DE1527584A1 - Verfahren zum Plattieren von rostfreiem Stahl mit Aluminium - Google Patents
Verfahren zum Plattieren von rostfreiem Stahl mit AluminiumInfo
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/22—Non-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
- B23K20/227—Non-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 with ferrous layer
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Description
- Verfahren zum Plattieren von rostfreiem Stahl mit Aluminimea Die Windung -bezieht eioh auf mit Aleainium Plattierten roetireien Stahl und betrifft,inrbeeondere ein Y*rtahren snn Verbinden ton Alumini" alt* roettrdien Stahle Vezbmämetallblea» tue mit Alundnius plsttie;ten, rost->
- Der Erfindung liegt die 4nfgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verfahren zur ]bzeuguüg einer metallurgischen $indun zwischen rost- freiem Stahl und Aluminium zu schaffen, bei dem nicht zuerst die Oxydhaut von der OberflLohe der beiden Metalle entfernt werden muß und vor und pes.. rend des Verbindungevorgaagea die Anwendung einer .speziellen Sohut,zatmoephhre oder Umgebung erfotder" lioh ist. Durch die Erfindung wurde ein einigartim ges neues Verfahren zum Verbinden von Aluminium mit rostfreiem Stahl geschaffen, bei dem die Oberflächen der miteinander au verbindenden Metallbleche in kei- ner Weise behandelt werden, um die Ozydhaut im ent- fernen, - sondern im Cetenteil unter solchen Bediamgen miteinander zusammengebracht wird, welche eioheretellen, daß die normalerweise .auf jeder Metalloberfläche vorhandene Oxydhaut nicht zerstört wird, da das Vorhandensein der Oxydhaut nach dem erfindungegemääen Verfahren ein notwendiger loktor zur endgültigen »raeU-6ung einer metallurgieohin Hindung ist.
- Das erfindungegemhße Verfahren am Verbinden won_Alu-. miniuni mit rostfreiem Btahl besteht darin, da® ein @auberee Aluminiumblech mit der normälen Bohutlbaut aW Aluminiumoxyd bei einer Temperatur zwischen », - .
- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann mit einer oder@beiden Seiten einer Schicht oder eines Blechen aus rostfreiem Stahl eine Schicht oder ein Blech aus Aluminium verbunden worden. Es kann auch mit einer .oder beiden Seiten einer Schicht aus Alsmtiniun eine Sohioht aus rostfreiem Stahl verbunden werden. Außer- dem können Schichten aus Aluminium und rostfreiem Stahl miteinander zu einen relativ langen oder endlosen Bleoh-4treifen verbunden werden, aus dem später eine Rübeanderer nützlicher gemenatände hergestellt werden können.*Dae Verbundmaterial Raun vorteilhafterweise auch in der Yorm von relativ kleinen Rohlingen hergestellt werden, die bereite annähernd die Größe und Gestalt der einzelnen Gegenstände, die letztlich aus ihnen herge- stellt werden, aufweisen. Im letzteren Falle kann der erfindungeZemäße Verbindungsvorgang entweder vor der Herstellung von Ge-enetünden durohgefUhrt werden, welche im kaufe ihrer pertigung heftigen galtverfozmunge- und Temperungeetufen unterworfen werden.
- Des in dir kton %oritakt @rLit der ä@h Icht aus rostßrelem Stahl gebrachte Aluminium sollte eine gute DUtilitüt aufweisen, damit die gawtinechte psaetioali verror des Aluminiums gegenüber dem roetiraien Stau als kung des Aufpreesene+während der,ereten xatebearbeit den Verbundblechen etattrindenkann,.Ee wird denhstb die Verwendung von relativ reinem Alu@tininm oder von Aluminiumlegierungen bevorzugt, welche nicht mehr als ca. 2 - Y% Legierungsbestandteils enthaitea, e0 a.8. die Aliuain3.umlegierungen 1100 und 3003. Inderereeitfe können auch die sogenanaten Alolad-Alumiaimv.egierufn verwendet werden, bei denen es eich un fleohe um 11*-niniumlegierungen verschiedenartiger eneetegen handelt, die. mindestens auf einer Bette mit einer d Schicht aua ,relat@t reinen Aluminium plattiert sind" Das Aluminium mug natürlich frei von Walitsnader und anderen groben Oberflächenverunreinigungen nein, se darf jedoch keinen ßeiniWn3evorgängen unterworfen werden, weiche die normalerweise sut der "ÜumialumoberMobe vorhmdene Metalloxydhaut entfernen öder unterbrechen können" D!r-im erfindungegeM8en Verfahren verwendete roettseie Btan kann von gewöhnliaher Art und Q«litttt Mau e,8: können die roetireieu stahhegierungen 202 m1 304 YO-wenduni finden. Der BtaU Qoll-te ebentalle fit von Walzzunder und dgl. sein und kann, uean erwihzef, 8e.
