DE1900273A1 - Durch Sprengplattierung hergestellte Verbundwerkstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY Wilmington, Delaware, U.S.A.

betreffend

Durch Sprengplattierung hergestellte Verbundwerkstoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung.

In den US-Patentschriften 3 137 937 und 3 264 731 sind Verfahren zur Herstellung von metallurgisch verbundenen Plattierungsprodukten mittels Sprengmittel beschrieben. Bei diesen bekannten Verfahren werden die metallurgisch zu verbindenden Metallschichten mit Hilfe eines Sprengmittels derart gegeneinander getrieben, daß sie mit einer Geschwindigkeit aufeinander prallen, die unterhalb 120 %, vorzugsweise unterhalb 100 % der Schallgeschwindigkeit liegt, welche für das Metall in dem Plattierungssystem mit der höchsten Schallgeschwindigkeit gilt. Die Metallschichten bilden zu Anfang einen Winkel miteinander, der gewöhnlich unterhalb 40 ° liegt und vorzugsweise etwa 0° beträgt, d.h. sie sind vorzugsweise im wesentlichen parallel. Auf die äußere Oberfläche von mindestens einer der Schichten wird eine Sprengstoffschicht aufgebracht, die dann gezündet wird, so daß die erforderliche

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progressive Kollision der beiden Metallschichten stattfindet.

Mit Hilfe der erwähnten bekannten Verfahren lassen sich drei Arten von Bindungszonen erhalten, die alle vollständig metallurgisch sind: 1. eine direkte Metall-zu-Metall-Bindung; 2. eine einheitliche Schmelzschicht; 3. eine Mischung aus diesen beiden Arten, angeordnet in einem Wellenmuster. "Direkte Metall-zu-Metall-Bindung" heißt, daß die Metalle an ihren gegenüberliegenden Oberflächen miteinander verbunden

ψ sind, so daß an der Zwischenfläche keine Schicht aus einer verfestigten Schmelze gebildet ist. Unter der als "einheitliche Schraelzschicht" bezeichneten Art der Verbindungszone ist diejenige zu verstehen, bei welcher die Metalle über eine Zwischenschicht aus verfestigter Schmelze von im wesentlichen homogener Zusammensetzung, die im wesentlichen zwei Zwischenschichten bildet, miteinander verbunden sind. Der Typus der Verbindungszone mit Welienmuster ist aus einem Querschnitt senkrecht zu der Zwischensicht und parallel zu der Detonationsrichtung zu erkennen; das Wellenmuster ergibt sich dadurch, daß die Bindungszone sich zusammensetzt aus periodisch im Abstand angeordneten diskreten Eereichen von verfestigter Schmelze zwischen Bereichen

> einer direkten Metall-zu-Metall-Bindung. Dies bedeutet, daß innerhalb der Bindungszone in den Bereichen der direkten Metallzu-Metall-Bindung eine einzige Zwischenfläche, Metall-zu-Metallentstanden ist, während sich in den Bereichen wo "Schmelztaschen" oder Schmelzregionen vorhanden sind zwei Zwischenflächen, nämlich Metall-Schmelze und Schmelze-Metall gebildet haben. Ohne Rücksicht auf den Typus der Bindungszone findet in dem so entstandenen Verbundprodukt im wesentlichen keine Diffusion zwischen den Zwischenflächen an der Bindungszone statt.

Bei allen zu verbindenden Metall/rührt die Schmelzschichtbindung zu einem Produkt von höherer Scherfestigkeit; bei Metallsystemen, die duktile Legierungen bilden, ergibt dieser

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Typ der Bindung ein Produkt, daß sich außerdem hervorragend bearbeiten läßt. Wenn allerdings spröde Legierungen oder Zwischenmetalle gebildet werden, muß eine Schmelzschichtbindung extrem dünn sein (z.B. weniger als 10 /U und vorzugsweise weniger als 1/u), wenn das Produkt die zum Verformen notwendige Verarbeitbarkeit aufweisen soll. Auch die Plattierungs- oder Aufbringmetallschicht muß dann verhältnismäßig dünn sein, d.h. ihre Dicke muß weniger als etwa 4,2 mm (1/8 Zoll) betragen. Aus diesem Grunde ist bei Metallsystemen, die spröde Legierungen oder spröde Intermetallverbindungen bilden, ein Bindungstyp bevorzugt, bei dem eine große Anzahl von direkten Metall-zu-Metall-Bindungen abwechseln mit Schraelzlegierungen. Dies ist einer der Gründe aus denen die wellenförmige Bindungszone, bei welcher der Hauptanteil der Bindungsstellen dem Metall-zu-Metall-Typus angehört, bevorzugt ist. Die wellenförmige Bindungszone ist im allgemeinen auch deshalb gegenüber der im wesentlichen geraden Bindung bevorzugt, da sie einen größeren Zwischenflächenbereich aufweist.

Gemäß einem früheren Vorschlag (US-Patentanmeldung

Nr. 503 261) lassen sich die aus den US-Patentschriften

_Λ „ „„,,„ bekannten Verfahren

3 137 937 und 3 264 731/so verbessern, daß man Plattierungsprodukte erhält, die an der Bindungszone eine minimale Mengevon verfestigter Schmelze aufweisen und daher hinsichtlich der Festigkeit und Duktilität verbessert sind. Gemäß diesem vorgeschlagenen Explosionsplattierungsverfahren werden die Metallschichten zu Anfang in einem Winkel von weniger als 10 %, vorzugsweise von etwa 0 %_% angewendet, worauf man sie bei einem gewissen Aufschlagwinkel und einer Geschwindigkeiti die unterhalb der Geschwindigkeit liegt, bei welcher große Mengen an verfestigter Schmelze in der Zwischenfläche erzeugt werden, aufeinander prallen läßt; Aufprallwinkel bis zu etwa 20 ° und Kollisionsgeschwindigkeiten von etwa 1400 bis 25ΟΟ m/sec. sind als Beispiele angegeben. Die so erhaltenen Produkte

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einschließlich derjenigen, bei welchen Aluminium auf Stahl gebunden ist, sind zu über 90 % ihrer Zwischenflächen aneinander gebunden und haben einen geringen Schmelzegehalt.

