DE1577106C3 - Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundkörpers mit einem Grundmetall und einem davon unterschiedlichen Plattiermetall - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundkörpers mit einem Grundmetall und einem davon unterschiedlichen PlattiermetallInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundkörpers mit einem Grundmetall
und einem davon unterschiedlichen Plattiermetall durch Zusammenwalzen, bei dem das Grundmetall
in einer Stärke von weniger als 12,7 mm und das Plattiermetall in einer Stärke von weniger als 6,35 mm
verwendet wird, das Grundmetall mit dem kalten Plattiermetall erst zwischen den Walzen zusammengeführt
wird, der Einschlußwinkel zwischen Grund- und Plattiermetall größer als 5 und höchstens 22° gewählt
wird, das Plattiermetall bereits vor der Berührung mit dem Grundmetal! in Anlage mit der entsprechenden
Walze gebracht wird, und das Grundmetall und das Plattiermetall in einem Stich unter Verminderung der
Ausgangsstärke um mindestens 40 Prozent zum Verbundkörper gewalzt werden, nach Patent 15 77 104.
Das Verfahren nach dem älteren Vorschlag gemäß Patent 15 77 104 ermöglicht die Herstellung von
Verbundkörpern mit einem Grundmetall aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und mindestens einem
davon unterschiedlichen Plattiermetall durch Zusammenwalzen, die sich durch besondere Festigkeit der
Bindung auszeichnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens gemäß diesem älteren
Vorschlag dar und hat zur Aufgabe, das Verfahren gemäß dem älteren Vorschlag für eine noch größere
Zahl von Legierungen verwendbar zu machen und dabei mit niedrigeren Vorerhitzungstemperaturen auszukommen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß ein erster Plaliierungspartner ein Metall mit einer Rekristallisationstemperatur unter 260° C ist, der durch die durch das Zusammenwalzen erzeugte Temperaturerhöhung mindestens teilweise zur Rekristallisation gebracht wird, während der oder die weitere(n) Plaitierungspartner unrekristallisiert bleiben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß ein erster Plaliierungspartner ein Metall mit einer Rekristallisationstemperatur unter 260° C ist, der durch die durch das Zusammenwalzen erzeugte Temperaturerhöhung mindestens teilweise zur Rekristallisation gebracht wird, während der oder die weitere(n) Plaitierungspartner unrekristallisiert bleiben.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders einfach und wirtschaftlich, da an Vorerhitzungsaufvvand
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gespart werden kann. Die Rekristallisation des ersten Plattierungspartners kann dabei entweder im Walzspalt
oder unmittelbar nach Austritt des Verbundkörpers aus dem Walzspalt erfolgen. Die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Verbundkörper sind wahlweise nur auf einer oder auf beiden Seiten plattiert.
Als »rekristallisiert« wird ein Gefüge angesehen, bei dem bei metallographischen Untersuchungen 25 Prozent
der betrachteten Oberfläche als näherungsweise gleichachsigen Körpern nicht deformierten Metalls
festgestellt werden. Analog wird unter »Rekristallisieren« auch eine Verminderung der Härte des Materials
um mindestens 25 Prozent des Unterschiedes zwischen der Härte des durch Kaltverformung gehärteten
Metalls und der Härte des vollständig weichgeglühten Metalls verstanden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die beim Zusammenwalzen erzeugte Wärme zur Temperaturerhöhung
der Plattierungspartner verwendet. Je mehr nun die Plattierungspartner beim Walzen
verfofmt werden, d. h., je weiter in einem Stich heFabgewalzt wird, desto mehr Wärme wird dem
Verbundmetall bzw. dem Verbundkörper zugeführt. Beispielsweise wird durch Herabwalzen um 57 Prozent
der Verbundkörper höher erhitzt, als durch Herabwalzen um 40 Prozent. Wenn man die Stärkeverminderung
so wählt, daß einer der beiden Plattierungspartner durch die Einwirkung der dabei entwickelten Hitze und der
nicht in Wärme umgewandelten restlichen mechanischen Energie rekristallisiert, so wird dieser Bestandteil
praktisch einem Warmwalzvorgang unterworfen und wird dabei weicher als.der andere Bestandteil, d. h., daß
der andere, nicht rekristallisierende Bestandteil während des Walzens relativ härter wird. Der gesteigerte
Duktilitätsunterschied zwischen dem Grundmetail und dem Plattiermetall führt zu einer Turbulenz an der
Grenzfläche zwischen Grundmetall und Plattiermetall, wodurch eine bessere Bindung zustande kommt.
