DE1527903C3 - Process for plating hollow bodies - Google Patents

Process for plating hollow bodies

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DE1527903C3 DE19661527903 DE1527903A DE1527903C3 DE 1527903 C3 DE1527903 C3 DE 1527903C3 DE 19661527903 DE19661527903 DE 19661527903 DE 1527903 A DE1527903 A DE 1527903A DE 1527903 C3 DE1527903 C3 DE 1527903C3
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Karl-Eugen Dr.-Ing. Becker
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/06Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
    • B23K20/08Explosive welding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Plattieren von Hohlkörpern, wie Rohren, Ringen, Zylindern, bei dem ein Grundkörper und ein Plattierkörper konzentrisch zueinander angeordnet werden, der Plattierkörper mittels vorzugsweise von einer Spreng- oder Explosivstoffladung entwickelter, auf ihn einwirkender Hochenergie auf den Grundkörper aufplattiert wird und der Grundkörper während des Aufplattierens auf der vom Plattierkörper abgewandten Seite durch einen ebenfalls konzentrisch angeordneten Stützkörper abgestützt ist, wobei in den Stützkörper ein praktisch inkompressibles Medium in flüssiger Form eingeführt wird.The invention relates to a method for plating hollow bodies, such as pipes, rings, Cylinders in which a base body and a cladding body are arranged concentrically to one another, the plating body by means of preferably developed by an explosive or explosive charge high energy acting on it is plated onto the base body and the base body during the Plating on the side facing away from the plating body by a likewise concentrically arranged Support body is supported, with a practically incompressible medium in the support body liquid form is introduced.

Aus der österreichischen Patentschrift 232 354 ist ein derartiges Verfahren bekannt, und zwar zum Plattieren der Innenfläche eines Metallrohres. Der Grundkörper und der Plattierkörper bestehen bei diesem Verfahren also aus Rohren. Der Stützkörper weist ebenfalls Rohrform auf und umschließt den Grundkörper von außen. Der Stützkörper weist zu diesem Zweck eine Bohrung auf, deren dem Grundkörper zugekehrten Innenwand mit.einem Schmiermittel bedeckt wird, um ein leichtes Trennen von dem plattierten Grundkörper und dem Stützkörper nach dem Plattieren zu erreichen. Als Schmiermittel wird bei den Ausführungsbeispielen der österreichisehen Patentschrift Petrolanum genannt, also ein inkompressibies Medium, aber auch auf die Möglich- keit der Verwendung von Vaseline, Fett oder Graphit hingewiesen. Das Schmiermittel wird vor dem Einsetzen des Grundkörpers auf die Wandung des ίο Stützkörpers aufgebracht, dessen Bohrung deshalb eine geringfügige Übergröße gegenüber dem Außendurchmesser des rohrförmigen Grundkörpers aufweist. Diese Übergröße beträgt bei den Ausführungsbeispielen etwa 0,2" <> des Außendurchmessers des Grundkörpers. Dieser geringe Maßunterschied erfordert einwandfreie bearbeitete und maßhaltige Außenflächen des Grundkörpers.Such a method is known from Austrian patent specification 232 354, namely for plating the inner surface of a metal pipe. The base body and the plating body exist at this process from pipes. The support body also has a tubular shape and encloses the Basic body from the outside. For this purpose, the support body has a bore whose base body facing inner wall is covered with a lubricant in order to make it easy to separate to achieve the clad base body and the support body after plating. As a lubricant is called in the embodiments of the Austrian patent Petrolanum, so an incompressibies Medium, but also the possibility of using petroleum jelly, grease or graphite pointed out. The lubricant is applied to the wall of the ίο Support body applied, the bore of which is therefore slightly oversized compared to the outer diameter of the tubular base body. This oversize is about 0.2 "in the exemplary embodiments. <> the outer diameter of the base body. This small difference in dimensions requires flawless machined and dimensionally accurate outer surfaces of the base body.