Es wurde jedoch gefunden, daiS das technisch wichtige System, Aluminium/Stahl, sich in zweierlei Hinsicht von vergleichbaren anderen i^vie tall Kombinat ionen unterscheidet. Bei der üblichen Situation, d.h. wenn Aluminium auf eine Schicht von Stahl getrieben wird, erhöhen/erst'e'ns abfallende Kollisionsgeschwindigkeiten innerhalb des als Beispiel gewählten Bereiches von etwa 1200 bis 1400 m/sec. nicht die Anzahl an direkten Metall-Stahl-Bindungen bei Aufschlagwinkeln bis zu etwa 20°. Zweitens Iäi3t sich der bevorzugte Tvdus der wellenbindung, (worin zwischen Bereichen unmittelbarer Metall-zu-netallbindung Eereiche mit Schmelze zwischen den Metallen vorhanden sincl zwischen Aluminium und Stahl bei Kollisionsgeschwindigkeiten unter etwa 2500 m/sec. nicht hervorrufen, wenn man das Aluminium bei derartigen Aufschlagwinkeln auf den Strahl aufprallen laust.

Aluminium-Stahl-Plattierungen sind von wachsendem technischen Interesse als Verbindungsglieder bei strukturellen und elektrischen Systemen. Zwischen- und Verbindungsglieder aus diesen Aluminium-Stahl-Plattierungen, die z.B. für ZwecKe der Marine oder der Luftfahrt verwendet werden sollen, müssen eine hohe Zugfestigkeit und eine hochgradige Duktilität aufweisen. Bei Verwendung für elektrische Systeme wird von der Aluminium-Stahl-Bindung die höchstmögliche Leitfähigkeit verlangt. Da aber Aluminium und Stahl intermetallische Verbindungen bilden, die sDröde sind und dem Stromdurchgang wesentlich mehr Widerstand entgegensetzen als unmittelbare Aluminium-Stahl-Bindungen, ist ohne weiteres klar, daß Interesse an Aluminium-Stahl-Plattierungen besteht, worin die Bindung nicht nur einen niedrigen Gehalt an verfestigter Schmelze, sondern auch einen hohen Prozentsate an direkter Bindung von Aluminium

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auf Stahl aufweist*

Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Aluminium-Stahl-Plattierungen, worin mindestens eine Schicht aus Aluminium, dessen Streckgrenze vor dem Plattieren "bis zu

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etwa 1200 kg/m beträgt, und eine Schicht aus Stahl mit einer Streckgrenze im Normalzustand von bis zu etwa ^220 kg/m über mindestens 90 % ihrer Berührungsfläche durch eine im wesentlichen diffusionsfreie metallurgische Bindung miteinander verbunden sind. Die Verbesserung besteht in der metallurgischen Bindung und stellt eine wellenförmige Bindung dar, die zu mindestens etwa 70 % in einer direkten Bindung von Aluminium zu Stahl besteht, wobei der Rest periodisch angeordnete, diskrete Bereiche von verfestigter Schmelze sind, die durch die erwähnten Stellen direkter Bindung voneinander getrennt sind.

Unter "im wesentlichen diffusionsfrei" ist der Zustand zu verstehen, bei welchem in der Plattierung die Zwischenschicht und die angrenzenden Bereiche nicht den Gradienten in der Zusammensetzung aufweisen, der bei unter Diffusion -·■-verbundenen Produkten zu erkennen ist. Werden die erfindungsgemäß verbundenen Plattierungen mit einer Elektronensonde oder durch Schnittverfahren mit einer Auflösungsgrenze von 0,2 /U untersucht, so lassen die erfindungsgemäßen Plattierungen vorzugsweise keinerlei Diffusion über ihre Berührungsschichten erkennen.

Die "verfestigte Schmelze" ist eine Mischung der ursprünglichen Metalle, d.h. der Metalle der Aluminium- und der Stahlschicht>und ihrer intermetallischen Verbindungen. Die Zusammensetzung dieser Mischung ist im wesentlichen einheitlich, d.h.. das Gemisch ist von im wesentlichen homogener Zusammensetzung und zwar in jeder der entstehenden "Schmelzetaschen".

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Gegenstand der Erfindung ist ferner" ein verbessertes Explosions-Bindungsverfahren zur Herstellung der obigen neuen Produkte. Die Verbesserung besteht insbesondere in einer progressiven Kollision von mindestens einer Aluminiumschicht

mit einer Streckgrenze bis zu etwa 1200 kg/m mit einer Stahlschicht deren Streckgrenze bei normalisierten Bedingungen bis

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zu 4220 kg/m beträgt, bei einer Kolläsionsgeschwindigkeit von etwa 25OO bis 3400 m/sec. und einem Aufschlagwinkel von etwa 14 bis 25⁰, wobei die gegenseitigen Oberflächen der Schichten vor der Detonation des Sprengstoffes in einem Winkel von weniger als 5 angeordnet sind.

Die Kollisionsgeschwindigkeit ist diejenige Geschwindigkeit, mit welche-r die Linie bzw. der Bereich der Kollision längs der zu verbindenden Stahl- und Aluminiumschicht fortschreitet. Der Aufschlagwinkel ist der Winkel zwischen der Stahl- und der Aluminiumschicht bei dem Aufprall.

Der Ausdruck "Aluminium" wie er hier in Bezug auf die unmittelbar an die Stahlschicht gebundene Metallschicht verwendet wird, umfaßt sowohl reines Aluminium, wie Aluminiumlegierungen mit mindestens 85 Gew.-% Al.

Mit dem Ausdruck "Stahl" werden hier, falls nicht anders angegeben^ Kohlenstoffstähle und niedrig legierte Stähle, d.h. Legierungsstähle mit einem Gehaltvon weniger als 5 Gew.-% Legierungselementen bezeichnet.

In der Zeichnung werden bestimmte Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

In Figur 1 sind die direkten Metall-zu-Metall-Bindungen im Zwischenschichtbereich in Prozent gegen die Kollisionsgeschwindigkeit aufgetragen, wobei eine typische Aluminium-Stahl^PLattierung nach der Erfindung gewählt ist; - 7 -

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Die Figuren 2 und 2A sind Zeichnungen nach Mikrophotos in 2 verschiedenen Vergrößerungen einer typischen Wellenbindungszone, wie sie bei erfindungsgemäßen Aluminium-Stahl-Plattierungen erhalten werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Schicht aus

