DE1558790B2 - Verfahren zur Herstellung von Rollenelektroden für die elektrische Widerstandsschweißung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rollenelektroden für die elektrische Widerstandsschweißung aus Rohlingen aus einer Legierung, bestehend aus 0,6% Chrom, Rest Kupfer, gegebenenfalls mit geringen, die Warmplastizität verbessernden, üblichen Zirkoniumzusätzen.

Zur Verbesserung der Gebrauchseigenschaften von beispielsweise Kupfer-Zirkonium-Legierungen mit 0,1 bis 5% Zirkonium ist es bereits bekannt, diese Legierungen auf eine Temperatur von 700° bis 1000° C zu bringen, bei der sie lösungsgeglüht werden, und anschließend abzuschrecken.

Auch hat man bereits vorgeschlagen, eine Kupfer-Zirkonium-Legierung mit 0,01 bis 0,15 % Zirkonium nach dem Lösungsglühen abzuschrecken und unter Querschnittsverminderung kalt zu verformen. Solche Legierungen sind für Leiterelemente, wie Kommutatorsegmente an elektrischen Maschinen geeignet, bei denen es auf optimale Festigkeitswerte des Werkstoffes senkrecht zu Verformungsrichtung ankommt. Für Halbzeuge jedoch, die in Form von Stangen, Drähten und dergleichen vorliegen, erscheint ein solches Verfahren wenig sinnvoll, da bei diesen die Ordinate der Querrichtung nicht eindeutig bestimmbar ist und eine echte technologische Bedeutung besitzt.

Es ist weiterhin ein Verfahren zur Veredelung von siliciumhaltigen Kupferlegierungen bekanntgeworden, bei denen das am Zusätzmetall gebundene Silicium ausschließlich mit Nickel, Eisen, Kobalt oder Chrom verbunden ist. Diese Legierungen werden bei etwa 800° C einer Knetbehandlung unterworfen, in unmittelbaren Anschluß hieran abgeschreckt und unter Vermeidung eines besonderen Glühvorganges, jedoch gegebenenfalls mit Zwischenverarbeitung, in kaltem Zustand angelassen. Dieses Verfahren hat sich für chromhaltige Kupferlegierungen als nicht ausreichend erwiesen (DT-PS 594 957).

Rollenelektroden wurden bislang nach einem Verfahren hergestellt, bei dem zunächst die Rohlinge warm, aber wesentlich unterhalb der Temperatur der Lösungsglühung verformt und anschließend lösungsgeglüht wurden. Kupfer-Chrom-Legierungen neigen aber bekanntlich beim Lösungsglühen zur Grobkornbildung, weshalb das Lösungsglühen mit besonderer Sorgfalt und bei geringeren Temperaturen durchgeführt wurde. Die erreichten Härtewerte betrugen ca.

120 kp/mm². Es wurde festgestellt, daß Rollenelektroden aus Chrom-KupfeF,- die nach dem bekannten Verfahren hergestellt wurden, zu Rißbildungen an der Lauffläche neigen. Die Ursache der Rißbildungen ist auf die Neigung der Kupfer-Chrom-Legierungen zurückzuführen, bei Temperaturen im Bereich der Aushärtungstemperaturen zu verspröden. Darüber hinaus ließen die Festigkeitswerte und auch die elektrischen Leitwerte zu wünschen übrig.
ίο Der Erfindung lag von daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, Rollenelektroden herzustellen, die hohe Festigkeitswerte, hohe Leitwerte und eine geringe Neigung zur Rißbildung an der Lauffläche aufweisen. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung die Rohlinge im Gußzustand bei der Temperatur der Lösungsglühung verformt, danach abge.-schreckt, warm ausgehärtet, kalt verformt und anschließend nochmals ausgehärtet werden. Ein solches Verfahren, bei dem die Warmformgebungstemperatur gleichzeitig zur Lösung von Legierungsbestandteilen, z.B. bei einer zirkoniumhaltigen Kupfer-Chrom-Legierung, des Chroms ausgenutzt wird, as bringt erhebliche Vorteile gegenüber den bisher bekannten Verfahren mit sich. Denn neben der durch den Fortfall der Lösungsglühung in einer gesonderten Fertigungsstufe bedingten Senkung der Fertigungskosten ist eine wesentliche Qualitätsverbesserung des so hergestellten Halbzeugs erreicht. Diese betrifft einmal die erzielte Feinkörnigkeit des Werkstoffes an Stelle der nur schwer vermeidbaren Grobkornbildung bei gesonderter Lösungsglühung von warm umgeformtem Vormaterial. Ferner wird durch die sofortige Abkühlung des rotglühenden Werkstoffes in warmgekneteten Zustand eine Sauerstoffaufnahme in der Außenzone vermieden. Diese Sauerstoffaufnahme in der Außenzone führt bekanntlich unter der Einwirkung von Wasserstoff bei erhöhten Temperatüren, beispielsweise während des Hartlötens, zur Versprödung, sofern diese Außenzone nicht in einem späteren Arbeitsgang spangebend entfernt wird. Durch die nachfolgenden Verfahrensschritte — Wannaushärtung, Kaltverformung und nochmalige Warmaushärtung — werden extrem hohe Werte für die elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Festigkeit bzw. Härte erreicht.

Eine Steigerung dieser Werte kann durch eine nachfolgende Kaltverfestigung erzielt werden.
Die Erfindung ist an Hand eines Beispiels näher beschrieben.

Zur Herstellung von Rollenelektroden aus einer Chrom-Kupfer-Legierang mit 0,6 % Chrom, der gegebenenfalls noch geringe Zusätze an Zirkonium b$igegeben sein können, für die elektrische Widerstandsschweißung, werden die Rollen einzeln aus Gußblöcken bzw. vorgestauchten Stangen warmgestaucht, wobei gleichzeitig der Effekt der Lösungsglühung ausgenutzt wird, und unmittelbar nach dem Warmstauchen werden die Scheiben abgeschreckt. Hierdurch läßt sich ein konstant feinkörniges Gefüge mit Korngrößen von 25 bis 60 μτη gleichmäßig über den gesamten Querschnitt erreichen. Auf diese Weise kann ebenfalls eine wesentliche Härtesteigerung erzielt werden. Die auf diese Weise hergestellten Rollenelektroden werden sodann warm ausgehärtet, anschließend kalt verformt und abschließend nochmals warm ausgehärtet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Rollenelektroden für die elektrische Widerstandsschweißung aus Rohlingen aus einer Legierung, bestehend aus 0,6% Chrom, Rest Kupfer, gegebenenfalls mit geringen, die Warmplastizität verbessernden, üblichen Zirkoniumzusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge im Gußzustand bei der Temperatur der Lösungsglühung verformt, danach abgeschreckt, warm ausgehärtet, kalt verformt und anschließend nochmals warm ausgehärtet werden. .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. sich an die letzte Stufe der Warmaushärtung nochmals eine Kaltverfestigung anschließt.