DE1010672B

DE1010672B - Process for the production of one-piece roller electrodes from hard-wearing copper alloys

Info

Publication number: DE1010672B
Application number: DEO4278A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Eckhard Tuschy
Original assignee: Osnabruecker Kupfer und Drahtwerk
Current assignee: Osnabruecker Kupfer und Drahtwerk
Priority date: 1955-05-16
Filing date: 1955-05-16
Publication date: 1957-06-19

Description

Verfahren zur Herstellung von einstöckigen Rollenelektroden aus aushärtbaren Kupferlegierungen Rollenelektroden mit einem Außendurchmesser bis zu 1500 muh; einem Innendurchmesser von z. B. 1000 rnni und einer Breite von etwa 50 mm werden zum Nahtschweißen von Rohren und Blechen benutzt. Sie bestehen im allgemeinen aus Kupferlegierungen, die ! gegebenenfalls aushärtbar sind, wie z. B. aus I£tipfei#-Chrom-Legierungen.Process for the production of one-piece roller electrodes from curable Copper alloy roll electrodes with an outside diameter of up to 1500 muh; one Inner diameter of z. B. 1000 rnni and a width of about 50 mm are used for Seam welding of pipes and sheets used. They generally consist of copper alloys, the ! are optionally curable, such as. B. from I £ tipfei # chrome alloys.

Die Rollenelektroden werden schon seit Jahrzehnten in' folgender Weise angefertigt: Gegossene Walzplatten oder Rundblöcke werden warm durch eine Knetbehandlung, nämlich durch Walzen, Stauchen oder Schmieden, zu Rohlingen geformt, damit das ungeeignete Gußmaterial die für die Schweißelektroden erforderlichen Gefügeeigenschaften bekommt; denn Elektroden aus ungeknetetem Sand- oder Kokillenguß weisen' eine ausreichende Standfestigkeit nicht auf. Die Blöcke und Platten aus Sand- oder Kokillenguß müssen daher in jedem Fall noch knetbar verformt werden, damit sie ein befriedigendes Gefüge erhalten. Bei dieser Arbeitsweise ist der Abfall groß, weil die Gußplatten und Gußblöcke gelocht und gerundet sowie ihre Gußhäute nötigenfalls abgefräst werden. Außerdem sind die Stauch- und Schmiedevorgänge sowie die dafür erforderlichen Warmbehandlungen teuer und umständlich, besonders wenn es sich um die Fertigung von großen Eiektrodenringen handelt. Die Verformühgsvorgänge 'bringen ferner die Gefahr der Grobkornbildung und deren bekannte nachteilige Folgen mit sich. Andererseits werden die aushärtbaren Legierungen bei etwa 1000° C lösungsgeglüht. Diese Temperatur liegt nahe beim Schmelzpunkt der Legierung. Infolgedessen besteht die Gefahr der ungewollten Verformung bei dieser hohen Temperatur. Der Lösungsglühung folgt bekanntlich eine Aushärtung bei 475° C.The roller electrodes have been used in the following way for decades made: cast rolled plates or round blocks are warm through a kneading treatment, namely by rolling, upsetting or forging, formed into blanks, so that the unsuitable Casting material has the structural properties required for the welding electrodes; because electrodes made of unkneaded sand or chill casting have a sufficient Stability not up. The blocks and plates made of sand or chill casting must therefore, in any case, they can still be deformed in a kneadable manner so that they have a satisfactory structure obtain. In this way of working, the waste is large because the cast plates and cast blocks perforated and rounded and their cast skins milled off if necessary. aside from that are the upsetting and forging processes as well as the necessary heat treatments expensive and cumbersome, especially when it comes to the production of large electrode rings acts. The deformation processes' also bring the risk of coarse grain formation and their known adverse consequences. On the other hand, the curable Alloys solution annealed at approx. 1000 ° C. This temperature is close to the melting point the alloy. As a result, there is a risk of unwanted deformation in this high temperature. As is known, the solution annealing is followed by curing at 475 ° C.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die teuren Arbeitsgänge der Knet- und Warmbehandlung zu vermeiden, die bisher immer erforderlich waren, um Rohlinge für Elektroden mit einer ausreichenden Standzeit zu erzielen. Die Erfindung besteht darin, daß der Rohling für die Rollenelektrode im Schleuderguß hergestellt und dann unter Vermeidung der spanlos verformenden Knetvorgänge allein durch thermische Behandlung und spanabhebende Bearbeitung zur Rollenelektrode fertiggestellt wird. Der im Schleuderguß gefertigte Rohling, insbesondere der ringförmige Rohling, hat schon im wesentlichen die endgültige Form der fertigen Elektroden und das feinkörnige Gefüge, das die im Sand oder in der Kokille gegossenen Stücke sonst nur durch die spanlosen Verformungsvorgänge und die damit verbundenen Wärmebehandlungen erhalten. Es werden also der Materialabfall und die aufzuwendende Arbeitsleistung durch die erfindungsgemäß im Schleuderguß gefertigten Rohlinge stark vermindert. Dieser Rohling braucht bei seiner Fertigstellung als Elektrode nicht mehr spanlos verformt zu werden, sein Gefüge ist also auch nicht mehr der Gefahr der Grobkornbildung wie bei der bekannten Arbeitsweise ausgesetzt.The invention is based on the object of the expensive operations avoid kneading and heat treatment, which have always been necessary up to now, in order to achieve blanks for electrodes with a sufficient service life. The invention consists in that the blank for the roller electrode is produced by centrifugal casting and then by avoiding the non-cutting deforming kneading processes solely by thermal Treatment and machining to the roller electrode is completed. The blank produced by centrifugal casting, in particular the ring-shaped blank, has already essentially the final shape of the finished electrodes and the fine-grained one Structure that the pieces cast in the sand or in the mold are otherwise only through the receive non-cutting deformation processes and the associated heat treatments. So there will be the material waste and the labor required by the blanks manufactured according to the invention by centrifugal casting are greatly reduced. This blank no longer needs to be deformed without cutting when it is finished as an electrode, its structure is therefore no longer subject to the risk of coarse grain formation as with the known way of working.