2 Aluminium mit einer Streckgrenze von bis zu etwa 1200 kg/m metallurgisch gebunden auf eine Schicht aus Stahl, dessen

2 Streckgrenze unter normalisierten Bedingungen bis zu ^-220 kg/m beträgt, wobei die Bindung dadurch verursacht wird, daß man die Aluminiumschicht explosiv derart gegen die Stahlschicht treibt, daß die Aluminium- und die Stahlschicht progressiv mit einer Geschwindigkeit von etwa 25OO bis 3^00 m/sec. und unter einem Aufschlagwinkel von etwa 1Λ bis 25° zusammenprallen, Die Durchführung der Explosionsplattierung in diesem Bereich der Kollisionsgeschwindigkeit und der Aufschlagwinkel und mit den oben angegebenen Typen von Aluminium und Stahl führt zu einer mindestens 9C#igen Bindung durch eine im wesentlichen diffusionsfreie wellenförmige Bindungszone, in welcher mindestens etwa 70 % der Bindung vom Typus einer direken Metall-Metall-Bindung ist, d.h. bei der mindestens etwa 70 % des verbundenen Bereiches eine Berührungsschicht von Metall zu Metall im Gegensatz zu einer Berührungsschicht von Metall zu verfestigter Schmelze darstellt. Dank ihres hohen Anteiles an direkter Aluminium-Stahl-Eindung wei s en die erfindungsgemäßen Produkte eine große Biegsamkeit gegenüber Scher- und Zugbeanspruchung auf und sind außerordentlich widerstandsfähig gegen Schlag, was sich darin ausdrückt, daß sie mit dem Meißel nicht zu trennen sind. Diese Produkte lassen sich demnach unter extremen Bedingungen verarbeiten ohne daß an der Bindungszone Fehler auftreten·

Die Art, in der sich die Natur der Bindung bei durch Explosionsplattierung hergestellten Aluminium-Stahl-Bindungen mit der Kollisionsgeschwindigkeit ändert, geht besonders klar

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aus Figur 1 hervor. Die dort aufgetragenen Werte wurden ermittelt beim Explosionsplattieren einer 0,27 cm (0,5 Zoll) dicken Schicht aus 1100-P-Aluminium auf eine 3,81 cm (1,5 Zoll) dicken Schicht aus AISA-SAE-1008-Stahl, wobei die Metallschichten ursprünglich im wesentlichen parallel angeordnet waren und ihr Abstand und die Sprengstoff ladung eo gewählt waren, daß ein stetiger Aufschlagwinkel von etwa 18 bis 20° zwischen den Schichten während des Verbindungsprozesses aufrecht erhalten wurde. Die Kurve in Fig. 1 verläuft durch Punkte, die erhalten wurden durch Auftragen der Kolllsionegesohwindigkeit, d.h. der Detonatlonsgesohwindigkeit des Sprengstoffes, da die " Metallschichten ursprunglich parallel waren, als Abszisse und des Prozentsatzes der erhalten direkten Metall-Metall-Bindung als Ordinate. Ziemlich genau bei 2500 m/sec. ist ein abrupter Anstieg in der Prozentzahl der Metall-Metall-Bindung zu bemerken, der begleitet ist von einem Übergang aus einer im wesentlichen geraden oder unregelmäßigen Bindungszone zu einem ausgesprochenen Wellenmuster, Eine für diese Geschwindigkeit charakteristische Bindungszone ist in Fig. 2 dargestellt, die in 6,6-facher Vergrößerung einen Schnitt senkrecht zur Oberfläche der Plattierung und parallel zur Richtung des Fortschreltens der Detonation von rechts nach links darstellt. Fig.2A let eine Vergrößerung der in Fig. 2 umschriebenen kleinen Fläche. Die Berührungs-oder Zwischenfläche ist die kontinuierliche Wellenlinie zwischen der Alumniumschicht (oben) und der Stahlschicht (unten). Wie am besten aus Fig.2 zu ersehen 1st, würde eine Senkrechte durch die meisten Funkte der Berührungsschicht lediglich Aluminium und Stahl passieren, was bedeutet daß es sich um eine Metall-Metall-Bindung handelt. An einigen wenigen Stellen würde die Senkrechte Aluminium, verfestigte Schmelze und Stahl passieren. An diesen Stellen •rfolgt die Bindung über die Schmelzschicht. Ein Bereich von verfestigter Schmelze ist völlig eingekapselt durch die überlappende Stahlschicht und¹ISt an der Berührungsfläche nicht anwesend. Die sich darin ausdrückende Metall-Metall-Bindung

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wird gemessen durch Hessen der Gesamtlänge der kontinuierlichen wellenförmigen Berührungsschicht und der Längen der kleinen Abschnitte der Berührungsschicht, die sich als Berührungsschicht zwischen Aluminium und Schmelze darstellen. Die Differenz zwischen der Gesamtlänge der wellenförmigen Berührungsschicht und der Summe der Längen der letzterwähnten Abschnitte, geteilt durch die Gesamtlänge der Berührungsschichtj ergibt den Prozentsatz an Metall-Metall-Bindung.

Die minimale Kollisionsgeschwindigkeit für Wellenbildung steigt leicht an, wenn der Aufschlagwinkel zurückgeht, d.h. die gestrichelte Übergangslinie in Fig.l neigt sich nach rechts, wenn der Aufschlagwinkel unter 18 bis 20° reduziert wird. In der Regel steigt die Mindestgeschwindigkeit für Wellenbildung im wesentlichen linear von etwa 25OO auf etwa 29OO m/sec. an, wenn der Aufschlagwinkel von 20° auf etwa 14° zurückgeht. Wie auch immer der Aufschlagwinkel gewählt wird, muß die angewandte Kollisionsgeschwindigkeit ausreichen, um die Wellenbildung zu verursachen.

Bei KolEsionsgeschwindigkeiten in der Nähe des Minimums für Wellenbildung ist die Menge an Schmelze an der Berührungsfläche am geringsten und die prozentuale Metall-Metall-Bindung am höchsten. .Bei diesen Geschwindigkeiten sind die Schmelzebereiche durch die überlappenden Wellen beinahe vollkommen eingekapselt in die Stahlschicht. Unter gewissen Umständen ist dieser Einschluß vollständig und an der Berührungsfläche ist dann keine Schmelze mehr vorhanden, d.h. die Schmelze läßt sich auch bei 1000-facher Vergrößerung nicht mehr feststellen. Wenn die Kollisionsgeschwindigkeit erhöht wird, steigt die Menge an Schmelze an der Berührungsfläche an, bis eine Geschwindigkeit (etwa 3^00 m/sec.) erreicht ist, bei welcher der prozentuale Anteil an Metall-Metall-Bindung unter 70 % abfällt, wie dies aus Fig.l hervorgeht. Diese Maximalgeschwindigkeit bleibt etwa

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gleich, obwohl die Mindestgeschwindigkeit für Wellenbildung oberhalb etwa 2500 m/sec. liegen kann, da, wenn diele Mindestgeschwindigkeit ansteigt, auch die Bildung von Schmelze mit zunehmender Kollisionsgeschwindigkeit stärker wird«