Die Rekristallisation ist natürlich zeit- und temperaturabhängig. Sie tritt deshalb nicht spontan durch die
ganze rekristallisierende Komponente auf. Die Rekristallisation erfolgt in einem endlich großen Zeitraum
und hängt von dem Verformungsgrad und der Temperatur ab, auf die sich das Material im Walzspalt
erhitzt. Die Rekristallisationsgeschwindigkeit ist umso höher, je höher die im Walzspalt erreichte Temperatur
des Materials ist. Dementsprechend beginnt zwar der Rekristallisationsvorgang beim erfindungsgemäßen
Verfahren im Walzspalt, hält aber zumindest einige Sekunden nach dem Austritt des Verbundkörpers aus
dem Walzspalt weiter an. Der Abstand von der Walze, in welchem keine weitere Rekristallisation im Verbundmetall
mehr auftritt, hängt von der Walzgeschwindigkeit ab.
Das rekristallisierte Gefüge enthält etwa kugelförmige Körner mit untereinander praktisch gleichen Achsen.
Dies ist eine Folge der Keimbildung unverformter Kristallite, die bei ihrem Wachstum verformtes Metall
aufzehren. Das Gefüge der nicht rekristallisierten Komponente ist in Walzrichtung stark gelängt, wobei
die Länge der gelängten Körner sich zu ihrer Dicke mindestens wie 2 : 1 verhält. Grundmetall und Plattiermetall
sind ohne eine Oxidzwischenschicht direkt miteinander verbunden, d. h., zwischen Grundmetall und
Plattiermetall ist wenig oder kein feststeilbares Oxid vorhanden. Weiterhin ist die Grenzfläche zwischen
Grundmetall und Plattiermetall dadurch gekennzeichnet, daß keine atomare Diffusion in der einen oder
anderen Richtung zu erkennen ist, und ferner dadurch, daß die Berührungsfläche zwischen den beiden Metallen
um mindestens 10 Prozent größer ist, als die plane Fläche der Verbundmetallbleche. Grundmetall und
Plattiermetall werden im allgemeinen den Walzen so zugeführt, daß sie einen Winkel von mindestens 5° und
in der Regel mindestens 10° einschließen, wodurch erreicht wird, daß Grundmetall und Plattiermetall erst
im Walzspalt miteinander in Berührung kommen. Diese
ίο Maßnahme ist jedoch nicht verfahrensnotwendig. In der
Regel beträgt der von Grundmetall und Plattiermetall eingeschlossene Winkel zwischen 5 und 22°.
Es ist zwar bekannt (DE-OS 4 65 540), den Walzdruck bzw. die beim Walzen entstehende Verlustenergie zur
Erhitzung des Walzgutes auszunutzen. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt jedoch die überraschende
Erkenntnis, die Erwärmung im Walzspalt derart zu steuern, daß nur ein Plattierungspartner mindestens
teilweise zur Rekristallisation gebracht wird. Dabei lassen sich Verbundkörper durch Zusammenwalzen von
Grundmetall und Plattiermetall herstellen, ohne daß eine oder gar beide der Komponenten erhitzt werden
müssen. Es kann allenfalls erforderlich sein, das Grundmetall leicht zu erwärmen. Dies ist ein besonderer
Vorteil der Erfindung. Wird z. B. ein Verbundmetall hergestellt aus Kupfer von handelsüblicher Reinheit, das
bei etwa 191°C rekristallisiert, als Grundmetall und einer Kupfer-Nickel-Legierung aus 75 Prozent Kupfer
und 25 Prozent Nickel als Plattiermetall, die bei etwa 538° C rekristallisiert, so muß, wenn Grundmetall und
Plattiermetall ohne vorherige Erwärmung des Grundmetalls zusammengewalzt werden, in einem Stich sehr
stark herabgewalzt v/erden, um das Grundmetall zum Rekristallisieren zu bringen, d. h., die Stärkeverminderung
in einem Stich muß mindestens 81 bis 90 Prozent betragen. V/ill man Stärkeverminderung je Stich
anwenden, so ist das Grundmetall etwas anzuwärmen, z. B. auf 94 bis 135° C, wodurch ein Herabwalzen um nur
70 bis 80 Prozent erforderlich ist, um das Grundmetall zum Rekristallisieren zu bringen. Wahlweise kann das
Grundmetall ein kaltverformtes Gefüge aufweisen, z. B. 3 bis 50 Prozent Kaltverformung. In diesem Fall erfolgt
die Rekristallisation bereits bei einem Herabwalzen von 70 bis 80 Prozent auch ohne Vorerwärmung des
Grundmetalls. Gewünschtenfalls können die Walzbedingungen z. B. durch Regelung des Schmiermittels oder
der Walzgeschwindigkeit so gewählt werden, daß das Grundmetall sich auf eine Temperatur von über 1910C
erhitzt, wodurch es rekristallisiert. Auf Grund seiner
5J hohen Rekristallisationstemperatur rekristallisiert die
Kupfer-Nickel-Legierung unter der Einwirkung der dem Verbundmetall beim Walzen zugeführten verhältnismäßig
geringen Wärmemenge natürlich nicht.
Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren in Fällen anwenden, in denen ein Plattierungspartner
ein verhältnismäßig weiches Metall, z. B. Kupfer, und mindestens ein weitere·· Plattierungspartner
ein verhältnismäßig hartes Metall ist.
Vorteilhafte bzw. bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen von Unteransprüchen.
Vorteilhafte bzw. bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen von Unteransprüchen.
Vorzugsweise finden als erster Plattierungspartner Kupfer oder eine Kupferlegierung, beispielsweise
Kupfer von handelsüblicher Reinheit, verschiedene hochleitfähige Kupferqualitäten mit einer Leitfähigkeit
von mehr als 50 Prozent I.A.C.S., oder auch vergleichsweise
niedrigschmelzende Metalle, wie Blei, Zinn, Zink, Aluminium oder Legierungen aus diesen Metallen,
Verwendung.
Als weiterer Plattierungspartner sind eine Kupferlegierung oder Blei, Zinn, Nickel, Zink, Titan, Eisen, Silber,
Aluminium oder eine Legierung dieser Metalle bevorzugt.
Bei einer bevorzugten Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Grundmetall als der
erste, also der rekristallisierende Plattierungspartner verwendet. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sehen dabei vor, daß das Grundmetall beidseitig, insbesondere auch beidseitig
mit unterschiedlichen Metallen, plattiert wird.
Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens 25 Prozent, vorzugsweise sogar
50 Prozent des Gefüges des ersten Plattierungspartners zur Rekristallisation gebracht.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung muß ein weiterer Plattierungspartner eine Rekristallisationstemperatur
besitzen, die um mindestens 55,5° C, vorzugsweise um mindestens 167°C, höher liegt als die des ersten
Plattierungspartners. Mit Rekristallisationstemperatur wird hier die niedrigste Temperatur bezeichnet, bei der
eine Rekristallisation des kaltverformten Metalls in einer bestimmten Zeit erfolgt. Nominell bedeutet
»kaltverformt«, das mindestens 50 Prozent des Materials ein durch Kaltverformung entstandenes Gefüge
besitzen. Bei dem angegebenen Unterschied zwischen den Rekristallisationstemperaturen können die Verfahrensbedingungen
bequem so gewählt werden, daß nicht beide Plattierungspartner in der vorstehend definierten
Weise merklich rekristallisieren.
Grundmetall und Plattiermetall können vor der Verarbeitung beliebig angelassen werden und ein
beliebiges Gefüge besitzen, sofern sie den vorstehend genannten Bedingungen bezüglich der Rekristallisationstemperaturen
genügen. Vorzugsweise soll das Grundmetall durch Kaltverformen verfestigt und das
Plattiermetall weichgeglüht sein, da dann der Unterschied zwischen den Rekristallisationstemperaturen
größer ist.
Besonders wenn gewünscht ist, den Verformungsgrad beim Walzen nicht zu hoch zu wählen, ist in
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der erste Plattierungspartner vor dem Einführen in den Walzspalt
vorerhitzt wird. Vorzugsweise wird diese Vorerhitzung auf weniger als 135° C vorgenommen.
Als besonders günstige und daher bevorzugte Parameter beim Zusammenwalzen der Plattierungspartner
hat sich eine Walzgeschwindigkeit von mindestens 6,01 m/min und ein Verformungsgrad im ersten
Walzstich von bis zu 90 Prozent herausgestellt. Grundmetall und Plattiermetall treten dabei günstigerweise in
einem Winkel in die Walzen ein, so daß sie erst am Eingriffspunkt der Walzen miteinander in Berührung
kommen. Der jeweils anzuwendende Wert der genannten Parameter hängt vom verwendeten Grundmetall
bzw. von dessen Rekristallisationstemperatur und seiner Temperatur beim Eintritt in die Walzen ab. Vorzugsweise
werden die Komponenten mit einer Geschwindigkeit von 18,28 bis 91,44 m/min und mit einer Stärkeverminderung
von 70 bis 85 Prozent je Stich zusammengewalzt. Beispielsweise soll Kupfer als Grundmetall in
Abhängigkeit davon, in welchem Ausmaß es durch Kaltverformen verfestigt ist, beim Eintritt in die Walzen
eine Temperatur von vorzugsweise etwa 15 bis 135°C besitzen. Je höher der Anteil an kaltverformtem Gefüge
ist, desto niedriger kann die Eintrittstemperatur sein.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Grundmetall
Kupfer von handelsüblichem Reinheitsgrad und als Plattiermetall eine Legierung aus 75 Prozent Kupfer
und 25 Prozent Nickel verwendet. Diese Plattierung kann ein- oder beidseitig erfolgen. Dieses Verfahren
läßt sich besonders vorteilhaft auf die Herstellung von Münzen anwenden.
In dem Patent 15 77 104, dem eingangs erwähnten älteren Vorschlag, sind vielfältige Vorteile des dortigen
ίο Verfahrens genannt. Im folgenden werden nun Vorteile
bzw. Erläuterungen aufgeführt, die auch im weiteren Bereich des erfindungsgemäßen Verfahrens von besonderer
Bedeutung sind.
An Walzverfahren zur Herstellung metallischer Verbundkörper aus unterschiedlichen Metallen besteht aus wirtschaftlichen und technischen Gründen ein großes Bedürfnis, da sich in ihnen die günstigen Eigenschaften des Grundmetalls und des Plattiermetalls in vorteilhafter Weise kombinieren lassen. Bei einer einzigen Legierung können häufig zahlreiche Eigenschaften, wie der Elastizitätsmodul, die Farbe, die Dichte und die Festigkeit in Kombination mit hoher thermischer oder elektrischer Leitfähigkeit durch Zulegieren oder thermische Behandlung nicht wesentlich geändert werden. Im Fall von Verbundkörpern lassen sich jedoch bei Beibehaltung der vorteilhaften Eigenschaften des Grundmetalls zusätzlich an der Oberfläche die Eigenschaften des Plattiermetalls zur Geltung bringen, wodurch in Kombination gegenüber einer einzigen Legierung stark geänderte und erwünschte Eigenschaften entstehen.
An Walzverfahren zur Herstellung metallischer Verbundkörper aus unterschiedlichen Metallen besteht aus wirtschaftlichen und technischen Gründen ein großes Bedürfnis, da sich in ihnen die günstigen Eigenschaften des Grundmetalls und des Plattiermetalls in vorteilhafter Weise kombinieren lassen. Bei einer einzigen Legierung können häufig zahlreiche Eigenschaften, wie der Elastizitätsmodul, die Farbe, die Dichte und die Festigkeit in Kombination mit hoher thermischer oder elektrischer Leitfähigkeit durch Zulegieren oder thermische Behandlung nicht wesentlich geändert werden. Im Fall von Verbundkörpern lassen sich jedoch bei Beibehaltung der vorteilhaften Eigenschaften des Grundmetalls zusätzlich an der Oberfläche die Eigenschaften des Plattiermetalls zur Geltung bringen, wodurch in Kombination gegenüber einer einzigen Legierung stark geänderte und erwünschte Eigenschaften entstehen.
Kupfer oder Kupferlegierungen besitzen beispielsweise die Vorteile hoher Leitfähigkeit und guter
Kaltverformbarkeit. Verbundkörper mit einem Grundmetall aus Kupfer oder einer Kupferlegierung weisen
also weiterhin diese erwünschten Eigenschaften auf, während außerdem die Eigenschaften des Plattiermetalls,
beispielsweise Verschleißfestigkeit, Farbe, Beständigkeit gegen Oxidation bzw. Anlaufen und Möglichkeiten
der Oberflächenveredelung bzw. Oberflächengüte, zur Geltung gebracht werden. So sind Kupfer-Verbundkörper
beispielsweise vorteilhaft als hochleitfähige elektrische Leitungen, hochfeste Federn, Stromabnehmer
und durch Kaltverformung verfestigte Metallwaren einsetzbar.
Bei der Herstellung von Verbundkörpern mit einem Grundwerkstoff aus Kupfer ist es häufig schwierig, eine
feste Bindung zu erzielen, die den normalerweise zu erwartenden Anforderungen standhält. So stellt man —
beispielsweise bei mäßigen oder erhöhten Temperaturen — eine Neigung zur Ausbildung einer Zwischenschicht
aus spröden, intermetallischen Verbindungen an der Grenzfläche zwischen dem Kupfergrundmetall und
dem Plattiermetall fest. Diese Zwischenschicht kann beim Biegen des Verbundkörpers leicht splittern oder
platzen, wodurch die Brauchbarkeit des Verbundkörpers begrenzt ist.
Kupfer neigt weiterhin bei den zum Warmwalzen erforderlichen mäßigen oder erhöhten Temperaturen
zur Ausbildung von Oxidschichten, die einer festen Bindung hinderlich sind. Einige Kupferoxide bilden
stark haftende plastische Schichten und führen daher zu besonders großen Schwierigkeiten bei der Plattierung,
während andere Oxide, beispielsweise Aluminiumoxide und Eisenoxide, beim Warmwalzen aufbrechen können
und infolgedessen keine Zwischenschicht bilden.
Mit dem Verfahren gemäß dem älteren Vorschlag lassen sich auf Grund der besonderen Verfahrensbedin-
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gungen und der im Vergleich zur Temperatur des Plattiermetalls hohen Temperatur des Grundmetalls
ausgezeichnete Bindungen erzielen. Der Temperaturunterschied führt zu einem stark erhöhten Duktilitätsunterschied
zwischen Grundmetall und Plattiermetall. Es tritt auch Turbulenz an der Berührungsfläche
zwischen Grundmetall und Plattiermetall auf/wodurch eine bessere Bindung der Plattierungspartner zustande
kommt. Der Duktilitätsunterschied und die erzeugte Turbulenz genügen, um die Ausbildung einer Oxidzwischenschicht
zu verhindern, da die Oxidschicht aufgebrochen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders einfach in der Durchführung und erlaubt die Herstellung
von vorteilhaften Verbundkörpern ausgezeichneter physikalischer Eigenschaften, wie hoher Bindungsfestigkeit.
Dabei stellt man praktisch keine Metalldiffusion zwischen den Plattierungspartnern, beispielsweise keine
Diffusion von Aluminiumatomen in das Kupfergrundmetall mit Ausbildung intermetallischer Cu-Al-Verbindungen,
fest, wodurch spröde Verbindungen an der Grenzfläche gebildet werden könnten. Das erfindungsgemäße
Verfahren liefert diese überraschenden Vorteile auf einfachem Wege, ohne daß teure Vorrichtungen
oder aufwendige Verfahrensmaßnahmen verwendet werden müßten, wie das bisher häufig der Fall war.
Grundmetall und Plattiermetall können in Form von aufgerollten Bändern oder Blechen vorliegen. Die
geringste verarbeitbare Dicke der Plattierungspartner beträgt etwa 0,0254 mm.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß das Plattiermetall sowohl bei ein- als auch bei beidseitiger
Plattierung erst mit der Walze in Berührung kommt, bevor es mit dem Grundmetall in Berührung kommt. An
der Vorderseits der Walzen, der Aufgabeseite, bewegen sich das Plattiermetall und die Walzen mit unterschiedlichen
linearen Geschwindigkeiten. Dagegen bewegen sie sich an der Ausgangsseite mit der gleichen Geschwindigkeit
auf Grund der Verringerung der Stärke des Verbundkörpers. Der Geschwindigkeitsunterschied
zwischen dem Plattiermetall und den Umfangsflächen der Walzen zusammen mit dem Vorkontakt zwischen
dem Plattiermetall und den Walzen sowie der mit der Rekristallisation des Grundmetalls verbundenen Atomverschiebung
führt zu einer turbulenten Strömung von Metall an der Grenzfläche, wodurch eine innigere
Bindung verursacht und die Grenzfläche des Verbundkörpers im allgemeinen um 20 Prozent oder mehr
erhöht wird.
Vorzugsweise beträgt der Einschlußwinkel zwischen Grundmetall und Plattiermetall beim Eintritt in die
Walzen mindestens 10°, im allgemeinen zwischen 5 und 22°, um sicherzustellen, daß die Plattierungspartner erst
im Walzspalt in Berührung kommen.
Es wird eine möglichst große Scherkraft an der Grenzfläche zwischen dem Grundmetall und dem
Plattiermetall angestrebt, wodurch sich gegenüber dem ebenen Material eine um mindestens 10 Prozent
vergrößerte Grenzfläche ergibt. Diese wesentlich vergrößerte Berührungsfläche kann wellenförmig ausgebildet
sein.
Es ist bevorzugt, jedoch nicht notwendig, die bindenden Oberflächen sowohl des Grundmetalls als
auch des Plattiermetalls mechanisch aufzurauhen, um einen guten Oberflächenkontakt am Eingriffspunkt der
Walzen zu haben. Beispielsweise können die Oberflächen mit einer Drahtbürste behandelt oder geschliffen
ίο werden.
Oberflächliche Oxide sind im allgemeinen beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht störend, wenn es
sich nicht um sehr dicke Schichten handelt. Dies ist überraschend und ein beträchtlicher Vorzug, da bei den
herkömmlichen Verfahren Oberflächenoxide vor der Bildung des Verbundkörpers entfernt werden müssen.
Bei der herkömmlichen Verarbeitung wird häufig unter Schutzgas gearbeitet, so daß sich keine Oberflächenoxide
vor der Bildung des Verbundkörpers bilden können.
Diese besonderen Vorsichtsmaßnahmen sind im erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig.
Es ist jedoch sehr erwünscht, Schmutz oder anhaftendes Gleitmittel von der Oberfläche der
Plattierungspartner vor dem Zusammenwalzen zu entfernen, um eine hohe Haftreibung zwischen dem
Grundmetall und dem Plattiermetall sicherzustellen. Hierfür kann jedes Reinigungsverfahren angewendet
werden, z. B. Waschen des Grundmetalls und des Plattiermetalls mit einer Seifenlösung, einer Netzmittel-
3ü lösung, einem alkalischen Reiniger oder mit Lösungsmitteln,
wie Tetrachlorkohlenstoff oder Trichloräthylen. Ein weiterer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt darin, daß der Verbundkörper nach dem Walzen nicht mehr diffusionsgeglüht werden muß. Bei
ü herkömmlichen Verfahren ist häufig ein Diffusionsglühen
notwendig, um eine Bindung zwischen dem Grundmetall und dem Plattiermetall auszubilden. Die
Tatsache, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren kein Diffusionsglühen erforderlich ist, ist besonders bedeutungsvoll,
da durch das Diffusionsglühen auf Grund der erforderlichen langen Behandlungsdauer und der
gemeinsamen Diffusion von Gasen zur Grenzfläche zwischen dem Grundmetall und dem Plattiermetall
häufig Blasen od. dgl. auftreten. Das Diffusionsglühen fördert außerdem die Bildung von Metall-Metall-Verbindungen.
