DE1527537A1

DE1527537A1 - Metallbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE1527537A1
Application number: DE19651527537
Authority: DE
Inventors: Wendelin Randolph Henry; Tifft William Hugh; Mclaughlin John Willard
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1964-02-28
Filing date: 1965-02-24
Publication date: 1971-06-24
Also published as: NL6502272A; US3263319A; FR1425797A; GB1086754A; CH438186A

Description

zum Patentgesußh

der Firma Eitel-McCullough, Inc., JOl Industrial Way, San

Carlos, Kalifornien

betreffend!

"Metallbearbeitungsverfahren¹

Die Erfindung bezieht sich auf die Metallbearbeitung ''',■ und insbesondere auf ein Verfahren zum Kaltbearbelten von Met Hfölion in verschiedene hohle Formen mit glatten Oberflächen.

Hs ist bekannt, verschiedenartige hohle Gegenstände oder Jormen, z.B. Becher, Zylinder, Konusse usw., aus Blech mit Hilfe einer Vielzahl von Kaltboarbeitungsstufen, wie beispieleweise Stanzen, Kaltverformung, Tiefziehen usw., herzustellen. Es treten jedoch Schwierigkelten auf, wenn das verwendete Blech nur einige Mil. Dicke besitzt. Die Verwendung der bekannten Verfahren zur Kaltverformug von Metallblech mit mehr als 1 Mil. Dicke ergibt keine Gegenstände mit glatten Oberflächen. Vielmehr sind die Produkte geplatzt, zerrissen* weisen Grate auf, sind geschrumpft und/oder haben geringe Dimensionstoleranzen. Aus diesem Grunde sind bisher in der Technik sehr dünnes Blech bzw. Folien (von höchstens einigen Mil. Dicke) dadurch in verschiedene Formen gebracht worden, daß die Metallfolio in ein vorbestimmtes flaches Schema zugeschnitten wurde, wonach bestimmte

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Kanten miteinander durch entsprechende Mittel, z.B. Löten oder Punktschweißen, verbunden wurden. Dünnwandige Gebilde, die auf diese Weise hergestellt worden sind, weisen unerwünschte Schweißoder Lotsäume und/oder Überlappungen auf. Diese Unregelmäßigkeiten erzeugen auch heiße Stellen und Gasstellen, wenn die Gebilde in verschiedenartigen Hochtemperaturanwendungsfällen eingesetzt werden, z.B. im Inneren einer Elektronenröhre.

Es 1st somit Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges Ver-? fahren zur Kaltverformung von Metallfolien in eine Vielzahl von Formen mit glatten Oberflächen anzugeben.

Die Erfindung wird in der Kaltbearbeitung eines zusammengesetzten Metallbleches mit einer Dicke von wenigstens 0,0125 cm in eine vorbestimmte Gestalt gesehen. Das zusammengesetzte Metallblech weist eine erste, 0,0ol25 bis 0,0125 cm starke Metallfolie mit einem verschiedenartigen zweiten metallischen Material auf, das mit jeder Seite verbunden ist. Das zusammengesetzte Metallblech wird in eine vorbestimmte_/ hohle Gestalt durch entsprechende Kaltbearbeitungsverfahren, z.B. Pressen, Tiefziehen und dgl., gebracht. Das zweite metallische Material wird dann von dem geformten, zusammengesetzten Material dadurch entfernt, daß das geformte zusammengesetzte Material in ein Säurebad gebracht wird, das nicht mit der metallischen Folie, aber mit dem zweiten metallischen Material reagiert, das auf jeder Seite der Metallfolie aufgebracht ist. Dieses Verfahren ergibt einen hohlen, dünnwandigen Gegenstand, der aus 0,0ol25 bis 0,0125 vm starker Metallfolie besteht., die eine glatte Oberfläche aufweist, vollständig gratfrei, schrumpffrei und rissefrei ist und die ausgezeichnete Dimensionstoleranzen besitzt.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert; die Fig. 1 bis 8 zeigen in schematischer Form verschiedene Stufen des Verfahrens gemäß der Erfindung.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen die 109826/0042

gleichen Teile in allen Figuren bezeichnen* 1st in Fig. 1 ein Metallblech oder eine Metallfolie 11 mit einer Dicke von 0 O0125 bis 0,0125 cm dargestellt. Die Ausdrücke "Metall¹¹ und "metallisch" umfassen im Fall vorliegender Erfindung jedes Elementarmetall, Jede Metallegierung oder jedes metallähnliche Material. Nach einem bevorzugten Auaführungebiepiel der Erf in· dung ist die Metallfolie 11 naoh Fig. 1 aus Kovar oder Tantal mit einer Dicke von etwa 0,0025 cn zusammengesetzt.

