DE1135733B

DE1135733B - Process for producing an adherent and dense plating of silver on steel

Info

Publication number: DE1135733B
Application number: DEB26345A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Witschakowsky; Dipl-Ing Friedrich Schaefer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1953-07-04
Filing date: 1953-07-04
Publication date: 1962-08-30

Description

Verfahren zum Herstellen einer festhaftenden und dichten Plattierung von Silber auf Stahl Es ist in der Technik üblich, Grundwerkstoffe, die beispielsweise gegen Korrosion irgendwelcher Art geschützt werden sollen, mit einem korrosionsbeständigen Überzug, z. B. aus Edelmetall, zu versehen. Ein hierfür häufig angewandtes Verfahren ist die Plattierung. Diese wird im allgemeinen bei erhöhter Temperatur unter Druck oder Schlageinwirkung vorgenommen. Die Platzierung kann ausgeführt werden, wenn der durch den Überzug zu schützende Gegenstand fertig geformt und bearbeitet ist. Der Körper kann aber auch nach der Plattierung weiter verformt werden.Process for producing an adherent and tight plating from silver to steel It is common in technology to base materials, for example to be protected against corrosion of any kind, with a corrosion-resistant Coating, e.g. B. made of precious metal. A frequently used procedure for this is the plating. This is generally done at elevated temperature under pressure or impact. The placement can be done when the object to be protected by the coating is completely shaped and machined. However, the body can also be further deformed after plating.

Plattier- und Grundwerkstoffe besitzen häufig verschiedene Wärmeausdehnungskoefzienten. Da besonders in der chemischen Industrie plattierte Gegenstände bei höheren Temperaturen verwendet werden, treten daher leicht Spannungen zwischen Grund- und Plattierwerkstoff auf, die das Haftvermögen und die Dichte der Plattierschicht nachteilig beeinflussen. Ebenfalls sind mechanische Beanspruchungen plattierter Körper nicht selten. Aus diesen Gründen muß neben der Dichte auf gute Haftfestigkeit der Plattierschicht auf dem Grundwerkstoff größter Wert gelegt werden.Cladding and base materials often have different coefficients of thermal expansion. Especially in the chemical industry, there are clad objects at higher temperatures are used, therefore tensions easily arise between the base material and the cladding material which adversely affect the adhesiveness and density of the clad layer. Mechanical stresses on plated bodies are also not uncommon. the end For these reasons, in addition to the density, the cladding layer must have good adhesive strength Great importance is attached to the base material.

Die Haftfestigkeit ist andererseits abhängig von der Diffusionsneigung beider Wirkstoffe. Diese ist aber, z. B. bei der in der chemischen Industrie vielfach verwendeten Plattierung von Silber auf Stahl, nur sehr gering. Deshalb entsprechen viele solche plattierten Überzüge nicht den gestellten Anforderungen, weil sich die Silberschicht infolge ungenügender Haftung löst und dann alsbald verschiedene weitere Störungen, wie Blasenbildung, Brüchigwerden, Aufreißen, Abschieben od. dgl., nachfolgen.On the other hand, the adhesive strength depends on the tendency to diffuse both active ingredients. But this is z. B. in the chemical industry in many cases used plating of silver on steel, very little. Therefore correspond many such plated coatings do not meet the requirements because the silver layer loosens due to insufficient adhesion and then immediately various other disorders such as blistering, becoming brittle, tearing open, pushing off or the like, follow.

Man hat schon versucht, zwischen Silber und Stahl eine dünne Nickel- oder Monelschicht einzulegen, ohne daß dadurch jedoch eine ausreichende Verbesserung der Haftfestigkeit der Plattierschicht erreicht werden konnte. Es ist auch bekannt, auf ein Metall eine Zwischenschicht aus Stahl durch Schmelzschweißung aufzutragen und auf diese ein anderes Metall warm aufzuwalzen bzw. zu schmieden. Silber als Plattierwerkstoff hat aber auch in diesem Falle keine ausreichende Diffusionsneigung, die die Haftfestigkeit im notwendigen Umfang erhöht. Beim Plattieren von Stahl mit Silber ist auch schon so vorgegangen worden, daß auf die mit einem elektrolytischen Kupferniederschlag überzogene Stahloberfläche ein Silberblech warm aufgepreßt oder ausgewalzt wurde. Aber auch dieses Verfahren liefert keine Platzierung ausreichender Güte.Attempts have already been made to place a thin nickel ring between silver and steel or to insert a monel layer without, however, providing a sufficient improvement the adhesive strength of the clad layer could be achieved. It is also known to apply an intermediate layer of steel to a metal by fusion welding and hot rolling or forging another metal onto this. Silver as But even in this case, the cladding material does not have a sufficient tendency to diffuse, which increases the adhesive strength to the extent necessary. When plating steel with Silver has already been proceeded in such a way that on the one with an electrolytic Copper deposit coated steel surface hot pressed or a silver sheet was rolled out. But even this method does not provide a sufficient placement Quality.