Eine weitere Ersparnis kann dadurch erzielt werden, daß die Schmelze beim Schleuderguß schroff abgekühlt wird, z. B. die Kokille stark gekühlt wird. Dann kann nämlich die Lösungsglühung ausgelassen und deren Kosten gespart werden; außerdem wird die Gefahr vermieden, daß die Randzone des Rohlings ihre Festigkeit verliert.A further saving can be achieved in that the melt is cooled abruptly during centrifugal casting, z. B. the mold is strongly cooled. Then the solution annealing can be omitted and its costs can be saved; in addition, the risk of the edge zone of the blank losing its strength is avoided loses.

Der Arbeitsvorgang zur Fertigstellung einer Elektrode aus einer aushärtbaren Legierung verläuft erfindungsgemäß in folgenden Stufen: 1. Schleudern des Rohlings und erforderlichenfalls anschließendes Lösungsglühen, 2. Aushärtung bei 475° C etwa 4 Stunden, 3. Fertigbearbeitung durch geringfügige spanabhebende Verformung.The process of completing an electrode from a curable According to the invention, the alloy proceeds in the following stages: 1. Spinning the blank and, if necessary, subsequent solution annealing, 2nd hardening at 475 ° C approx 4 hours, 3. Finishing by slight machining deformation.

Das hier bei der ersten Stufe erwähnte Lösungsglühen bei etwa 1000° C kann aber unterbleiben, wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit des geschleuderten Gußstückes ausreicht, um einen genügend großen Anteil der Aushärtungskomponente im Kupfer in Lösung zu halten.The solution annealing mentioned here in the first stage at about 1000 ° C can be omitted if the cooling speed of the centrifuged Sufficient casting to a sufficiently large proportion of the curing component to keep in solution in the copper.

Beim Schleuderguß können nach einem weiteren Erfindungsgedanken die an sich bekannten Kühlwasserkanäle in den Rohling unmittelbar beim Guß eingegossen werden, indem beispielsweise ein ringförmig gebogenes Rohr oder mehrere ringförmig gebogene und parallel zueinander angeordnete Rohre in die Schleudergußkokille eingesetzt werden und die Schmelze dann in die Kokille geschleudert wird. Die in die Kokille eingesetzten Rohre werden zweckmäßigerweise während des Gußvorganges gekühlt. Bisher werden die Kühlkanäle in den fertigen Rohling eingearbeitet.When centrifugal casting can according to a further inventive idea known cooling water channels poured into the blank immediately during casting be by, for example, an annularly bent tube or several annularly bent tubes arranged parallel to one another are inserted into the centrifugal casting mold be and the Melt is then thrown into the mold. the Pipes inserted into the mold are expediently during the casting process chilled. So far, the cooling channels have been incorporated into the finished blank.

