CH321609A - Process for plating difficult-to-plate light metal alloys - Google Patents

Process for plating difficult-to-plate light metal alloys

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CH321609A
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CH
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plating
aluminum
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alloys
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German (de)
Inventor
Berger Guenther Ing Dr
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Ver Leichtmetallwerke Gmbh
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K20/233Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer
    • B23K20/2336Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer both layers being aluminium

Description

  

  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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zum Plattieren von schwer plattierbaren Leichtmetallegierungen mit Hilfe einer mit dem Grund- und Plattier iverkstoff verschweissenden Zwischenschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierungen 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 Press- knüppels die eigentliche Plattierschicht durch Walzplattieren aufgebracht wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass es auf das Plattie ren von Legierungen auf Aluminiumbasis an gewendet wird. 2. PATENT CLAIM A method for plating difficult-to-plate light metal alloys with the aid of an intermediate layer which is welded to the base and plating material, characterized in that the alloys are pre-pressed in the extrusion press and at the same time are provided with an intermediate layer of an easily weldable alloy or a pure metal which the actual cladding layer is applied by roll cladding in the course of rolling down the pre-clad billet. SUBClaims 1. The method according to claim, characterized in that it is applied to the plating of alloys based on aluminum. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zum Plattieren von Aluminium-Zink-Magnesium-Legierungen, auf diese zunächst in der Strangpresse eine Zwi schenschicht aus Reinaluminium aufgebracht wird, worauf die eigentliche Plattierschicht auf die letztere aufgewalzt wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundwerkstoff von einer Aluminium- Legierung mit etwa 40/o Zink, 20/o. Magne sium und 0,5 0/o Mangan ausgegangen wird. 4. Method according to patent claim, characterized in that for the plating of aluminum-zinc-magnesium alloys, an intermediate layer of pure aluminum is first applied to these in the extrusion press, whereupon the actual plating layer is rolled onto the latter. 3. The method according to claim and dependent claim 2, characterized in that the base material of an aluminum alloy with about 40 / o zinc, 20 / o. Magnesium and 0.5% manganese are assumed. 4th Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da.ss eine Plattierschicht aus einer Aluminium- Magnesium-Legierung mit etwa 0,8 0/o Magne sium, Rest Aluminium, aufgewalzt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Plattierschicht aus einer Aluminium- Zink-Legierung mit etwa 3 0/o Zink, Rest Alu minium, aufgewalzt wird. Method according to patent claim and dependent claim 3, characterized in that a cladding layer made of an aluminum-magnesium alloy with about 0.8% magnesium, the remainder aluminum, is rolled on. 5. The method according to claim and dependent claim 3, characterized in that a cladding layer of an aluminum-zinc alloy with about 3 0 / o zinc, the remainder aluminum, is rolled on.
CH321609D 1954-02-03 1954-02-03 Process for plating difficult-to-plate light metal alloys CH321609A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1153536B (en) * 1959-04-30 1963-08-29 Ver Leichtmetallwerke Gmbh Process for producing extruded profiles with high fatigue strength from aluminum alloys of the AlCuMg type
DE1758496B1 (en) * 1968-06-14 1971-09-08 Vaw Ver Aluminium Werke Ag COMPOSITE MATERIAL SHEET FOR THE MANUFACTURING OF HOLLOW BODIES

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