Man hat weiter schon .die sogenannte Lötplattiereng angewendet, bei welcher der Plattierwerkstoff mittels eines Lotes auf den Grundwerkstoff aufgelötet wurzle. Hierbei blieben vor allem bei größeren Werkstücken erhebliche Flächen unverlötet, so daß diese Plattierungsart ebenfalls nicht zufriedenstellen konnte.The so-called solder plating has already been used at which the cladding material is soldered to the base material using a solder root. Considerable areas remained unsoldered, especially with larger workpieces. so that this type of plating could not be satisfactory either.

Bei der Plattierung von Stahldrähten mit Silber ist es ferner bekannt, Silberplättchen auf den Draht au-f zuwickeln, der zuvor mit einem elektrolytischen Überzug aus Kupfer od. dgl. versehen wurde. Der Draht wird darauf warmgewalzt und gezogen. Es ist leicht einzusehen, daß dieses Plattierverfahren bei großflächigen Werkstücken, insbesondere bei Behältern für die chemische Industrie, nicht ausgeführt werden kann.When cladding steel wires with silver, it is also known Wrap silver platelets on the wire, which was previously done with an electrolytic Coating of copper or the like. Was provided. The wire is then hot rolled and drawn. It is easy to see that this plating method can be used for large areas Work pieces, in particular in the case of containers for the chemical industry, not executed can be.

Nach einem älteren Vorschlag wird eine Silberplattierung von Stahl in .der Weise ausgeführt, daß der Plattierwerktsoff ohne das Anwenden einer Zwischenschicht in schmelzflüssigem Zustand in Gegenwart von atomarem Wasserstoff auf den Grundwerkstoff aufgetragen wird. Es entstehen hierbei jedoch überzüge, die nicht völlig dicht, sondern stellenweise sehr porös sind. Sofern für das Aufbringen einer Zwischenschicht, welche das Auflegen der Plattierschicht den gesteigerten Forderungen entsprechend überhaupt erst möglich macht, eine Auftragsschweißung angewendet werden muß, kommt hierfür nicht jedes behebige Schweißverfahren in Betracht, wenn völlig dichte Überzüge erreicht werden sollen.According to an older proposal, steel is silver-plated Performed in a way that the plating material without the use of an intermediate layer in the molten state in the presence of atomic hydrogen on the base material is applied. However, this creates coatings that are not completely tight, but are very porous in places. If for the application of an intermediate layer, which the application of the cladding layer according to the increased requirements makes it possible in the first place, a build-up welding must be used, comes not every welding process to be taken into account if the coatings are completely tight should be achieved.