- + (eztrutiort pffec.t3 reintat und entfettet werden, wac jedoch normalerweise nicht nötig ist. Er soll jedoch nicht so behandelt werden, daß die normalerweise auf der Stahloberfliche vorhandene Oxydhaut entfernt wird. Die Bleche aus Aluminium und rostfreiem Stahl werden dann in. einer Atmosphäre, welche die auf den Walloberfli.chen ncrmalerweiee vorhi-xidene Oxydhaut nicht ertfernt, auf eine Temperatur zwischen. ca. 3700 und 5700 ' erhitzt. Das Erwärmen wird vorteilhaft, jedoch nicht notwendigerweise in einem elektrischen Ofen durchgeff'hrt, in welchem Raumluft der Umgebung umgewä.lzt wird. Die erwärmten Bleche werden dann mechanisch bearbeitet, um des Aluminium gejen den rostfreien Stahl zu drucken und die an die StHloberfläche angrenzende Aluminiumschicht gegenüber der Stahloberfläche in einer Wei,2 a .zu verformen, die als Analon zum Aufbringen von Aluminium auf die Oberflüche des rostfreien Stahle im FlieB7ußverfahren angesehen werden kann. Durch das Auspressen (extrusion effect) wird bewirkt, daß die Bleche durch eine Haft- oder mechanische Verbindung fest miteinander verbunden werden, bei der die Oxydhaut auf den Metalloberflächen als Zwischenschicht des Metallverbandes eine wichtige Rolle spielt. So beträgt die Peetigr keit der mechanischen Verbindung zwischen den warmverformten Blechen in einem typischen lalle ca. 7 kg bis 12,5 kg pro om Breite der miteinander verbundenen Bleche.
- Die mechanische Bearbeitung der erwähnten Bleche wird vorteilhaft so vorgenommen, daß die Bleche durch ein W::lzwerk geführt worden, das geeignet ist, die er-. wünschte plaetieche Verformung des Aluminiums in Bezuc, auf die Bertihrungefläol:.e des rostfreien Stahle $u bewirken. Durch den Walzvoran.^, werden die Bleche aus Aluminium und rostfreiem Stahl natürlich verjüngt und verlünüert. Damit die oben erwähnte plaeiteohe Verformung des Aluminiums erreicht wird, werden die Bedingungen des Rollvoranges $o gesteuert, daß der größere Teil der Verlänerung in der Aluminiumschicht stattfindet. Da der rostfreie Stahl weniger verlängert wird als das Alu- minium, maß beispielsweise Sorge dafür getragen werden, daß sich der rostfreie Stahl mit einer höheren Geschwindigkeit durch die Rollen bewegt als das mit seiner Ober- fläche verbundene Aluminium. Zu diesem Zweck können ver- schiedene dalzengeachwindigkeiten verwendet werden. 8e kann aber auch die Rolle, die in Berührung mit der Außen- fläche des roettreien Stahls ist, eine glattere Oberfl.'^.hc .aufweisen als die Rolle, die in Berührung mit der Außenfläche des Aluminiums ist, so daß in einem bestimmten- Ausmaß ein Schlupf zwischen dem rostfreien Stahl und der mit ihm in Berührung stehenden Rollenoberfläche möglich ist. Die Steueriung der relativen Verlängerung der Metallbleche kann auch durch Verwendung von geeigneten Schmiermitteln erfolgen. In einem typischen, erfindungsgemäß durchgeführten Walzvorang, bei dem die gesamte Verringerung der Dicke des Verbundmetalxes zwischen ca. '! 8 und 25 % liegt, wird der roet-.geie Stahl um ca.: 2 bis 4 % und das Aluminium um ca. 20 bis 35 % g®streakt. .
