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Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der Haftfestigkeit der walzplattierten
Schicht auf dem Grundmaterial Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Ermitteln der Haftfestigkeit der Plattierschicht auf dem Grundmaterial
während des Durchlaufs des plattierten Materials von der Plattierwalze zur Haspel,
bei dem mittels Meißel in der Haftzone die Plattierschicht vom Grundmaterial abgeschert
wird.
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Es sind auf diesem Gebiet bereits verschiedene Verfahren bekannt.
Die bekanntesten technologischen Prüfungen sind der Faltversuch nach DIN 1605 und
der Hin- und Herbiegeversuch nach DIN 51211.
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Hierbei wird der plattierte Werkstoff ein oder mehrere Male über scharfe
Kanten oder Radien gebogen, bis die Plattierung sich löst oder die gesamte Plattierung
zu Bruch geht. Es ist auch bekannt, den scharf abgekanteten Plattierstreifen mit
einem schräg geschliffenen Meißel abzulösen.
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Eine andere bekannte Prüfmethode macht ebenfalls von diesem Verfahren
Gebrauch. Es wird mit einem Meißel ein ldeines Stück plattierten Materials gelöst
und abgerissen. Die Länge des Zipfels wird sodann als Gütegrad der Haftfestigkeit
zugrunde gelegt.
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In Fällen, in denen die Beurteilung der Haftfestigkeit zahlenmäßig
zu belegen ist, sind Scherproben erforderlich. DieErmittlung der. Scherfestigkeitswerte
ist jedoch bei dünnen Platinen sowie bei weichen Werkstoffen, wie sie z. B. in der
Lagertechnik anfallen, außerordentlich schwer, weil die Breite der Scherfläche im
allgemeinen schwächer als die aufplattierte Blechstärke sein muß, um nicht den Lagerwerkstoff
außerhalb der Plattierfläche zu zerreißen.
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Es bedarf daher einer möglichst großen Genauigkeit und recht sorgsamer
Arbeitsweise bei der Anfertigung und beim Zerreißen der Proben, wenn Gewähr dafür
gegeben sein soll, daß die Zugbeanspruchung über die ganze Breite der Scherprobe
gleichmäßig erfolgt.
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Dessen ungeachtet aber läßt die Scherfestigkeit nur in beschränktem
Maße Rückschlüsse auf die Haftfestigkeit der walzplattierten Bleche zu. Daher sind
auch schon andere Wege eingeschlagen worden, um sich über die Größe der Scherfestigkeit
ein Bild zu machen. So wurden z. B. auf den beiden Flächen eines plattierten Bandes
Probehalter aufgelötet oder unter Zuhilfenahme von Kunststoffharzen aufgeklebt,
um mittels eines Zerreißversuches eine Beurteilung zu erlangen. Dabei zeigte sich
jedoch, daß infolge der geringen Haftfestigkeit der Klebeverbindung gegenüber der
Plattierbindung ein solches Verfahren nicht brauchbar ist. Ebensowenig befriedigte
die Lötverbindung, weil die zu ihrem Zustandekommen benötigte Wärmemenge sich nachteilig
auf die Plattierverbindung auswirkte und diese zumeist schon beim Löten veränderte.
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Im Gebrauchsmuster 1 811 230 ist schließlich ein Verfahren zur Ermittlung
der Haftfestigkeit von plattiertem Werkstoff beschrieben, bei dem die Anfertigung
der Haftfestigkeitsproben mit der Prüfung in einem kombinierten Werkzeug gekoppelt
wurde und das Abheben eines plattierten Kreisringes den zu ermittelnden Werten zugrunde
gelegt wurde. Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, die Kreisringproben
gesondert an einer Drehbank anzuferti--gen und mit einer Zerreißmaschine abzuheben,
wobei die benötigte Zugkraft, auf den Kreisringquerschnitt bezogen, eine spezifische
Haftfestigkeitsermittlung ermöglicht. Alle bekannten Verfahren sind zeitraubend
und kostspielig. Ihre Vereinfachung führt nicht zu befriedigenden Meßergebnissen.
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Die Erfindung hat sich speziell die Aufgabe gestellt, einen relativen
Haftfestigkeitswert während des Durchlaufs eines plattierten bzw. kontinuierlich
plattierten Bandes in sehr kurzer Zeit von einigen Sekunden zu ermitteln. Die Lösung
der erfindungsgemäßen Aufgabe geht von der obenerwähnten Meißel-Abhebeprobe aus,
wonach ein unter einem bestimmten Winkel, z. B. 45" geschliffener Meißel in die
Bindungszone des plattierten Werkstoffes hineingetrieben wird. Erfindungsgemäß wird
die Abscherung des Grundmaterials durch drei oder mehrere dicht, jedoch mit unterschiedlichem
Abstand voneinander, angeordnete Meißel vorgenommen, so daß zwischen den Meißeln
Stege mit unterschiedlicher Breite in der Plattierschicht entstehen und die kleinste
hierbei erzielbare Stegbreite ein Maß für die Haftfestigkeit darstellt. Dabei bleiben
mehr oder weniger breite
Stege zwischen den Meißelnuten stehen.