Es wurde nun gefunden, daß man eine gut haftende und dichte Plattierun.g zwischen Silber und Stahl, die geringe Diffusionsneigung haben, unter Auftragen einer Zwischenschicht aus Silber durch Schmelzschweißen in Gegenwart eines Schutzgases herstellen kann, wenn erfindungsgemäß die Silberschicht durch Schweißen unter inertem Gas mit nichtabschmelzender Elektrode (Wolframelektrode) aufgetragen wird und auf die Silberschicht, gegebenenfalls nach Verdichten, Reinigen und Glätten, ein Silberblech in an sich bekannter Weise bei einer Temperatur von etwa 700 bis 800' C aufgepreßt oder aufgehämmert wird. Das plattierte Werkstück kann dann erforderlichenfalls auf die gewünschte Endstärke ausgewalzt bzw. fertiggezogen werden. An Stelle der durch Schmelzschweißen aufzutragenden Silberschicht kann in manchen Fällen auch eine solche Zwischenschicht aus Kupfer, Bronze oder Messing treten.It has now been found that a well-adhering and dense Plattierun.g between silver and steel, which have a low diffusion tendency, can be produced with the application of an intermediate layer of silver by fusion welding in the presence of a protective gas if, according to the invention, the silver layer by welding under an inert gas A non-melting electrode (tungsten electrode) is applied and a sheet of silver is pressed or hammered onto the silver layer , optionally after compacting, cleaning and smoothing, in a manner known per se at a temperature of about 700 to 800 ° C. The clad workpiece can then, if necessary, be rolled or finished to the desired final thickness. Instead of the silver layer to be applied by fusion welding, such an intermediate layer made of copper, bronze or brass can also be used in some cases.

Da bei der Schweißurig jedes Teilchen der Zwischenschicht mit dem Stahl innig verbunden und gewissermaßen verzahnt ist, wird eine überaus große Haftfestigkeit der Zwischenschicht auf dem Stahl erzielt. Wärmespannungen infolge verschiedener Wärmeausdehnung verteilen sich jetzt völlig gleichmäßig über die ganze Fläche und können sich nicht mehr wie bei schlechter Haftung örtlich verstärkt auswirken, so daß örtliches Brüchigwerden, Blasenbildurig, das Lösen oder Reißen der Plattierung, unmöglich sind. Die in der .durch Schweißen aufgetragenen Zwischenschicht etwa vorhandenen Poren werden durch das darauf plattierte dichte Silberblech verschlossen. Die Stärke des Silberbleches kann beliebig gewählt werden, da sie sich mit der arteigenen bzw. artähnlichen Zwischenschicht gut und innig verbindet. Deshalb verteilen sich auch in dicken Schichten oder bei wechselnden Schichtstärken die Wärmespannungen gleichmäßig.Since in welding every particle of the intermediate layer with the Steel is intimately connected and, as it were, interlocked, becomes extremely adhesive the intermediate layer on the steel. Thermal stresses as a result of various Thermal expansion is now completely evenly distributed over the entire surface and can no longer have a locally increased effect as in the case of poor adhesion, so that local embrittlement, blistering, loosening or cracking of the plating, are impossible. The intermediate layer which may be present in the intermediate layer applied by welding Pores are closed by the dense silver sheet plated on it. The strenght of the silver sheet can be chosen arbitrarily, as it is related to the species-specific resp. similar intermediate layer connects well and intimately. Therefore also distribute in thick layers or with changing layer thicknesses the thermal stresses are uniform.

An Hand der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren an zwei Beispielen näher erläutert.The method according to the invention is illustrated in two examples with reference to the drawing explained in more detail.

Abb. 1 stellt den Deckel eines Hochdruckkessels a dar, der auf der Unterseite mit einer korrosionsbeständigen Futterlatte b geschützt ist. Diese Futterplatte besteht aus Stahlblech; das entsprechend der Form des Deckels konisch umgebördelt wird. Auf dieses vorgeformte Stahlblech wird durch Schweißen unter inertem Gas mit nicht abschmelzbarer Elektrode (Wolframelektrode) eine Silberschicht c in einer Stärke von etwa 1,5 bis 2 mm aufgetragen. Die Silberschicht wird durch Hämmern oder Walzen verdichtet, soweit erforderlich abgebeizt und gegebenenfalls mechanisch durch überdrehen geglättet. Hierdurch wird ein vorgeformtes Silberblech d mit einer Stärke von 2 bis 3 mm dicht auf die vorbehandelte Stahlplatte aufgelegt und bei einer Temperatur von etwa 700 bis 800° C durch Hammerschläge oder durch Pressen mit der aufgetragenen Silberschicht verschweißt.Fig. 1 shows the lid of a high pressure vessel a, which is on the The underside is protected with a corrosion-resistant lining slat b. This lining plate consists of sheet steel; which is flanged conically to match the shape of the lid will. This pre-formed steel sheet is welded under inert gas with non-consumable electrode (tungsten electrode) a silver layer c in one Applied thickness of about 1.5 to 2 mm. The silver layer is made by hammering or Rollers compacted, stripped if necessary and mechanically through if necessary smoothed over turning. This creates a pre-formed silver sheet d with a thickness from 2 to 3 mm tightly placed on the pretreated steel plate and at a temperature from about 700 to 800 ° C by hammer blows or by pressing with the applied Welded silver layer.