- Wie s chon@erwä.hat, können die Betallsohächten den Verbundmetallee auch unter Bildung einen relativ langen öder durchgehenden Stxeifene miteinander verbunden sein. In diesem Falle werden die Bleche zuerst kontinuierlich. durch einen Ofen geeührt, indem nie auf die zum Ver- binden geeignete Temperatur erwärmt werden, und dann durch ein Rollenpaar, welches die gewünschte mechanische Bearbeitung der erwärmten: Bleche bewirkt. Die zur Heretellung des VQrbundmetalles veTwendeten Bleche aus Aluminium und rostfreiem Stahl können auch, wie schon er-Vrwhnt., in der norm von einzelnen. Pohlinnen der ungefähren
- n Der rostfreie Stahl wurde bei dem heißen Walzvorgap ga, 2 % und das Aluminium um ,ca. 30 9t gestreckt# wobei eine Anzahl. von im wesentlichen quadratischen Rohlingen . mit einer Kantenlänge von va. 200 mm erhalten wurde. Pie . Bindungefeetigkeit betrug bei einem zur 2rüiung N.erwendetem Rohling .9 kg/om. Die Verbundmetalletüoke-;wwden damz au hsiiförmigen Rohlingen mit einem Durchmesser von fad 200 .mm zugeeohnitten, Diene kreiafözmigen Rohlinge, Vzdes- einem berkömwlichen 2telz4ehvorgeng eur Bildung Von Brstpiaanen milt einem Darqbageeeer von va. 150 » , unterworfen. Nach dem Tiefziehen wurde eine Bratpfanne als Probegeprüft und es ergab eich eine Bindungefeatigkeit an der oberen Kante den Gerätes von ca, 0,9 kg/cm. Der obere Rand des Gerätes wurde dann für kurze Zeit auf eine Temperatur von ca..3.15o C erhitzt. Nach dieser Hitzebehandlung betrug die Binduggetentigkeit an der Oberkgnte der Bratpfanne ca. 27 kg/cm.
Claims (1)
- P a t e n t a n s p r ü o h e 1)fverfahren zum Verbinden von Aluminium mit rostfreiem Stahl;gadurch gekennzeichnet, da13 ein die gewöhnliche Schutzhaut aus Aluminiumoxyd aufweisendes Aluminiumblech in Oberflächenkontakt mit einem Blech aus rostfreiem Stahl gebracht wird, die Bleche dann bei einer Temperatur zwischen ca. 370 und 5700 C mechanisch so bearbeitet werden, daß das Aluminium gegen den rostfreien Stahl ge- drückt und die an die Stahloberfläche angrenzende Aluminiumschieht relativ zur Stahloberfläche plas- tisch verformt wird, wodurch die Aluminiumedhicht mit der Schicht aus rostfreiem Stahl eine Haftverbindung eingeht, daß dann die miteinander verbun- denen Schichten aus rostfreiem Stahl und Aluminium derart kalt verbrat werden, daß das Metall unter Zusgmendrückung der beiden Schichten mindestens 5 % gestreckt wird, um die mechanische Haftverbin- dung swiechen den Oberflächen der beiden Metall- schichten teilweise zu zerstören und dadurch @zydhautfreie Stellen von freigelegtem metallischen AluainIum unter Druck in Bexührung mit der angrenzenden Oberfläche des rostfreien Stahles zu bringen, und daß dann die kaltverformten Schichten aus Aluminium und rostfreiem Stahl auf eine Temperatur von mindestens 2600 C erwärmt werden, um eine metallurgische Verbindung zwishhen den angren- zenden Oberflächen des rostfreien Stahls und des ' .metallischen Aluminiums zu erzeugen 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl der rostfreie Stahl während der Wärmebehandlung der Bleche um ca. 1 bis 5 96 und das Aluminium um ca. 15 bis 30 96 gestreckt wirden. 3)Verfahren nach Änspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Warmverformung der Bleche durch Walzen erfolgt. 4) Verfahren,nach einem der vorhergehenden Aneprüohe, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverformuhg der .Bleche durch Walzen erfolgt. 5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Kaltverformung der Bleche durch Tiefziehen erfolgt. 6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Haftverbindung aneinander befestigten Bleche aus Aluminium und rostfreiem Stahl dem Tiefziehvorgang in Form von flachen Rohlingen mit der ungefähren Größe und Gestalt der herzustellenden Tiefzieh-Erzeugnieee unterworfen w erden. 7) Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspri,b he, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des kaltverformten Materials auf eine Temperatur im Bereich von ca, 310 bis 4300 C erhitzt wird.
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Legal Events
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |