DE1936243C3

DE1936243C3 - Verfahren zur Herstellung einer durch und durch korrosionsfesten, rost freien Eisen oder Stahlfohe

Info

Publication number: DE1936243C3
Application number: DE1936243A
Authority: DE
Inventors: Albert Edward Gwernaffield Mold Flintshire Jackson (Grossbritannien)
Original assignee: BRITISH STEEL CORP LONDON
Current assignee: BRITISH STEEL CORP LONDON
Priority date: 1968-07-18
Filing date: 1969-07-16
Publication date: 1973-12-13
Also published as: BE736327A; US3681062A; DE1936243B2; FR2013204A1; GB1212099A; NL6910684A; DE1936243A1; SE342999B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer durch und durch korrosionsfesten, rostfreien Eisen- oder Stnhlfolic durch Verdichten eines eisenhaltigen Pulvers im Walzspalt eines ersten Walzenpaars, Beschichten des erhaltenen Bandes mit Go einem Metallpulver und Verdichten dieses Pulvers samt dem Band im Walzspalt eines /.weiten Walzenpaars und anschließendes Wärmebehandeln des beschichteten Bandes unter Sinterung desselben.

Durch die Erfindung soll eine rostfreie Eisen- oder Stahlfolie zur Verfügung gestellt werden, weiche durch und durch korrosionsfest ist.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, das dadurch gekennzeichnet, isu dali als Metallpulver ein chromhaltiges Pulver aufgetragen und auf das beschichtete Band nach dem "Durchlaufen des zweiten Waizenpaarcs und vor der Wärmebehandlung ein halogenhaltiges Material aufgebracht wird, das beschichtete Band zu. einem Bund" geformt und einer Diffusionsglühun^ unterworfen wird.

Aus der deutschen Patentschrift 939 418 ist bereits ein Verbundwerkstoff aus einem vorverdichteten Trägerband, nämlich aus einer durch Ver.valzen von Eisenpulver zu einem Band hergestellten Unterlage und einer auf dieses Trägerband aufgewalzten Beschichtung aus Nichieisen-Metallpulver bekannt.

Jedoch \vird in dieser Druckschrift weder die Verwendung eines chromhaltigen Pulve s noch die Ve' wenduns eine·, halogenhaltigen Materials zur Förderung der Dilfusion offenbar:, so dali die ertindung·. tiemäße Kombination der Maßnahmen durch dies, briickschnit weder vorweggenommen noch nahege legt wild.

"Aus der deutschen Patentschrift 59X766 ist zw.n ferner die Aufbrintuing einet oberflächlichen Platiie runu bekannt, wobei Amnioniumchlorid zur bessere: Versinteruns! von Unterlage und Puherschicht zugesetzt wird, doch ist eine derartige Förderung der \ e.-schweil.uüvj. wie sie in dieser Druckschrift beschrieben wirJ.Vundsät/iieh von einem völligen Durc: dringen '.Lr Unterlagen — wie es gemäß der Eiii.-. dünn crlolsü -— verschieden, bei der ja gerade <.■::■ Versch'Aeiiiung von Unterlage und Pulverschicl;. nicht gewünscht wird, da hierdurch eine Sich· schic'iUstruklur aurrechserhalten würde. Deiiigcg·, ,1 über wird über durch die Erfindung eine möglich homogene Struktur ohne tchroite Schichtenübi. ■ gänge erzielt.

Ls -κι!! daher als übe.ruschend angesehen were!: ■;. dali erfinduiisisgemäß keine verschweißten Schiel,, erhallen werden, sondern eine in betraeh'lkT..:. Maße hunv.igene Legierung In ■> i Sie Iron Aü. (2?-. 4. IWH. S. S^l> bis 'Ί) wird ein Verfahren b. sehneben, hei welchem Stahlband mit einer wäßrig.· ■ Aul'schlämmung von Nickelpulver beschichtet, dj dame getrocknet, in einer Wasscrstoffatmosph.ir.. gesintert und anschließend mit Zwischcnglühuimen bei 7M> bis 870 C bis zur vollständigen Verdollung kaltgvwal/t wire!.