Ein zusammengesetztes Metallblech mit einer Dicke von wenigstens 0,0125 cm wird dadurch ausgebildet, daß eine Schicht aus einem zweiten, verschiedenen Metall oder metall Ischen Ma* terial 12 auf jede Seite der Folie 11 aufgebracht wird. Naoh einem bevorzugten AusfÜhrungBbeispiel der Erfindung 1st Jede Schicht des zweiten metallischen Materials 12 aus Monel mit einer Dicke von etwa 0,0125 cm zusammengesetzt.

Das zweite metallische Material 12 1st mit Jeder Seite der Metallfolie 11 befestigt bzw. verbunden, z.B. durch Kaltwalzen oder dadurch, daß das zweite metallische Material auf die Metallfolie unter Anwendung von Druck und/oder Wärme aufgepreßt ist.

Es ist nicht erforderlich, das erste metallische Material 12 auf der Metallfolie 11 zu befestigen, weil das zusammengesetzte Metallblech durch einfaches Einsetzen der Metallfolie 11 zwischen zwei Platten aus dem zweiton metallischen Material 12 erhalten worden kann. Man hat jedoch festgestellt, dafl hierbei der KaltverformuriGSschritt, der weiter unten beschrieben wird, zur Folge hat, daß das zweite metallische Material mit der metall Ischen Folie 11 verbunden wurde, Das entstehende, zusammengesetzte Metallblech 13 ist in Fig. 2 gezeigt und weist die Metallfolie 11 auf, mit deren beiden Seiten da3 zweite metalliGOha Material 12 befestigt ist. Die Dicke do3 zusammengesetzten Metall blechs naoh Flß. 2 beträgt vorzugcwolce 0,0275 cm,

Be,c* da3 zusammengesetzte metalliccho Material IJ ία eine 109826/0042 BAD ORIGINAL

vorbestimmt ο hohle Gestalt kalt verformt wird« kann es erwtinaht sein, das zusammengesetzte Blech 13 In einen vorbestimmten Zuschnitt, z.B in die kreisförmige Gestalt nach Fig. 3> zu schnei· den oder in anderer Weise zu formen. Im Anschluß daran wird das zusammengesetzte Metallblech in Jede vorbestimmte hohle Form» z.B. durch Pressen« Tiefziehen od. dgl.« gebracht. Flg. 4 zeigt beispielsweise Im Querschnitt eine Patrize 14 und eine Matrize 15, die zur Kaltverformung des kreisförmigen Abschnittes aus zusammengesetztem Material 13 nach Fig. 3 in eine kegelstumpfförmige Gestalt verwendet worden sind.

Die im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt« die aus den Formen 14 und 15 nach Flg. 4 hergestellt wird, ist in Fig. 5 gezeigt. Die Endteile des geformten zusammengesetzten Materials 13. das in Fig. 5 gezeigt 1st» können durch eine entsprechende Bearbeitung, z.B. durch Trimmen auf der Drehbank, zur Ausbildung der in Flg. 6 gezeigten, kegelstumpfförmigen Gestalt entfernt werden, die das zusammengesetzte Material 13 mit der Metallfolie 11 und dem zweiten metallischen Material 12 aufweist.

Um das zweite metallische Material 12 von der Metallfolie 11 zu entfernen, wird das geformte zusammengesetzte Material 13 nach Fig. 6 in ein Ätzsäurebad 16 nach Fig. 7 eingetaucht. Das Atzsäurebad 1st eo beschaffen, daß die Säure nicht mit der metallischen Folie 11 sondern mit dem zweiten metallischen Material 12 reagiert, damit das zweite metallische Material 12 von der Folie 11 entfernt wird. Nach einem bevorzugten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung weist das Ätzbad dann, wenn die Metallfolie Kovar und das zweite metallische Material Monel ist, klare, etwa 70#Lge, konzentrierte Salpetersäure auf. FUr die Zwecke der Beschreibung und der Ansprüche der vorliegenden Erfindung enthält die klare konzentrierte Salpetersäure solche Salpetersäure, die nicht dem Licht ausgesetzt worden 1st und die eine klare, wasserähnliche Farbe boaitzt.