Im Anschluß an das Walzen sind beim erfindungsgemäßen
Verfahren keine Arbeitsgänge mehr erforderlich. Die Verbundkörper sind bereits verwendungsfertig.
Es kann natürlich erwünscht sein, herkömmliche anschließende Arbeitsgänge für bestimmte Anwendungszwecke
auszuführen, beispielsweise kann man eine kurze thermische Behandlung zur Verminderung
von Spannung oder zur Erzielung gewünschter Eigenschäften anwenden, z. B. eine kurze Temperatur oder
Alterung, ein Walzen zur Kontrolle der Abmessungen, ein zusätzliches Verfestigen durch Verformung.
230 220/2
Claims (18)
1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundkörpers mit einem Grundmetall und einem
davon unterschiedlichen Plattiermetall durch Zusammenwalzen, bei dem das Grundmetall in einer
Stärke von weniger als 12,7 mm und das Plattiermetall in einer Stärke von weniger als 6,35 mm
verwendet wird, das Grundmetall mit dem kalten Plattiermetall erst zwischen den Walzen zusammengeführt
wird, der Einschlußwinkel zwischen Grund- und Plattiermetall größer als 5 und höchstens 22°
gewählt wird, das Plattiermetall bereits vor der Berührung mit dem Grundmetall in Anlage mit der
entsprechenden Walze gebracht wird, und das Grundmetall und das Plattiermetall in einem Stich
unter Verminderung der Ausgangsstärke um mindestens 40% zum Verbundkörper gewalzt werden,
nach Patent 15 77 104, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Plattierungspartner ein
Metall mit einer Rekristallisationstemperatur unter 260° C ist, der durch die durch das Zusammenwalzen
erzeugte Temperaturerhöhung mindestens teilweise zur Rekristallisation gebracht wird, während der
oder die weitere(n) Plattierungspartner unrekristallisiert bleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Plattierungspartner Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Plattierungspartner ein
Metall der Gruppe Blei, Zinn, Zink, Aluminium oder eine Legierung aus diesen Metallen ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Plattierungspartner
eine Kupferlegierung oder Blei, Zinn, Nickel, Titan, Eisen, Silber, Aluminium oder eine
Legierung dieser Metalle verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall als
der erste Plattierungspartner verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall beidseitig plattiert
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall beidseitig mit
unterschiedlichen Metallen plattiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 25 Prozent,
vorzugsweise mindestens 50 Prozent, des Gefüges des ersten Plattierungspartners zur Rekristallisation
gebracht werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Plattierungspartner
ein Metall verwendet wird, dessen Rekristallisationstemperatur um mindestens 55,50C
höher liegt als die des ersten Plattierungspartners.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als weiterer Plattierungspartner
ein Metall verwendet wird, dessen Rekristallisationstemperatur um mindestens 167°C
höher liegt als die des ersten Plattierungspartners.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Piattierungspartner vor dem Einführen in den Walzspalt
vorerhitzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Plattierungspartner auf
weniger als 1350C vorerhitzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall mit
einem kaltverformten Gefüge dem Walzspalt zugeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattiermetall mit
einem weichgeglühten Gefüge dem Walzspalt zugeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Piattierungspartner
mit einer Geschwindigkeit von mindestens 6,01 m/min zusammengewalzt werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der
Plattierungspartner im ersten Walzstich um bis 90 Prozent vermindert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bia 16,
dadurch gekennzeichnet, daß als Grundmetall Kupfer von handelsüblichem Reinheitsgrad und als
Plattiermetall eine Legierung aus 75 Prozent Kupfer und 25 Prozent Nickel verwendet wird.
18. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 17 auf die Herstellung von Münzen.
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