Aber auch in dieser Druckschrift finden sich keine Hinweise auf die Verwendung, eines chromhaltigen Pulvers und die Behandlung mit einem halogenhalt: gen Material, welche erfindungsgemäli vorgesehen sind. Ein weiterer Unterschied /um Gegenstand der Erfindung besteht darin, dali in dieser Druckschrift lediglich vorgescnlauen wird, auf ein Stahlband einen Nickelübemig aufzuwalzen, daß sich aber darin kein Hinweis darauf findet, daß das Stahlband selbst nach den pulvermclallurgischen Methoden hergestellt werden muli.

Bei dem halogenhaltigen Material kann es sich um ein pulverisiertes Material handeln. Vorzugsweise liegt jedoch dieses Material in Form einer wäßrigen Lösung vor. Das halogenhaltige Material besteht vorzugsweise aus Eisen(ll)-chlorid und/oder Arnmoniumchlorid. Es kommen jedoch wahlweise auch Ammoniumjodid oder Natriumfluorid oder .'ine Mischung aus einem Chlorid und einem Jodid in Frag,e, beispielsweise eine Mischung aus Natriumchlorid und Ammoniumjodid.

Das zweite Verdichtungswalzenpaar dient dazu, pension getrocknet. Das eisenhaltige Band wird anwenigstens ein Metallpulver auf ein vorverdichtetes schließend durch den Walzspalt eines zweiten erBand aufzupressen, das aus wenigstens einem ande- dichlungswalzenpaars geleitet. Dabei wird t.s ,en pulverisierten Material besteht. In diesem Fall Chrompulver auf das Band autgeprcUi. Au. uu-m. kann das vorverdichlete Band in der Weise herge- 5 Weise wird ein Band erhallen, das aus verüicmuuii. stellt wtr.-ien. daß ein benetztes, pulverförmiges Ma- imgesintcrtem Material mit einer Dicke von men lerial durch einen Trockner geleitet wird, in welchem mehr als 0.2 mm besteht.

es im wesentlichen getrocknet wird, worauf das,Ma- Auf jede Seite dieses Bandelements wirci anscni u.-

urial durch den Walzspalt eines ersten Verdichtung- ßend ein halogenhaltigen Material aulgebracni, cui

walzenpaares geführt wird. »> aus einem Fluorid. Chlorid. Brom.d oaer Jodid be-

Das benetzte, pulverförmige Material kann einem stehen kann. Dieses Material wird in einer ^A.^ent-

endlosen Band zugeführt werden, wobei es von die- von 15 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen aui ui.

scm Band durch den Trockner geführt und anschlie- Menge an Chrompulver, die aui das eisennaiii _Λ

ßend dem ersten Verdichtungswalzenpaar zugeleitet Band aufgebracht worden ist. verwendet, uas nau -

_w;_rü. " *5 genhaltige Material kann beispielsweise eine wahrige

Ferner kann das vorverdichtete Band, welches das Lösung'sein, die vier Gewichtsieile Fisenfil Κΐγ -

cisic Verdichtungswalzenpäar verläßt, erhitzt wer- rid-tetrahvdrat und cm Gev-chtsieil AmmomumLnio

_kn - rid enthält. Wird eine Losung verwendet, dann wird

""Die Legierung besteht vorzugsweise aus rostfreiem das Bandelement unter Verwendung eines lntrarotei-

tisen oder rostfreiem Stahl\In diesem Fall kann das 20 hitzers getrocknet. . _t

vv.rverdichtete Band aus einem eisenhaltigen pulveri- Das Bandelement wird zu einem Bund vor 01 m..

sierten Material bestehen, wobei ein chromhaltiges .las anschließend in einen Ofen gebracht wird, uics.,

pulverisiertes Material auf das vorverdichtete Band Ofen wird während des F.rhitzcns au! 4UU (. m..