Der Kollisionsgeschwindigkeitsbereich von etwa 2500 bie 3400 m/sec. wird angewendet für die erfindungsgemäßen Aluminium-Stahl-Systeme, weil man hierbei einen hohen Anteil an direkter Aluminium-Stahl-Bindung erhält. Dies führt zu der besten Duktilität der Bindung. Da ausserdem die direkte Aluminium-Stahl-

| Bindung kaum einen messbaren elektrischen Widerstand aufweist, ist sie sehr brauchbar wenn die Plattierungen in elektrischen Systemen, z.B. als Übergangsglleder (transition joints) verwendet werden sollen. Einerlei, ob der Hauptgesichtspunkt Festigkeit oder Leitfähigkeit ist, sind in jedem Fall Verbindungen mit mindestens etwa 90 % direkter Aluminium-Stahl-Bindung am Zweckmäßigsten, und aus diesem Grund soll die Kollisionsgeschwindigkeit vorzugsweise nicht allzu weit über der Übergangsgeschwindigkeit für Wellenbildung liegen. Wenn beispielsweise diese Übergangsgesehwindigkeit etwa 2500 m/sec. beträgt, soll die Kollisionsgeschwindigkeit vorzugsweise nicht 29OO m/sec« überschreiten. Um die Ausbildung von Wellen sicherzustellen, wählt man vorzugsweise den Sprengstoff derart, daß die berechnete

) Kollisionsgeschwindigkeit mindestens etwa 100 m/sec. höher liegt als die Übergangsgeschwindigkeit, d.h. die bevorzugte Mindestgeschwindigkeit beträgt etwa 2600 m/sec.

Innerhalb des oben erwähnten Bereiches für die Kollisiongsgeschwindigkeit sollen die Aluminium- und die Stahlschicht bei einem Aufschlagwinkel kollidieren, der zur Bildung von Wellen ausreicht, jedoch nicht unter etwa l4° liegt. Unterhalb dieses Wertes ist bei allen angewandten Kollisionsgeschwindigkeiten die Wellenbildung schwierig. Für eine gegebene Dicke der Aluminiuraschicht wird der erzeugte Aufschlagwinkel mit ansteigender Sprengstoff ladung größer und bewegt sich mit ansteigendem Anfangsabstand oder -winkel auf ein Maximum zu. Anders ausgedrückt, vergrößert

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sich der Aufiohlagwlnkel mit der Geschwindigkeit, mit der das Aluminium aufgebracht wird und erreicht gleichzeitig mit dem Abstand ein Maximum. Der maximale Aufschlagwinkel, der angewendet werden kann, wird teilweise durch die Größe der gewünschten Welllen bestimmt, wobei die Wellengröße mit wachsenden Aufschlagwinkel ansteigt. Der zu benutzende maximale Aufeohlagwinkel let daher derjenige Winkel, oberhalb dessen die Amplitude der gebildeten Wellen größer wird als beabsichtigt. Da ausserdem die Wellengröße auch mit dem Ansteigen der Kollisionegesohwindigkeit innerhalb des erfindungsgemäß für eine festgesetzte maximale Wellengröße angewandten Geschvrindlgkeitsbereiches wächst, geht der maximal anzuwendende Aufschlagwinkel mit ansteigender Kollisionsgeschwindigkeit zurück. In jedem Fall sollte der Aufsohlagwinkel nicht mehr als etwa 25° betragen, da höhere Winkel oft zu ausgesprochenen Kantenwirkun-· gen und unregelmäßigen Bindungen führen und dazu neigen, Schmelzbereiche von so großem Volumen zu ergeben, daß diese eine wesentliche Schädigung für die Festigkeit der Bindung be-'deuten, was oft auf die durch das Schwinden der Schmelze beim Kühlen hervorgerufenen VerfestigungslUeken zurückzuführen ist· Die besten Resultate werden erreicht, wenn der konstantbleibende Aufschlagwinkel zwischen etwa 14 und 20° liegt. Der Auf-■ohlagwinkel kann von umrahmenden Kamerasequenzen unter Benutzung einer Technik gemessen werden, die im einzelnen beschrieben 1st von W.A. Allen and CL. McCrary in "Review of Scientific Instruments? Bd. Zh, Seiten 165-171 (1953).

Um die in dem vorliegenden Verfahren bei der bevorzugten parallelen Anordnung zweckmäßigen Aufschlagwinkel zu erreichen, verwendet man im allgemeinen eine Sprengstoffladung, deren Gewicht etwa 0,2 bis 3 x das Gewicht der durch die Explosion angetriebenen Schicht bzw. Schichten beträgt und der Abstand soll das 1-bis 6-fache der Dicke der angetriebenen Schicht bzw. Schichten betragen. Das Sprengstoffgewicht ist das Gewicht an explosivem Material je Flächeneinheit, ausgenommen irgendwelche nichtexplosiven Bestandteile, die in einem gegebenen

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Sprengstoff vorhanden sein können.

Eine Stahlschicht kann einseitig oder auf beiden Seiten mit Aluminium plattiert werden. Zwei äussere Aluminiumschichten können in zwei Stufen auf den Stahl aufplattiert werden, sie können aber auch gleichzeitig gegen die Stahlschicht getrieben werden. Aluminiumschichten, die unmittelbar auf die Stahlschicht gebunden werden sollen, bestehen aus Reinaluminium oder einerAluminiumlegierung mit mindestens 85 Gew.-% Aluminium und haben, gemessen wenn die Aluminiumschicht zum Aufbringen vorbereitet ist, eine Streckgrenze die etwa 1200 kg/cm nicht

W überschreitet. Wenn eine Aluminiumlegierung verwendet wird, so ist die Art der Legierungselemente nicht kritisch, jedoch sind Aluminiumlegierungen mit weniger als 2,1$ Magnesium plus Siliciwnbevorzugt. Die erfindungsgemäß an Stahl gebundenen Aluminiumschichten können voll vergütet, teilweise vergütet oder gehärtet sein, wobei der einzige wichtige Punkt ihre Streckgrenze (yield strength) kurz bevor ihrer Verwendung ist. Beispiele hierfür sind Aluminiumsorten der Bezeichnung 1100-F, 3003-0, 5005-0, 5^57-0 und 6O6I-O (Aluminium-Association-Nummern und Temper-Bezeichnungen). Nach dem Plattieren, d.h. in gebundenem Zustand, liegt die Streckgrenze für das Aluminium wesentlich höher als vorher, was hauptsächlich auf eine wesentliche Härtung

. an und in der Nähe der Bind^zone zurückzuführen ist. Oft_; und insbesondere wenn das Aluminium mindestens etwa 0,8 cm dick ist, hat die Aluminiumschicht mindestens an ihrer Aussenseite eine

Streckgrenze von etwa 1200 kg/cm oder weniger. Diese Streckgrenze wird gewöhnlich festgestellt durch Messungen der Brinell-Härte an der Aussenseite der Aluminiumschicht.

Die Streckgrenze für die Stahlschicht, gemessen wenn sie

sich in normalisiertem Zustand befindet und vor dem Plattieren,

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soll 4220 kg/cm nicht überschreiten. Die Schicht besteht aus Kohlenstoffstahl oder niedrig legiertem Stahl mit weniger als 5 Gew.-% Legierungselementen. Die Art der Legierungselemente ist

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unwesentlich, es kommt nur darauf an, daß ihre Menge und die Streckgrenze der Stahlschicht innerhalb der obigen Grenzen liegen. Die Stahlschicht kann zur Zeit des Plattierens in normalem oder angelassendem Zustand vorliegen, vorzugsweise ist der Stahl normalisiert. Geeignete Stähle sind unter anderem diejenigen mit der ASTM-Bezeichnung A-212-B (A-516-GR55 — 70) und A 20^ und diejenigen mit den SAE-Bezeichnungen 1008 und 4620. Nach dem Plattieren bleibt die Streckgrenze der Stahlschicht im wesentlichen gleich, da die Härtung nur leicht und auf einen sehr engen Bereich des Stahles an der Bindungszone (etwa 1,3 bis 1,8 mm) beschränkt ist. In normalisiertem Zustand hat die erfindungsgemäße Stahlschicht eine Streckgrenze von bis zu etwa ^220 kg/cm².

Bei zweischichtigen Produkten sind die zu verbindenden Aluminium- und Stahlschichten im allgemeinen mindestens etwa 0,318 cm dick; das Plattieren von dünneren Schichten ist möglich_f wird aber selten durchgeführt. Für die meisten Anwendungen ist die Stahlschicht mindestens etwa 1,27 cm dick. In der Praxis wird die Dicke einer Aluminiumschicht (d.h. einer Plattierungsschicht) normalerweise etwa 5 cm nicht überschreiten.

Wenn die als Ausgangsmaterial dienenden Aluminium- und Stahlschichten die obigen Anforderungen hinsichtlich der Streckgrenze und ihrer Zusammensetzung nicht erfüllen ist es schwierig, eine wellenförmige Bindung zu bilden und wenn sie sich bildet wird sie allzuviel verfestigte Schmelze enthalten. Der genaue Grund hierfür ist unbekannt, es ist jedoch anzunehmen, daß der Widerstand der Metalle gegen Wellenbindung das Entstehen von Wärme verursacht und infolgedessen eine größere Menge an Schmelze auftritt wenn die Grenzen für die Menge an Legierungselementen und die Streckgrenze überschritten werden. Es sei betont, daß diese Grenzen für die Stahl- und die Aluminiumschichten, die unmittelbar aufeinander gebunden werden sollen,gelten, und nicht für Schichten von verschiedenen Metallen die gegebenenfalls auf

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die Aussenseite der Aluminium- und/oder Stahlschicht plattiert werden sollen. So kann z.B. die eine Seite der Stahlschicht verbunden werden mit einer Aluminiumschicht _y welche die obigen Anforderungen erfüllt, während die andere Seite der Stahlschicht mit einer Schicht von hochlegiertem Stahl, z.B. rostfreiem Stahl, verbunden ist; oder es kann die eine Seite der Aluminiumschicht verbunden sein mit einer Schicht aus dem oben beschriebenen Kohlenstoffstahl oder niedrig legierten Stahl und die andere Seite mit einer Aluminiumlegierung, deren Streckgrenze über

1200 kg/cm liegt. In derartigen Fällen können die drei Metallschichten gleichzeitig miteinander verbunden werden oder es " können zunächst zwei von ihnen verbunden und das dritte dann auf die Oberfläche der beiden Zwei-Schichtenplattierungen aufgebracht ν; er den.

Ein zusätzliches Erfordernis für die Eildung einer wellenförmigen Bindung gemäß der Erfindung besteht darin, daß jede Aluminiumschicht, die unmittelbar auf die Stahlschicht plattiert werden soll, progressiv auf die Stahlschicht aufprallen muß. Mit anderen Worten, jede derartige Aluminiumschicht wird explosiv aufgetrieben, entweder unmittelbar durch den Sprengstoff selbst oder indirekt mittels einer explosiv vorgetriebenen Metallschicht. Diese Arbeitsweise gibt bei den erfindungsgemäß angewandten Kollisionsgeschwindigkeiten nicht nur die oben beschriebenen wellenförmigen Verbindungen mit geringem Schmelzegehalt, sondern verbraucht im allgemeinen auch die geringste Menge an Sprengstoff ohne daß die Bindequalität leidet, da die Masse der Aluminiumschicht je Flächeneinheit normalerweise wesentlich geringer ist als diejenige der Stahlschicht. Obgleich auch die Stahlschicht explosiv aufgetrieben werden kann, ist es doch praktischer, die Stahlschicht festzulegen und nur die Aluminiumschicht bzw. die Aluminiumschichten explosiv aufzutreiben.

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Die Metallschichten können zu Anfang parallel und im Abstand voneinander oder unter einem Winkel von weniger als 5° angeordnet werden. Größere Winkel sind anwendbar, führen aber normalerweise zu nichteinheitlichen Verbindungen wenn Metallschichten von handelsüblicher Größe plattiert werden. Eine im wesentlichen parallele Anordnung ist jedoch bevorzugt, da sie das Arbeiten erleichtert und die erzeugte Bindezone einheitlicher ist. An die aufzutreibende Metallschicht wird eine Sprengstoffschicht angelegt, die derart gezündet wird, daß die Detonation im wesentlichen parallel zu der Oberfläche der betreffenden Metallschicht fortschreitet. Falls die Metallschichten zu Anfang parallel sind, ist die Kollisionsgeschwindigkeit der Detonationsgeschwindigkeit des Sprengstoffes gleich und ein Sprengstoff mit einer Detoantionsgeschwindigkeit von etwa 25OO bis 3400 m/sec. wird angewandt. Wenn die Winkelplattierungstechnik angewandt wird, können Sprengstoffe mit höheren Detonationsgeschwindigkeiten verwendet werden, da die notwendige Kollisionsgeschwindigkeit mit derartigen Sprengstoffen von höherer Detonationsgeschwindigkeit gesteuert werden kann durch Vergrößerung des Anfangswinkels und/oder der Sprengstoffladung.

