan-Legierung, wie sie auch für das Plattieren der bekannten Aluminium-Kupfer Magnesium-Legierungen verwendet wird,, kann zum Zwecke des Korrosionsschutzes auch eine andere Legierung, z. B. eine solche mit 3 0/o Zink, Rest Aluminium, verwendet werden. Besonders zweckmässig erweist sich das erfin dungsgemässe Verfahren für das Plattieren von Lagerlegierungen auf Aluminiumbasis reit. irgendwelchen aus konstruktiven oder metallurgischen Gründen gewünschten Plat tierlegierungen; denn derartige Lagerlegie rungen sind meist stark heterogen aufgebaut und daher an sich schwer plattierbar.
Process for the plating of light metal alloys that are difficult to plating The application of a plating, be it for the purpose of corrosion protection or for other reasons, has found enormous application in the light metal field and only opened up certain areas of application for light metals, despite the relatively high level the technology in the field of plating light metals still causes considerable difficulties in some cases.
The cause of these difficulties is usually that the alloy to be plated has a strong tendency to form an oxide layer. If the material is brought to the welding heat before the Plat animals, it is difficult to preserve a sufficiently bright surface, which alone allows perfect welding of the base material and the plating layer.
Apart from this, some alloys, especially those with a highly heterogeneous structure, are difficult to plating. In the temperature range exclusively considered for rolling, namely, the metal has at different z. B. segregated areas have very different plasticity, which makes it difficult to weld the base material and cladding layer evenly. However, the consequence of inadequate welding of the cladding layer is always the formation of bubbles during the subsequent heat treatment and thus failure of the sheets concerned.
There are. Various ways have already become known to achieve better welding in difficult cases. The most radical means of avoiding surface scaling, annealing and, if necessary, plating of the material in a protective atmosphere, has not yet been introduced because of the great operational difficulties involved in light metals.
Furthermore, proposals have also become known to facilitate the welding by using a multi-layer plating; First, a particularly easy-to-weld alloy is rolled onto the base metal, onto which a layer consisting of such an alloy is then applied. which the tasks of plating, z. B. the corrosion protection, has grown to a particular extent. So far, however, the procedure has always been that the intermediate layer was applied using the same plating method as the outer top layer. Fundamental deficiencies in the process therefore had to persist even when the intermediate plating was applied.
The present invention relates to a method for plating difficult-to-plating light metal alloys with the aid of an intermediate layer which welds to the base and plating material, which is characterized in that the alloys are pre-pressed in the extrusion press and at the same time with an intermediate layer of a well-weldable one Alloy or a pure metal are provided on which the actual cladding layer is applied by roll cladding in the course of the rolling of the pre-clad billet.
The application of an intermediate layer by extrusion is also possible without difficulty in the case of alloys that are otherwise difficult to clad, since fresh surfaces that are completely oxide-free on both materials are always formed on the base and plate materials introduced separately into the extrusion press as they flow out of the press tool. which are in close mutual contact from the moment they are created and are welded together by the pressing process. The welding can therefore be achieved without difficulty regardless of the tendency of the base material to oxidize, even in the case of materials with a highly heterogeneous structure exhibiting considerable segregation.
The material of the pre-cladding applied in this way is selected from the point of view of favorable weldability; preferably you will choose the more or less pure main base material of the alloy, ments in aluminum alloy z. B. Pure aluminum. The press billet pre-clad in this way can then be rolled down to the desired cross-section, where the actual cladding layer is welded onto the pre-cladding layer by roll cladding.
This no longer causes difficulties, since the connection is no longer made between the base material, which is difficult to clad, and the cladding layer, but between the easily welded intermediate cladding layer and the outer cladding.
The obvious plating of the material in the extrusion press as well as the rolling of billets that are simply clad in this way to the finished thickness is not feasible because plating in the extrusion press has a significant disadvantage. In this way of plating it is namely not possible to aim at a thickness of the plating layer that remains constant over the entire circumference of the billet, but in particular over the entire length of the same. While the thickness of the cladding layer is always relatively high at the start of the press, it becomes particularly small towards the end of the press.
However, it is important to ensure that the thickness of the cladding layer is as uniform as possible over the entire workpiece; because too thick a plating generally depresses the strength properties of the workpiece unnecessarily, but too thin a plating may not do its job.
This lack of plating in the extrusion press can be remedied by applying only as thin a pre-plating as possible in the extrusion press, which can run out at the end of the press into a wafer-thin, hardly detectable film. Such a film, which at its thinner end can have a thickness of a few hundredths of a millimeter or less than a hundredth of a millimeter, is enough, however, to fundamentally improve the weldability.
The invention will be explained using the example of the plating of a strip made of an aluminum alloy which is difficult to plate with, for example, an aluminum-magnesium alloy. The strip used as the starting material for the rolling mill is formed in an extrusion press and at the same time provided with a pre-cladding of technically pure aluminum serving as an intermediate layer by placing a disc of technically pure aluminum in front of the ingot to be pressed out.
In a second process step, this strip is then rolled down to the thickness of the desired strip or sheet in a rolling mill with the application of the final cladding with the aluminum-magnesium alloy. The plating layer adheres very firmly to the core material because of the intermediate layer of aluminum. With the method according to the invention it can be achieved with certainty that the layer thickness on the surface is practically uniform over the entire length.
The method according to the invention is of particular importance for the plating of aluminum-zinc-magnesium alloys. So z. B. an alloy of the type Al-Zn-Mg with 4 0 / o zinc, 2 0 / o magnesium and 0.5 0 / o manganese, the remainder aluminum, very difficult by the usual roll cladding and with great exclusion because of blistering plate. Now it can be processed in such a way that it is first provided with a thin pre-cladding with technically pure aluminum (99.5) in the extrusion press, on which the main cladding layer, for example made of an aluminum-manganese alloy with 0, is applied as corrosion protection by hot rolling , 8 0 / a manganese, remainder aluminum,
is applied. Instead of the Alumi nium-manganese alloy, as it is also used for the plating of the known aluminum-copper magnesium alloys, can also use another alloy for the purpose of corrosion protection, eg. B. one with 30 / o zinc, remainder aluminum, can be used. The method according to the invention for the plating of bearing alloys based on aluminum has proven to be particularly useful. any platier alloys desired for structural or metallurgical reasons; because such Lagerlegie ments are usually very heterogeneous and therefore difficult to plate.