aufgebracht und durch das zweite \'erdichtungswal- Wasserstoff oder einer Mischt!..g au.·. Vvasseisu-

zcnpaar aufgepreßt wird. ^ =«5 und Argon ,beispielsweise <H) bis 9VO Argon und

Soll ein rostfreier Stahl hergestellt werden, dann 5 bis K)".. Wasserstoff) beispielsweise wahrend c:n,

kann das eisenhaltige pulverisierte Material mit Nik- Zeitspanne von IU Stunden gespult. Danacn w„ü 01

kcl vermischt sein. Ferner kann das chromhaltige Gasstrom abgesloppt. woraul die Iemperatur an

pulverisierte Material ebenfalls Nickel enthalten. mählich auf ^l>50 C wahrend einer Zeitspanne von

Schließlich kann Nickel auf das vorverdichtete Band 30 Iu bis 2o Stunden erhöht wird und auf diener 1 em-

\or der Aufbringung des chromhaltigen pulverisier- peratur während einer Zeitspanne von I^ bis ...

Kn Materials elekimplattiert werden. Stunden gehalten w ird.

Die folgenden Bespiele erläutern die Erfindung. Nach dem Abkühlen wird das Bund aus dem ι π,·:-

eninommen und zur Hntlernunu von überschüssigem

Beispiel I ³⁵ Halogenid mit W_:ls>er gewaschen. Gegebene·.'.!^

' kann" eine abschließende Temperung des Büik;.;-·

Fine wäßrige Aufschlämmung, die Teiluien aus durchgeführt werden.

Flußstahl ηιίΓ niedrigem Kohlenstoffgehalt zusiim- Die Behandlung des Bundes in dem Ofen hat cm

men mit einem Inhibitor und einem Bindemittel, wie Sintern des verdichteten, ungesnterten Bandes /u:

beispielsweise Natriumcarboxymcthylcellihosc, ent- 40 Folge so daß eine I-ohe ;".!■. einer Legierung ans

hält wird auf ein sich bewegende' endloses Band rostfreiem Fisen entsteht mii einer Dicke yon tx

,gegossen, und mit dem Band durch eine !rock- spielsweise 0.07 bis 0.12 mm Dw Zugabe des hai-

übungsvorrichtung geführt. In dieser Vorrichtung wird genhaltigen Materials begünstig in erheblichei,

ilie Aufschlämmung im wesentlicher, getrocknet. Maße die Diffusion des Chroms ;n das hiscn dur.j-

worauf sie dem Walzspiii eines Verdichtungswalzen- 45 einen Ausiauschmecluimsmus. der au. die 1 ins.iu,

paars zugeführt wird. Das Bindemittel verleiht der zurückzuführen ist. dnß sowohl Jas ι brom al· .u-

Aufschlämmung, die wenig Wasser enthält, cine Fe- das Fisen mit dem Halogen reagieren. Aut die

stif-keit die dazu ausreicht, den schmalen Raum zu Weise reagiert da-, halugenhallig·· Material mit u·.··,'■

überbrücken, der ^icii zwischen dem endlosen H::nd Chrom unter B'Uung von ( hromill ΚκιΙομ, π·

und den V'urdichtungswalzen befindet. 5« (Ci λ.). .

Unmittelbar nach dem Verlassen der eisten Ver- Der Austausch verlauit in der iolgenden VV eise

dichiungswalzen wird das eisenhaltige Band wahrend CrX., 1-V=^=Cr ■ FeX, i'·

einer Zeitspanne von 5 Sekunden durch einen Ofen " ₍

i'cleilet, der auf eine Temperatur von KOO C erhit/t Das '. hioni wrd :>u! die. Weise -.mf dem ..isen

ist Dabei wird das eisenhaltige Band verfestig!, wo- 35 des eisenhaltigen Haniks abgelagert wahrem,

bei gleichzeitig das Bindemittel abgebrannt wird. F:iscn(II)-halogenid nut dem ( hrompulver rcagicit.