Es ist auch möglich, das Stahlblech im ebenen Zustande mit der Silberschweiße und dem Silberblech, wie beschrieben, zu versehen und erst dann entsprechend der Deckelform zu kümpeln. Weiter ist es in manchen Fällen ratsam, das ebene Blech aus einer entsprechend kleineren und stärkeren Platine herzustellen und die benötigte Blechgröße durch Auswalzen der Platine anzufertigen. In diesem Falle müßten entsprechend der stärkeren Blechstärke das aufzuhämmernde oder aufzupressende Silberblech stärker gehalten werden. Eine Erhöhung der Schichtstärke der Silb:erauftragschweißung ist hierbei nicht erforderlich.It is also possible to weld the steel sheet in the flat state with the silver welding and the silver sheet, as described, and only then according to the To dump lid shape. Furthermore, in some cases it is advisable to use the flat sheet metal to produce a correspondingly smaller and stronger circuit board and the required Sheet size to be made by rolling out the board. In this case, it would have to be accordingly the thicker the sheet metal, the stronger the silver sheet to be hammered or pressed on being held. An increase in the layer thickness of the silver deposit is not required here.

Abb. 2 zeigt ein Hochdrucktauch.rahr mit äußerem Korrosionsschutz. Das Druckrohr e aus Chromnickelstahl wird auf der zu plattierenden Länge mit einer Auftragschweißung c aus Kupfer, Bronze oder Messing in einer Stärke von 1 bis 2 mm versehen. Die Auftragschweiße wird mechanisch verdichtet und durch Beizen oder leichtes Überdrehen von Verunreinigungen befreit und geglättet. Hiernach wird das Rohr e auf eine Temperatur von 700 bis 800° C gebracht. Mittels einer Wickelvorrichtung wird ein Silberband f von 1 bis 2 mm Stärke und entsprechender Breite, z. B. 30 mm, bei gleichzeitigem Aufheizen auf ebenfalls 700 bis 800° C schraubenförmig dicht aneinanderliegend aufgebracht. Die aufgewickelten Windungen werden sofort durch Hämmern oder Drücken mit der Auftragachicht verschweißt. Zum Schutze des Rohrendes wird eine Silberkappe in gleicher Weise wie bei Abb. 1 aufgebracht. Die einzelnen Windungen des Silberbandes f werden untereinander und mit der Silberkappe des Rohrendes durch Silberschweißung dicht verbunden.Fig. 2 shows a high pressure immersion pipe with external corrosion protection. The pressure pipe e made of chrome-nickel steel is connected to the length to be clad with a Overlay welding c made of copper, bronze or brass in a thickness of 1 to 2 mm. The build-up weld is mechanically compacted and pickled or easy over-turning freed of impurities and smoothed. After that it will Tube e brought to a temperature of 700 to 800 ° C. By means of a winding device a silver ribbon f 1 to 2 mm thick and appropriate width, z. B. 30 mm, with simultaneous heating to 700 to 800 ° C, helically tight applied adjacent to one another. The coiled turns are instantly through Hammer or press welded to the coating layer. To protect the end of the pipe a silver cap is applied in the same way as in Fig. 1. The single ones Windings of the silver ribbon f are with each other and with the silver cap of the pipe end tightly connected by silver welding.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for producing an adherent and dense plating of silver on steel, on which a layer of silver passes through Fusion welding is applied in the presence of a protective gas, characterized in that that the silver layer by welding under inert gas with non-consumable Electrode (tungsten electrode) is applied and that on the silver layer, if necessary after compacting, cleaning and smoothing, a silver sheet in a known manner is pressed or hammered at a temperature of about 700 to 800 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized in that instead of the silver layer to be applied by fusion welding, a layer of copper, bronze or brass is applied by fusion welding. Considered publications: German Patent Specifications No. 104159, 106 452; Swiss patent specification No. 262 613. Earlier patents considered: German patent No. 956 369.