Für das erfindungsgeraäße Verfahren brauchbare Sprengstoffe sind beschrieben in der oben erwähnten amerikanischen Patentanmeldung 503 261. Vorzugsweise soll die Sprengstoffschicht an jeder Kante die angrenzende Metallschicht soweit überragen, daß der Überhang mindestens das 2-fache und gewöhnlich bis zu dem 4,5-fachen der Schichtdicke beträgt. Hierdurch wirä verhindet, daß die Plattierung an den Kanten nicht bindet, d.h. der maximale Bindungsgrad wird erreicht. Es ist besonders bevorzugt, zusätzlich Kantenausdehnungsstücke an allen Kanten der Aluminiumschicht zu verwenden um die Verdünnung dieser Kanten zu verringern. Diese Ausdehungsstücke sollten von der gleichen Dichte und Dicke sein wie die Aluminiumschicht und eine Breite haben, die etwa dem Abstand ent-

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spricht_; mit welchem der Sprengstoff über die angetriebene Schicht überhängt.

Die beim Zünden der Sprengstoffschichten, zur Abstützung der Plattierungsstücke, zur Vorbereitung der Metalloberflächen und zur sonstigen Beeinflussung des Plattierungsprozesses angewandte Technik ist in den oben'erwähnten Patentschriften beschrieben, auf die hingewiesen sei. Wirksame Mittel zur Aufrechterhaltung des Abstandes sind beschrieben in der US-Patentschrift 3 205 57^ und der damit zusammenhängenden US-Patentanmeldung 587 299. Wie die in den erwähnten Patent- ^ Schriften beschriebenen Verfahren}kann auch das vorliegende ™ Verfahren verwendet werden zur Verbindung von Aluminium- und Stahlschichten jeder Form, z.B. eben- oder rohrförmig, und damit zur Herstellung von Aluminium-Stahl-Plattierungen in Form von Platten, Blechen, Streifen, Stäben, Stangen, Rohren usw.. Bevorzugt sind Plattierungen, bei welchen die Schichten

2 eine Berührungsfläche von mindestens etwa 0,1 m haben; ebene Produkte sind besonders geeignet.

Die erfindungsgemäßen Aluminium-Stahl-Verbindungen sind brauchbar als Übergangsglieder in strukturellen und elektrischen Systemen, in welchen Aluminiumkomponenten mit Stahlkomponenten verbunden werden müssen. Die Verwendung derartiger Verbindungsglieder löst das Problem der Bildung von spröden intermetallischen Verbindungen, das beim Aufschweißen von Aluminium auf Stahl auftritt, da die Aluminiumbestandteile des Systems auf den Aluminffflteil des Verbindungsgliedes und die Stahlbestandteile auf dessen Stahlteil aufgeschweißt werden können. Zweischichtenstoffe, bei welchen eine Aluminiumschicht mit einer Streckgrenze (vor dem Plattier«M«en) von weniger als 1200 kg/cm verbunden ist mit einem Kohlenstoff- oder niedriglegiertem Stahl, z.B. 1100- oder 5005-Aluminium auf 1008-Stahl oder A-516-GR55, sind geeignete Übergangsglieder für gewisse elektrische und strukturelle Anwendungen. Bei Systemen

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in welchen der Aluminimteil des Verbindungsgliedes auf eine Komponente aufgeschweißt werden muß, die aus einer Aluminiumlegierung mit einer Streckgrenze von mehr als 1200 kg/cm besteht, kann es im Interesse einer maximalen Schweißfestigkeit wünschenswert sein, ein dreischichtiges Übergangsglied zu verwenden, in welchem eine hochfeste Aluminiumlegierung, z.B. eine hochfeste Legierung der 5000er Reihe, wie5^56- oder 5083-Aluminiumj gebunden ist an die Aluminiumschicht der Zweischichtenplattierung. In solchen Fällen kann man anstattdessen auch ein erfindungsgemäßes Aluminium mit höherer Streckgrenze, z.B. die Sorten 5^5^ oder 5086 als Aussenschicht und ein . bevorzugtes Aluminium, z.B. die Sorten 1100-0 oder -F als Innenschicht verwenden. Übergangsglieder in welchen eine Schicht von verschiedenem Metall, z.B. rostfreiem Stahl, an die Stahlschicht der Zweischichtenplattierung gebunden ist und in denen gegebenenfalls zusätzlich auch an die Aluminiumschicht eine Fremdmetallschicht gebunden ist, sind ebenfalls verwendbar.

Ein dreischichtiger Werkstoff kann hergestellt werden durch Sprengplattieren der drei Schichten gleichzeitig unter den oben beschriebenen Bedingungen d.h. indem man die Schichten im gewählten Anfangsabstand voneinander anordnet und an der Aussenseite der äussersten Aluminiumschicht eine Sprengstoffschicht zündet. Man kann auch in einer ersten Stufe zwei Schichten miteinander verbinden und die dritte in einer zweiten Stufe auf das Zweischichtenprodukt aufbringen. Um beispielsweise einen zusammengesetzten Werkstoff herzustellen, inkem eine Aluminiumschicht zwischen einer Stahlschicht und einer Schicht aus Aluminium von höherer Festigkeit eingebettet ist, kann das Aluminium von geringerer Festigkeit zunächst unter den obigen Bedingungen mit dem Stahl verbunden werden, worauf dann das Aluminium von höherer Festigkeit mit der Aluminiumseite des resultierenden Zweischichtenproduktes verbunden wird, wobei die Arbeitsbedingungen über diejenigen hinausgehen, die für das Verbinden von Aluminium und Stahl gelten und in der

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US-Patentschrift 3 137 937 beschrieben sind. Für die letzterwähnte Stufe ist eine Kollisionsgeschwindigkeit zwischen etwa 1800 und 3200 m/sec. bevorzugt, um die Bildung von Verfestigungsfehlern zu vermeiden, die mit der Bildung von großen Mengen Schmelze in der Verbindungszone verbunden sind. Gemäß einer anderen Durchführungsform werden zunächst die beiden Aluminiumschichten auf beliebige Weise, z.B. durch Spreng- oder WaIzplattierung verbunden, worauf dann die Oberfläche des Aluminiums von geringerer Festigkeit mit der Stahloberfläche verbunden wird. Die Dicke der einzelnen Schichten kann beliebig sein, vorausgesetzt daß die an den Stahl gebundene Aluminiumschicht mindestens etwa 0,0% cm dick ist, um das Entstehen von gut definierten Wellen sicherzustellen.

Die Werkstoffe können in jeder beliebigen Weise als Übergangsglieder verwendet werden. So können sie beispielsweise in Aluminiumreduktionszellen als Zwischenglieder von Aluminiumsammeischienen und stabförmigen Stahlkathoden angewandt werden. Eine typische Anwendungsweise als strukturelle Zwischenglieder besteht beispielsweise im Schiffsbau darin, daß man bei der Befestigung eines Aluminium-Überbaus auf einem Stahldeck die Stahlseite auf eine Stahlleiste aufschweißt, die ihrerseites auf das Stahldeck aufgeschweißt ist, während man die Aluminiumseite an den Aluminiumüberbau anschweißt. Zwischenglieder können auch verwendet werden um stählerne Deckaufbauten, z.B. Poller, auf einem Aluminiumdeck zu befestigen. Beim Bau von Eisenbahntankwagen können die Zwischenglieder verwendet werden um einen Aluminiumtank und ein Stahlchassis zu verbinden.

Die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele erläutern die Erfindung näher.

Die angegebene Kollisionsgeschwindigrkeit ist die gemessene Detonationsgeschwindigkeit des Sprengstoffes. Die in Prozent angegebene Metall-Metall-Bindung ist bestimmt wie oben unter

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Bezugnahme auf Figuren 2 und 2A beschrieben.

Beispiele 1 bis 7

Zwecks Plattierung einer stählernen Unterlageplatte von ^5,7 x 61 cm bringt man eine gleich-große Aluminiumplatte in einem gewissen Abstand über der Unterlage derart an, daß die sich gegenüberliegenden Flächen parallel zueinander sind, bringt dann auf die Aussenseite der Aluminiumplatte eine Sprengstoffschicht auf und verursacht eine Punktzündung des Sprengstoffs in der Mitte der kurzen Kante. Bei jedem Beispiel werden Kantenverlängerungsstücke der gleichen Zusammensetzung und Dicke wie die Aluminiumschicht, deren Breite das vierfache ihrer Dicke beträgt durch Heftschweißen an allen vier Kanten der Aluminiumschicht angebracht und die Sprengstoffschicht bedeckt sowohl die Aluminiumschicht selbst als auch die Verlängerungsstücke. Der Sprengstoff ist ein körniges Gemisch von 80/20 Amatol (80# Ammoniumnitrat und 20 % Trinitrotoluol) und 35 bis 55 % des Gesamtgewichtes an Natriumchlorid, wobei der Natriumchloridanteil innerhalb dieses Bereiches so eingestellt wird, daß die entsprechenden Kollisionsgeschwindigkeiten erhalten werden. Aus der Tabelle sind Einzelhei^\iber die Metalle, den Abstand, die Sprengstoffladung, die Kollisionsgeschwindigkeit, den angewandten Aufschlagwinkel und die Natur der erhaltenen Verbindung ersichtlich. Die für die Aluminium- und Stahlschichten angegebenen Streckgrenzen sind ihre tatsächlichen Streckgrenzen vor der Plattierung. Die Stahlschichten sind im normalisierten Zustand und die Aluminiumschichten haben den durch ihre Aluminium-Association-Eezeichnungen angezeigten Härtegrad. Sämtliche Frodukte sind über mehr als 90 % der Berührungsschicht zwischen Aluminium und Stahl verbunden, können an der Bindungszone nicht mit dem Meißel getrennt werden und stellen einen duktilen Ausfalltyp dar. Die Bindungenjweisen Scher- und Zugfestigkeiten auf, die oberhalb derjenigen der schwächeren Ausgangsmetalle vor dem Plattieren liegen. Messungen des elektrischen Widerstandes an aus den Plattierungsprodukten ge-

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schnittenen Stäben zeigen, daß durch die Verbundzone im wesentlichen kein Widerstand beigetragen wird.

Die gleiche Art und den gleichen Grad von Plattierung erhält man, wenn die Beispiele 1 bis 7 unter den in der Tabelle aufgeführten Bedingungen wiederholt werden, wobei jedoch die Aluminiumschicht mit der Stahlunterlage einen Winkel von etwa 2° bildet und an der engsten Stelle durch einen Abstand, der dem Abstand in den Beispielen entspricht, getrennt ist. Auch dreischichtige Werkstoffe (Aluminium/Stahl/Aluminium) mit der gleichen Art und dem gleichen Grad an Bindung werden P erhalten, wenn man die Schichten so anordnet, daß in der Mitte eine Stahlschicht und an beiden Seiten zwei Aluminiumschichten liegen und eine zweite Schicht aus dem gleichen Sprengstoff verwendet wird, die an der Aussenseite der zweiten Aluminiumschicht angebracht ist, wobei die beiden Schichten gleichzeitig an den entsprechenden Stellen gezündet werden. Die übrigen Bedingungen sind die gleichen wie in den angeführten Beispielen.

folgt Tabelle

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Aluminium Auflagemetall

Stahl
Unterlagemetall

Beispiel Typ

Dicke (cm)

Streckgrenze (kg/cm²)

Typ

Dicke
(cm)

Streckgrenze(kg/cnO

1	1100-H12	1,27	840	C	IOC 8	ICO 8	3,81	2	250
2	1100-H12	2,54	840	G	1008	1008	3,81	2	250
3	6O6I-O	1,27	560	C	1008	3,81	2	250
h	1100-H14	1,27	1200	C	1008 1 I	3,81	2	250
5	1100-H14-	0,4772	1200	A- 2 XU B	15,24.	3	4-50
6	3ΟΟ3-Ο	1,27	4-20 .	C	3,81	2	250
7 .	-1100-H12	2,54	840	C	3,81	2	250

Kolli-

	Spreng	sions-	Auf	Art der	Direkte	Bei
	ladung +	geschwin-	schi ag-	ßindungs-	Bindung	spiel
Abstand	(kg/cm2)	digkeit	viittkel	zone	Al-Stahl
(cm)	73,20	(m/sec)	(°)	wellen förmig	(#)	1
3,81	117,12	2520 ■	18	II	98	2
5,72	78,08	2650	16	Il	98	3
3,81	58,56	27IO	16	Il	94-	4-
5,08	4-3,92	2850	17,5	Il	92	5
2,54-	73,20	3020	17,5	Il	85	6
3,81	102,4-8	3I6O	16	Il	77	7
-6,35	3300 ■	16,2	75

+ einschließlich Gewicht des Natriunchlorids. ++ A-516-Grade 70

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Beispiel 8

(a) Mit Hilfe des in den Beispielen 1 bis 7 beschriebenen Verfahrens wird eine 40 χ 80 cm große Aluminiumplatte von 6/J· mm (Dicke (Al-Sorte 1100-ΗΐΛ) auf eine ebenso große, jedoch 12,8 mm dicke Stahlplatte (ASTM A-516-GR55) mit einer Streckgrenze von 26?0 kg/cm aufgebracht. Die Kollisionsgeschwindigkeit beträgt 3060 m/sec. und der Aufschlagswinkel 19°. Die so erhaltene Plattierung ist über mehr als 90 % der Berührungsfläche durch eine wellenförmige Verbindung verbunden, wobei die unmittelbare Bindung Aluminium-Stahl etwa 85 % beträgt. Das Produkt läßt sich in der Verbindungszone mit dem Meißel nicht trennen und zeirt einen duktilen Ausfalltyp. Sowohl die Scher- wie die Zugfestigkeit des Produktes sind höher als die entsprechenden Werte bei dem Aluminium vor dem Plattieren.