Es gibt nun nicht selten Fälle, wo die einander zugewandten Oberflächen des Grundkörpers und des Stützkörpers einander nicht genau entsprechen. Dies gilt insbesondere für große Werkstücke und beispielsweise für Vorprodukte, wie Rohre oder Luppen, die mit den durch das Herstellungsverfahren bedienten Toleranzen vorliegen. Solche Werkstücke können aus wirtschaftlichen Gründen keiner mechanischen Nachbearbeitung vor dem Plattieren unterzogen werden. Weichen die einander zugewandten Oberflächen des Stützkörpers und des Grundkörpers voneinander ab, dann läßt sich keine gleichmäßige, an allen Punkten wirksame Abstützung des Grundkörpers erreichen. Während des Plattiervorgangs verformt die Stoßwelle dann den Grundkörper an den nicht abgestützten Stellen in unerwünschter Weise. Dadurch ergeben sich sowohl Formunregelmäßigkeiten am Grundkörper, als auch in vielen Fällen Spannungen und unzulässig hohe Beanspruchungen des Grundkörpers. Die an manchen Stellen mangelnde "~ Anlage zwischen dem Grundkörper und dem Stützkörper hat außerdem die unangenehme Wirkung, daß an- diesen Stellen wegen der starken Änderung des spezifischen Schallwiderstandes des Mediums die Stoßwelle sowie die der Hochenergieeinwirkung nachfolgende, auf die Bildung von Reaktionsprodukten zurückzuführende Druckwelle reflektiert wird und die bereits aufplattierte Schicht wieder abreißen kann.There are now not infrequently cases where the mutually facing surfaces of the base body and the Support body do not correspond exactly to each other. This is especially true for large workpieces and, for example for preliminary products, such as pipes or blanks, which are served by the manufacturing process Tolerances exist. For economic reasons, such workpieces cannot be mechanical Post-processing must be subjected to before plating. Give way to those facing each other Surfaces of the support body and the base body from each other, then no uniform, Achieve effective support of the base body at all points. Deformed during the plating process the shock wave then undesirably touches the base body at the unsupported points. This results in irregularities in the shape of the base body and, in many cases, stresses and inadmissibly high loads on the base body. The lacking in some places "~ System between the base body and the support body also has the unpleasant effect that at these points because of the strong change in the specific sound resistance of the medium, the shock wave and that of the high energy impact subsequent pressure wave attributable to the formation of reaction products is reflected and the already plated layer can tear off again.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung die Abstützung des Grundkörpers während des Plattiervorgangs zu verbessern.The invention is based on the object of a method of the type described at the outset to improve the support of the base body during the plating process.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Medium als Übertragungsmedium zwischen den Stützkörper und den Grundkörper in flüssiger Form eingeführt, vor dem Durchführen des Aufplattierens zum Erstarren gebracht und nach dem Durchführen des Aufplattierens zum Lösen des plattierten Grundkörpers vom Stützkörper verflüssigt wird.The object is achieved in that the medium is used as a transmission medium between the support body and the base body introduced in liquid form, before performing the Plating made to solidify and after performing the plating to loosen the plated Base body is liquefied by the support body.

Gegenüber dem eingangs geschilderten bekannten Verfahren wird erfindungsgemäß also nicht vor dem Einsetzen des Grundkörpers in den Stützkörper ein Schmiermittel aufgebracht, sondern nach dem Einsetzen ein Übertragungsmedium eingefüllt, das erheblich weiterreichende Funktionen übernimmt. Das <>5 flüssige Medium füllt den Zwischenraum zwischen dem Grundkörper und dem Stützkörper vollständig aus und gleicht auch die geringsten Unregelmäßigkeiten dadurch aus. Auf Grund seiner Inkompressibili-Compared to the known method described at the outset, according to the invention is not before the Insertion of the base body in the support body applied a lubricant, but after insertion A transmission medium is filled in that takes on considerably more far-reaching functions. The <> 5 liquid medium fills the space between the base body and the support body completely and compensates for even the slightest irregularities thereby from. Due to its incompressibility