Die einzelnen Stege können als Kriterium für die Haftfestigkeit der Plattierung
herangezogen werden. Die Größe der Haftfestigkeit verhält sich umgekehrt proportional
zur Breite des Steges, der innerhalb der verschieden breiten Prtifungsstege gerade
noch stehenbleibt, d. h. sich nicht vom Grundwerkstoff abhebt. Anders ausgedrückt:
je größer die Haftfestigkeit der Plattierung ist, um so schmalere Stege bleiben
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem Grundwerkstoff in Verbindung. Rein zahlenmäßig
hat es sich z. B. ergeben, daß bei schwächerer Bindung einer Plattierung mit Haftfestigkeitswerten
unter 3 kg/mm2 der Steg zwischen zwei Meißeln sich schon bei 8 mm Meißelabstand
ablöst, während er bei 7 kg/mm2 Haftfestigkeit sich erst bei 3 mm Stegbreite mit
abhebt.
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Löst er sich bei 3 mm Stegbreite nicht ab, so ist sicher damit zu
rechnen, daß die Haftfestigkeit über 7 kg/mm2 liegt.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht aus einem Rahmen, über dessen horizontalen Unterbügel das zu prüfende walzplattierte
Material läuft, und aus einem Rahmen, welcher drei oder mehrere in unterschiedlichen
Abständen voneinander angeordnete Meißel trägt und der mittels einer Einrichtung
in einer Ebene senkrecht zur Vorschubrichtung des plattierten Materials zur Durchführung
des Abschervorganges verstellbar ist. Die Abstände der einzelnen Meißel sind voneinander
einstellbar. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Rahmen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mittels einer Feder in seiner Ausgangsstellung gehalten wird. Da die
Plattierung von Metall auf Metall sowie von Kunststoff auf Metall vornehmlich in
der Wärme erfolgt, ist es zweclfimäßig, an der Meißel-Abschervorrichtung eine lokal
angesetzte Kühlung, z. B. mittels Wasser- oder Preßluft anzusetzen, damit der Prüfling
an der zu prüfenden Stelle auf eine noch zulässige Temperatur gebracht werden kann.
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Die Erfindung ist in den Abbildungen zeichnerisch erläutert.
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Die A b b. 1 zeigt im- Querschnitt die erfindungsgemäße Einrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In der A b b. 2 ist ein plattierter Streifen ausschnittweise und
vergrößert in perspektivischer Darstellung abgebildet.
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Der plattierte Streifen 1 gemäß der A b b. 1 liegt in einem Rahmen
2 der erfindungsgemäßen Einrichtung. An einem U-förmigen Rahmenteil 3 sind am oberen
Bügel 4 Meißel 5 beispielsweise durch Schrauben befestigt. In der Ansicht gemäß
Ab b. 1 sind drei oder mehrere Meißel 5 hintereinander angeordnet, die sich gegenseitig
verdecken. Auf diese Weise
ist nur ein Meißel sichtbar. Das freie Ende des Bügels
4 ist als Kolben 6 ausgebildet, der in einem am Rahmen 2 befestigten Zylinder 7
hin- und herbewegt werden kann. Die Darstellung gemäß der A b b. 1 entspricht der
Nullstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung. Bei Beaufschlagung des Kolbens 6
werden die Meißel 5 in die Trennebene 8 der Plattierung hineingedrückt. Dabei ist
über ein Führungsrad 9 am unteren Bügel 10 sowie einen Einsatzll im Rahmein 2 eine
Aussteuerung des Meißeleinstichs möglich. Der Rahmen 3 ist an einer Spiralfeder
l2 auf gehängt.
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Die A b b. 2 zeigt ausschnittweise eine aufplattierte Schichtl8,
in die erfindungsgemäß die Nuten 13 bis 15 eingestochen sind. Zwischen den Nuten
befinden sich die stehengebliebenen Stege 16 und 17 mit den Breiten b und a. Je
geringer die Stegbreite, um so eher hebt sich die plattierte Schicht, insbesondere
der Steg 17 ab, woraus erfindungsgemäß die Haftfestigkeit ermittelt werden kann.