(b) Auf die Aluminiumschicht des in Stufe (a) hergestellten Zweischichtenwerkstoffes wird nach dem gleichen Verfahren eine *K) x 80 cm große Aluminiumplatte (Sorte 5^56-Η32ΐ) von 6ft mm Dicke mit einer Streckgrenze von 2600 kg/m aufgebracht. Die Kollisionsgeschwindigkeit beträgt 2230 m/sec., der Aufschlagwinkel 12°. Die Aluminiumschichten sind über mehr als 90 % ihrer Berührungsfläche durch eine wellenförmige Verbindung, die duktil ist, verbunden.

Der Dreischichtenwerkstoff aus Stufe (b) sowohl wie der Zweischichtenwerkstoff aus einerΐ^δτιπι dicken Aluminiumplattierung auf 12^8 mm dickem Stahl, hergestellt in Stufe (a) werden als Zwischenglieder in einer Struktur verwendet,die einen Schiffsauf bau simuliert, wobei Stahl auf Stahl und Aluminium auf Aluminium geschweißt wird ohne daß sieh störende Wirkungen an. der Verbindungszone ergeben,

Patentansprüche

U95 ■

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Claims (1)

1. 8 MÜNCHEN ΘΟ Ι υ U U Z / J BCHWiIOEHSTRASSE S "g^ 3 TBi.srow ctoesi

   PBOTBOTPATKMT MOXOBKW

   lA-35 643

   Patentansprüche

   1. Durch Sprengplattierung hergestellte Werkstoffe aus mindestens einer Schicht aus Aluminium, dessen Streckgrenze vor dem Plattieren bis zu etwa 1200 kg/cm beträgt und einer Schicht aus Stahl mit einer Streckgrenze in normalisiertem Zustand von bis zu etwa 4220 kg/cm , dadurch gekennzeichnet , daß die Schichten über mindestens 90 % ihrer Berührungsfläche durch eine im wesentlichen diffusionslose wellenförmige Verbindung, die durch mindestens etwa 70 % · ihrer Fläche eine direkte Alurainium-Stahl-Bindung darstellt, verbunden sind, wobei der Rest der Verbindung periodisch im Abstand angeordnete Regionen von verfestigter Schmelze darstellt, die durch die erwähnte Direktbindung voneinander getrennt sind.

   2. Werkstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumschicht im plattierten Zustand eine Streckgrenze von bis zu 1200 kg/cm aufweist.

   3. Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Aluminiumschicht weniger als 2,1 Gew.-Jf Magnesium plus Silicium enthält.

   4. Werkstoff nach Anspruch 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die wellenförmige Verbindung über zumindestens 90 % ihrer Fläche eine direkte Aluminium-Stahl-Bindung ist. , .

   5. Werkstoff nach Anspruch 1 bis 3_faus zwei Schichten, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Schichten

   eine Berührungsfläche von mindestens 0,093 m haben und -2-

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   daß die Aluminiumsohicht je Flächeneinheit wesentlich weniger wiegt als die. Stahls chi cht.

   6.. Werkstoff nach Anspruch 1 bis 3 aus drei Schichten,, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumschicht zwischen die Stahlschicht und eine Schicht aus Aluminium mit einer Streckgrenze von mehr als 1200 kg/cm eingebettet ist.

   7. Werkstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten eine Berührungsfläche

   2
   von mindestens 0,093 m aufweisen und daß die Aluminiumschicht unmittelbar an Stahl der mit der Nummer 1100 bezeichneten Serie gebunden ist.

   8J Verfahren zur metallurgischen Verbindung von Metallschichten durch Zusammentreiben der Schichten mit Hilfe eines Sprengstoffes, dadurch gekennzeichnet , daß man eine progressive Kollision von mindestens einer Aluminium-

   2 schicht mit einer Streckgrenze von bis zu 1200 kg/cm mit einer Stahlschicht, deren Streckgrenze in normalisiertem

   2
   Zustand bis zu etwa ^4-2OO kg/m beträgt, bewirkt, wobei die Kollisionsgeschwindigkeitjetwa 2500 bis 3^00 m/sec. beträgt und dazu ausreicht, bei einem Aufschlagwinkel von etwa 1 ^t- bis 25 die Bildung einer wellenförmigen Verbindung zu bewirken; und wobei die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Schichten vor.der Zündung des Sprengstoffes in einem Winkel von weniger als 5° angeordnet sind.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Aluminiumschicht weniger als 2,1$ Magnesium plus Silicium enthält.

   10. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich auf die eine Seite der

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   Aluminiumschicht eine Schicht aus Aluminium mit einer Streckgrenze von oberhalb 1200 kg/m aufplattiert.

   11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollisionsgeschwindigkeit mindestens etwa 2600 m/sec. beträgt.

   12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeich:

   schreitet.

   zeichnet, daß der Aufschlagwinkel 20° nicht über-

   13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Aluminiumschicht zu Anfang im wesentlichen parallel zu der Stahlschicht in einem Abstand von etwa dem 1- bis 6-fachen ihrer Dicke angeordnet .wird und daß auf die Aussenseite der Aluminiumschicht eine Sprengstoff schicht aufgebracht wird, die je Flächeneinheit das etwa 0,2- bis 3-fache Gewicht der Aluminiumschicht hat und von solchen Abmessungen ist, daß sie jede Kante der Aluminiumschicht um mindestens die 2-fache Dicke der Aluminiumschicht überragt.

   14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch g e ke η η zeichnet , daß der Aufschlagwinkel zwischen etwa 14· und 20° liegt.

   15. Verfahren nach Anspruch I²J-, dadurch gekennzeichnet , daß die Detonationsgeschwindigkeit des verwendeten Sprengstoffes mindestens etwa 2600 m/sec. beträgt,

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