tat vermag es die Stoßwelle auf den Stützkörper einwandfrei zu übertragen, so daß der Grundkörper vollkommen gleichmäßig an jedem Punkt abgestützt ist. Es treten daher keine unzuverlässigen Verformungen und Spannungen auf. Auch das Problem der Reflexion der auf die Reaktionsprodukte zurückzuführenden Druckbelastungen läßt sich auf diese Weise befriedigend lösen. Die Maßtoleranzen können sich, in beträchtlichen Größenordnungen bewegen.did it do the shock wave on the support body flawlessly to be transferred so that the base body is supported completely evenly at every point is. There are therefore no unreliable deformations and stresses. Also the problem of The pressure loads attributable to the reaction products can be reflected on these Way to solve satisfactorily. The dimensional tolerances can move in considerable orders of magnitude.

Dadurch, daß das Übertragungsmedium vor dem Durchführen des Aufplattierens zum Erstarren gebracht wird, entfällt die Notwendigkeit, eine Abdichtung an den Stirnseiten von Grund- und Stützkörper anzubringen. Außerdem überträgt ein erstarrtes Übertragungsmedium die Beanspruchungen in der Regel noch besser als ein flüssiges Medium.By causing the transmission medium to solidify prior to plating there is no need for a seal on the end faces of the base and support body to attach. In addition, a solidified transmission medium transmits the stresses in the Usually even better than a liquid medium.

Um auch in diesem Fall".eine einfache Trennung von Grund- und Stützkörper nach dem Plattieren zu erreichen, ist vorgegehen. daß das Übertragungsmedium nach dem Durchführen des Aufplattierens zum Lösen des plattierten Grundkörpers vom Stützkörper verflüssigt wird.In order to ensure a simple separation of the base and support body after plating in this case too reach, proceed. that the transmission medium after the plating has been carried out to detach the plated base body from the support body is liquefied.

Ferner wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, daß die Reflexion der auf die Reaktionsprodukte zurückzuführenden Druckbelastungen in erster Linie davon abhängt, welchen spezifischen Schallwiderstand das an den Grundkörper anschließende Medium aufweist. Wenn der Schallwiderstand dieses Mediums erheblich von dem Schallwiderstand des Materials des Grundkörpers abweicht, dann tritt eine starke Reflexion auf, die zu einem Lösen der aufplattierten Schicht führen kann. Nach einer wichtigen Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß ein Ubertragungsmedium verwendet wird, dessen spezifischer Schallwiderstand gleich oder ähnlich groß wie derjenige des Grundkörpers ist. Die Stoßwelle und die von den Reaktionsprodukten der Ex-, plosion oder Detonation ausgehende Druckwelle geht bei dieser Ausbildung ohne Reflexion vom Grundkörper in das Übertragungsmedium über und wird dort sowie am Stützkörper abgebaut. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise auch bei sehr dünnen Plattierkörpern, die sonst häufig durch reflektierte Druckwellen abgerissen wurden, eine einwandfreie Plattierung erzielt werden konnte.Furthermore, it was found in the context of the invention that the reflection of the pressure loads attributable to the reaction products primarily Line depends on the specific sound resistance that is connected to the base body Has medium. If the sound resistance of this medium is significantly different from the sound resistance of the Material of the base body deviates, then a strong reflection occurs, which leads to a loosening of the plated Shift can lead. According to an important development of the invention, it is therefore provided that a transmission medium is used whose specific acoustic resistance is the same or similar as large as that of the basic body. The shock wave and the reaction products of the Ex, Pressure wave emanating from plosion or detonation goes in this training without reflection from the base body into the transmission medium and is degraded there and on the support body. It has shown, that in this way even with very thin plating bodies, which are otherwise often reflected by Pressure waves were torn off, perfect plating could be achieved.