Die Reaktion der Säure mit dem zweiten metallischen Ma-

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terial 12 erzeugt ein Gas, das wiederum eine Blasenbildung in der Säure mit sich bringt. Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, was durch das Fehlen jeder Gasblasenentwicklung angezeigt wird, wird die fertige Metallfolie 11, die eine glatte Oberfläche aufweist und schrumpffrei, rissefrei und gratfrei ist, aus dem Säurebad entfernt und in entionisiertem Wasser gespült, anschlies-• send in Aoeton gespült und dann z.B. mit Hilfe einer Wärmelampe getrocknet. Dieses Verfahren ergibt einen Gegenstand mit glatter Oberfläche, der vollständig ohne Risse, Schrumpeln und dgl. geformt ist, wie in Fig. 8 gezeigt, und der aus dem ursprünglichen Metallfolienmaterial 11 zusammengesetzt ist. Durchmessertoleranzen von - 0,0025 cm haben sich durch das Verfahren gemäß der Erfindung auf einfache Weise erzielen lassen.

Die Dicke der Metallfolie 11 wird durch das verwendete Material und die für den fertigen hohlen Gegenstand gewünschte Dicke bestimmt. Beispielsweise können einige Materialien mit einigen Mil. Stärke durch bekannte Verfahren kaltgeformt werden, andere wieder nicht. Die bekannten Verfahren sind jedoch alle unbrauchbar, wenn Metallfolien von 0,0125 cm Dicke oder weniger kaltverformt werden sollen. Eine solche Metallfolie kann gemäß der Erfindung wesentlich besser und einfacher kaltverformt werden.

Es können mehrere geformte, aus zusammengesetztem Material bestehende Gebilde in das Ätzbad 16 gleichzeitig eingesetzt werden. Die Reaktion der Säure mit dem zweiten metallischen Material heizt jedoch die Säure auf. Wenn deshalb mehr als ein geformter, zusammengesetzter Gegenstand in das Säurebad gleichzeitig eingesetzt wird, soll eine ausreichend große Menge an Ätzsäure verwendet werden, damit das Ätzbad nicht zu stark aufgeheizt wird. Auch müssen sich die Metallfolie, das zweite metallische Material und das Ätzbad miteinander vertragen, d.h. das Ätzbad muß mit dem zweiten metallischen Material 12 reagieren, es darf aber mit der Metallfolie 11 keine Reaktion eingehen. Wie bereits erwähnt, kann klare konzentrierte Salpetersäure als Ätzsäure verwendet werden, wenn die Metallfolie 11 Kovar oder Tantal und das zweite metallische Material 12 Monel ist.

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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Kaltbearboitung von dünnen metallischen Folien in kegol stumpf förraiß© Gestalt nach den Fig. 4 bis 8 beschränkt, sondern kann auch zur Kaltverformung verschiedener anderer hohler Gegenstände, z.B. von Zylindern, Konussen, Bechern und dgl*, verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1.j Verfahren zur Kaltverformung dünner Metallfolien in verschiedene vorbestimmte, schrumpffreie, riesefreie und gratfreie Gebilde mit glatter Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusammengesetztes Metallblech mit einer Dicke von wenigestens 0,0125 cm mit einer Folie von 0,00125 bis 0,0125 cm eines ersten Metalls mit einer Schicht eines zweiten Metalls auf jeder Seite durch Kaltverformung in eine gewünschte Gestalt gebracht wird» und daß das zweite Metall von dem geformten ersten Metall entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltbearbeitung durch Pressen, Tiefziehen od.^jlgl. vorgenommen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des zweiten Metalls aus dem kaltgearbeiteten zusammengesetzten Material entfernt wird, und daß das geformte, zusammengesetzte Material in ein Säureätzbad eingetaucht wird, das mit der ersten Metallfolie nicht, wohl aber mit dem zweiten Metall reagiert, damit das zweite Metall von der geformten Folie des ersten Metalls entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß als Ätzbad klare konzentrierte Salpetersäure verwendet wird, wobei das erste Metall Kovar oder Tantal und das zweite Metall Monel ist. *

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5· Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Metall mit der ersten Metallfolie vor dem Kaltbearbeiten des zusammengesetzten Metallbleches verbunden wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Metall mit der ersten Metallfolie durch Kaltbearbeitung des zusammengesetzten Metallbleches verbunden wird.

7· Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der unerwünschte Teil des kaltgeformten, zusammengesetzten Materials entfernt wird, bevor das zweite Metall entfernt wird.

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