Beim Schleuderguß lassen sich außerdem die an sich bekannten:, besonders verschleißfesten Bahnringe z. B: aus. Küpfer-Beryllium einarbeiten., die an den hauptsächlich beanspruchten Stellen der Elektroden eingesetzt werden. Sie werden vor dem Guß in die Kokille eingesetzt. Sie verbinden sich beim Schleuderguß mit dem Gußstück fest durch Diffusion oder Anschmelzen.In the case of centrifugal casting, the known per se:, especially wear-resistant track rings z. B: off. Incorporate Küpfer beryllium., Which are attached to the mainly used areas of the electrodes. you will be inserted into the mold before casting. They combine with centrifugal casting the casting firmly by diffusion or melting.

Die Rohlinge für Elektrodenrollen können auch als dickwandige Büchsen oder als Vollmaterial geschleudert werden. Die Elektroden brauchen dann daraus nur abgestochen bzw. abgesägt und noch geringfügig spanabhebend bearbeitet zu werden.The blanks for electrode rolls can also be used as thick-walled cans or spun as solid material. The electrodes then only need it to be cut off or sawed off and still slightly machined.

Die Herstellung der Rohlinge für die Elektroden im Schleuderguß hat also folgende Vorteile: 1. Die Elektrode hat fast ihre endgültige Form, sobald der Rohling gegossen ist; der Rohling braucht nur noch wenig nachgearbeitet zu werden.The production of the blanks for the electrodes by centrifugal casting has So the following advantages: 1. The electrode has almost its final shape as soon as the Blank is cast; the blank only needs to be reworked a little.

2. Das Stauchen und das Schmieden bzw. die dafür erforderlichen Zwischenglühungen zur Erzielung der Gefügeverbesserung fallen fort; der im Schleuderguß hergestellte Rohling weist das günstige Gefüge schon auf.2. Upsetting and forging or the intermediate annealing required for this to achieve the structural improvement are omitted; the one produced by centrifugal casting The blank already has the favorable structure.

3. Die Lösungsglühung bei etwa 1000°C fällt fort, wenn die Kokille bzw. der Guß schroff abgekühlt wird.3. The solution annealing at about 1000 ° C ceases when the mold or the casting is cooled abruptly.

4. Die Elektrode wird härter, wenn der Anteil an gelöster Aushärtungskomponente im Kupfer beim schroffen Abkühlen der Schmelze höher wird, als wenn die Elektrode zum Lösungsglühen erwärmt wird.4. The electrode becomes harder when the proportion of dissolved curing component in copper, when the melt is abruptly cooled, it becomes higher than when the electrode is heated for solution heat treatment.

5. Die Verringerung der Härte in der Randzone der Elektrode wird im Gegensatz zur Lösungsglühung vermieden.5. The reduction in hardness in the edge zone of the electrode is in Avoided contrast to solution annealing.

6. Kühlwasserkanäle können in die Elektroden bereits beim Gießen eingearbeitet werden.6. Cooling water channels can be incorporated into the electrodes during casting will.

7. Die Elektroden können auch aus Blöcken oder Büchsen abgestochen werden, die im Schleuderguß hergestellt sind. Die scheibenförmigen Rohlinge werden beim Schleuderguß mit horizontal arbeitenden Anlagen hergestellt.7. The electrodes can also be cut from blocks or sleeves which are produced by centrifugal casting. The disc-shaped blanks are produced in centrifugal casting with horizontally operating systems.

Die Figuren zeigen schematisch eine Elektroden. rolle, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt entlang einem Durchmesser der Rolle, Fig. 2 eine Draufsicht.The figures show schematically an electrode. role, namely shows 1 shows a section along a diameter of the roller, FIG. 2 shows a plan view.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of one-piece roller electrodes for resistance seam welding made of hardenable copper alloys, characterized in that that the electrode blanks manufactured by centrifugal casting avoiding non-cutting deforming processes solely through thermal treatment and machining. editing to be completed to the roller electrode.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that the cast from the age-hardenable alloy by centrifugal casting Blank cooled abruptly during casting, then at around 475 ° C while avoiding the Solution annealing cured and then finished by machining will.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that in per se known way cooling tubes inserted before casting and with the electrode material are poured and that coolant passed through this during the spin is used to influence the structure of the cast material.

4. Procedure according to Claims 1 to 3, characterized in that prior to casting, known wear-resistant Rail rings are used in the centrifugal casting mold. Considered publications: German Patent Nos. 539 932, 637 547, 830 231; U.S. Patent No. 2 109,461; Book by Väth, "Schleuderguß", 1934, p. 83.