Wenn, wie in den meisten Fällen, der Grundkörper ein Schwermetall ist, dann ist es besonders günstig, wenn als Übertragungsmedium ein bei niedrigen Temperaturen schmelzendes, reines oder legiertes Schwermetall verwendet wird. Ein solches Schwermetall kann ohne komplizierte Hilfsmittel verflüssigt und zwischen den Grundkörper und den Stützkörper eingefüllt werden. Bei normaler Umgebungstemperatur erstarrt es dort und schafft die erwünschte gleichmäßige Verbindung zwischen Grund- und Stützkörper. Zugleich läßt sich ohne weiteres ein solches Schwermetall auswählen, dessen spezifischer Schallwiderstand gleich oder ähnlich demjenigen des Metalls des Grundkörpers ist.If, as in most cases, the main body is a heavy metal, then it is particularly advantageous to if the transmission medium is a pure or alloyed one that melts at low temperatures Heavy metal is used. Such a heavy metal can be liquefied without complicated tools and be filled between the base body and the support body. At normal ambient temperature it solidifies there and creates the desired uniform connection between the base and support body. At the same time, such a heavy metal can easily be selected, its specific acoustic resistance is the same or similar to that of the metal of the base body.

Als im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise verwendbare Schwermetalle haben sich Pb, Sn, Bi, Zn, Cd, Sb oder deren Legierungen erwiesen.Heavy metals which can preferably be used in the context of the process according to the invention Pb, Sn, Bi, Zn, Cd, Sb or their alloys have been found.

Besonders gute Ergebnisse wurden bei Verwendung von ternären Pb-Sn-Bi-, Pb-Cd-Bi-, Sn-Pb-Cd- oder Sn-Cd-Bi-Legierungen erzielt.Particularly good results were obtained when using ternary Pb-Sn-Bi-, Pb-Cd-Bi-, Sn-Pb-Cd- or Sn-Cd-Bi alloys achieved.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt einen Längsschnitt durch eine Anordnung, wie sie zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann.The invention is explained below with reference to the drawing. This shows a longitudinal section by an arrangement such as are used for carrying out the method according to the invention can.

In der Zeichnung ist 1 ein Grundkörper in Form eines Stahlzylinders, der auf seiner Innenseite plattiert werden soll. Hierzu ist in ihn ein Plattierkörper 2 in Form einer ebenfalls zylindrischen Hülse so eingeschoben, daß vor dem Durchführen des Plattiervorgangs ein kleiner Ringspalt 3 zwischen Grundkörperl und Plattierkörper2 verbleibt. Der Grundkörper 1 ist in einem Stützkörper 4 angeordnet, der ebenfalls zylindrische Gestalt besitzt. Die drei Zylinder 1, 2, 4 sind konzentrisch zueinander angeordnet. Gemäß der Erfindung ist der Zwischenraum zwisehen dem Grundkörper 1 und dem Stützkörper 4 durch ein Übertragungsmedium 5 ausgefüllt, das in flüssiger Form eingeführt wurde. Bei dem gezeichneten, bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Übertragungsmedium 5 aus einem niedrig schmelzenden Schwermetall, das zum Erstarren gebracht worden ist.In the drawing, 1 is a base body in the form of a steel cylinder which is plated on its inside shall be. For this purpose, a plating body 2 in the form of a likewise cylindrical sleeve is in it inserted that before performing the plating process, a small annular gap 3 between Grundkörperl and plating body 2 remains. The base body 1 is arranged in a support body 4, the also has a cylindrical shape. The three cylinders 1, 2, 4 are arranged concentrically to one another. According to the invention, the intermediate space is between the base body 1 and the support body 4 filled by a transmission medium 5 which was introduced in liquid form. With the drawn, In a preferred embodiment, the transmission medium 5 consists of a low melting point Heavy metal that has been solidified.

Die zum Aufplattieren des Plattierkörpers 2 auf die Innenoberfläche des Grundkörpers 1 erforderliche Hochenergie wird bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel durch eine axial in den Plattierkörper 2 eingeführte, stabförmige Ladung 6 erzeugt. Der Zwischenraum zwischen der Ladung 6 und der Innenfläche des Plattierkörpers 2 ist durch ein flüssiges Puffermedium 7 ausgefüllt. Beim Zünden der Ladung 6 entsteht eine Stoßfront 8. die den Plattierkörper 2 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise aufweitet und mit der für den Plattiervorgang notwendigen Geschwindigkeit auf die Innenoberfläche des Grundkörpers 1 aufplattiert. Die Stoßwelle durchläuft den Grundkörper 1 und dringt in das Ubertragungsmedium 5 ein, wo sie teilweise abgebautThe necessary for plating the plating body 2 onto the inner surface of the base body 1 In the illustrated embodiment, high energy is generated axially in the plating body 2 introduced, rod-shaped charge 6 is generated. The space between the load 6 and the inner surface the plating body 2 is filled with a liquid buffer medium 7. When the charge is ignited 6, a shock front 8 is created which forms the cladding body 2 in the manner shown in the drawing expands and with the speed necessary for the plating process on the inner surface of the base body 1 plated on. The shock wave passes through the base body 1 and penetrates into it Transmission medium 5, where it is partially degraded

- ' und teilweise zum Stützkörper 4 weitergeleitet wird. Die der Stoßfront 8 nachfolgende, auf Reaktionsprodukte, der Explosion zurückzuführende Druckstörung 9 wird über den Plattierkörper 2 und den Grundkörper 1 ebenfalls auf das Übertragungsmedium 5 und den Stützkörper 4 übertragen.- 'and is partially forwarded to the support body 4. The pressure disturbance that follows the shock front 8 and is due to the reaction products of the explosion 9 is also applied to the transmission medium via the plating body 2 and the base body 1 5 and the support body 4 transferred.

Auf die beschriebene Weise kann ebenso gut eine Außenplattierung vorgenommen werden, wobei der Stützkörper dann ein zylindrischer Stab ist, der in den Grundkörper eingeschoben wird. Der Zwischenraum zwischen diesem Stab und der Innenoberfläche des Grundkörpers wird dann durch das flüssige Zwischenmedium ausgefüllt.External plating can be carried out just as well in the manner described, with the The support body is then a cylindrical rod which is pushed into the base body. The gap between this rod and the inner surface of the base body is then through the liquid intermediate medium filled out.

Selbstverständlich können auch Hohlkörper anderer Gestalt, beispielsweise Ringe, in der beschriebenen Weise behandelt werden. Wesentlich ist nur, daß der Grundkörper und der Plattierkörper geschlossene', hohle Profile besitzen. An Stelle von niedrig schmelzenden Schwermetallen kommen als Übertragungsmedien auch Stoffe in Frage, die bei normalen Temperaturen flüssig sind. Wenn der spezifische Schallwiderstand dem Schallwiderstand des Grundkörpers angepaßt sein soll, dann kann in diesem Fall insbesondere Quecksilber verwendet werden. Als Übertragungsmedien kommen ferner speziell Wasser und Kunststoffe in frage. Die Eigenschaften dieser Stoffe sind jedoch für den beschriebenen Zweck in der Regel weniger günstig als diejenigen von niedrig schmelzenden Schwermetallen.Of course, hollow bodies of a different shape, for example rings, can also be used in the manner described Way to be treated. It is only essential that the base body and the plating body are closed ', have hollow profiles. Instead of low-melting heavy metals are used as transmission media also substances that are liquid at normal temperatures. If the specific Sound resistance should be adapted to the sound resistance of the base body, then in this case in particular mercury can be used. Water, in particular, is also used as the transmission medium and plastics in question. The properties of these substances are, however, for the purpose described in usually less favorable than those of low melting heavy metals.

Ein besonderer Vorteil der Verwendung niedrig schmelzender Schwermetalle besteht darin, daß diese zugleich die mechanische Festigkeit der AbstützungA particular advantage of using low-melting heavy metals is that these at the same time the mechanical strength of the support

erhöhen. Durch Verwendung einer entsprechend dikken Schicht eines Übertragungsmediums kann der Stützkörper sehr dünn und leicht gemacht werden. Er braucht bei Innenplattierung dann nur die Funktion zu erfüllen, als Gußform für das zwischen ihn und den Grundkörper einzugießende. Schwermetall zu dienen. Bei Außehplattierungen kann der Stützkörper sogar ganz wegfallen, indem der gesamte Innenraum des Grundkörpers mit Schwermetall ausgegossen wird.raise. By using an appropriately thick layer of a transmission medium, the Support body can be made very thin and light. In the case of internal plating, it then only needs the function to meet, as a mold for that to be poured between him and the base body. Heavy metal to serve. In the case of outer cladding, the support body can even be omitted entirely by removing the entire interior of the base body is poured out with heavy metal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Plattieren von Hohlkörpern, wie Rohren, Ringen, Zylindern, bei dem ein Grundkörper und ein Plattierkörper konzentrisch zueinander angeordnet werden, der Plattierkörper mittels vorzugsweise von einer Spreng- oder Explosivstoffladung entwickelter, auf ihn einwirkender Hochenergie auf den Grundkörper aufplattiert wird und der Grundkörper während des Aufplattierens auf der vom Plattierkörper abgewandten Seite durch einen ebenfalls konzentrisch angeordneten Stützkörper abgestützt ist. wobei in den Stützkörper ein praktisch inkompressibles Medium eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium als Übertragungsmedium (5) zwischen den Stützkörper (4) und den Grundkörper (1) in flüssiger Form eingeführt, vor dem Durchführen des Aufplattierens zum Erstarren gebracht und nach dem Durchführen des Aufplattierens zum Lösen des plattierten Grundkörpers (1) vom Stützkörpe'r (4) verflüssigt wird.1. Process for plating hollow bodies, such as tubes, rings, cylinders, in which a Base body and a plating body are arranged concentrically to one another, the plating body by means of acting on it, preferably developed by an explosive or explosive charge High energy is plated onto the base body and the base body during the Plating on the side facing away from the plating body by a likewise concentric arranged support body is supported. being a practically incompressible in the support body Medium is introduced, characterized in that that the medium is introduced as a transmission medium (5) between the support body (4) and the base body (1) in liquid form, Solidified before plating and after performing of the plating to detach the plated base body (1) from the support body (4) is liquefied will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertragungsmedium (5) verwendet wird, dessen spezifischer Schallwiderstand gleich oder ähnlich groß wie derjenige des Grundkörpers (1) ist.2. The method according to claim 1, characterized in that that a transmission medium (5) is used whose specific sound resistance is the same or similar in size as that of the base body (1). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Übertragungsmedium (5) ein bei niedrigen Temperaturen schmelzendes, reines oder legiertes Schwermetall verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission medium (5) a pure or alloyed heavy metal that melts at low temperatures is used will. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwermetall Pb, Sn, Bi, Zn, Cd, Sb oder deren Legierungen verwendet werden. ·4. The method according to claim 3, characterized in that the heavy metal Pb, Sn, Bi, Zn, Cd, Sb or their alloys can be used. · 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine ternäre Pb-Sn-Bi-, Pb-Cd-Bi-, Sn-Pb-Cd- oder Sn-Cd-Bi-Legierung verwendet wird.5. The method according to claim 4, characterized in that a ternary Pb-Sn-Bi-, Pb-Cd-Bi-, Sn-Pb-Cd or Sn-Cd-Bi alloy is used.
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