Dann wird Chrompulver, beispielsweise clektrosta- FeX.,-- Cr=^=C-X., ^; Fc (2)

tisch, auf Weide Seiten des eisenhaltigen Bandes in "

einer Menge von 18«,.. bezogen auf das Cesamtge- Auf diese Weise wird das Eisen auf dem Eisen dei

wicht, aufgebracht. Das eisenhaltige Band wird vor- 60 eisenhaltiger Fohe abgelagert.

her gegebenenfalls mit einer Natrium- oder Kalium- Fine chromreiche Schicht wird auf u.ese Weise m-.i

silikatlösung odi.r mit einer 0,05 ■ bis 0,25 "/„igen Lö- jeder Oberfläche der eisenhaltigen Folie aufgebaut

sune von Natriumcarboxymethylcellulosc oder mit Ammoniumchlorid, das gegebenenfalls als HMo-

ciner Suspensic.i eines gelatinösen Metallhydroxyds, genhaltigcs Material eingesetzt werden kann, disso/i-

bcispielsweise Ni(OH), oder Al(OH)₁, benetzt. Diese 65 iert zu gasförmigen Produkten bei einer Temperatu«

Benetzung hat zur Folge, daß das Chrompulver von von ungefähr 350° C, so daß etwa vorhanden.",

dem eisenhaltigen Band festgehalten wird. Nach der Wasser ausgespült wird, welches in den Windungen

Aufbringung des Pulvers wird die Lösung oder Sus- des Jandes gebildet worden scm kann, und zwar

,„ „_d,_vd äÄ^a

uic din »">.·->ν. ■■-■ - - , . . ■ ι ,.u .,,;,, -uis uneniacne uui ti^iiiicuwg,.... -■

durch korrosionsbeständig, bcs.t/. jedoch «il . us ^ _{übc ist<
in} Kontakt nut de.

Jcr beigefügten graphischen Darstclling /^ c sch.· _{nichtiibc cncn} Oberfläche. Die oben angegeben

,s,. cine Chromkon/entrat.on die an den, bc.den , £ _klk,_{n kann in cinfach}er Weise /wischen

Oberflächen ihr Mnx.mum te.«:t *J.h.end - ^„,_{Λωαι und} der nichtbesch.chte.cn Obcr-

Chmmkonzentrat.on in der Mittclcbenc der ι out ^^ erfolgen.

Minimum erreicht. _h,,„ ₁₀ Soll eine Folie aus rostfreiem Stahl und nicht aus

Aus der graphischen Darstellung st *u er ehu^_n ^ _{werden d k n da}s

daß die Obcrflächcnseh.ehten der FoI e sehr reich an _Nickc, _durch vermischen nut dem

r._ir(,m ine«, und /war ^w«^h"C«inhch infolge cm · _{dcr Eisenpulvcr) in dcr} Auf-

schr kleinen Menge an "'chtdiffunditrtcm U, om. | eingeführt werden. Man kann auch m

das während der Wärmebehandlung in dem Ofen ge verfahren, wie sie weiter oben vorgeschla-

sintcrt worden ist. Die g^P"^=⁰^¹^"^_r u_n gen wurde, und zwar durch Vermischen des Nickels

durch Auftragen der Werte erhalten, dcteteL_ y Chrompulver oder durch Ersetzen des IcI/-

tcrsuchung der Folie mittels eine r E ckjroncn ,ro ^ ^^ ^ ^ _N,_ckcUC hr_om-

bcnmikroanalysicrvornchtiing erm Itcl ^™^_ο^. _{Lc icrung odcr} durch Elektroplattieren von Nickel Zentrum der Folie »™\^a*\™f^MruMk ao auf die eisenhaltige Folie vor der Aufbr.ngung des

ff Ai¹SSSAiS EÄÄ W in Chrom- oder Ferrochrompulvers.

^JKSKSrAu.- durch Fcr- Beispiel 2

rochrompulvcr ersetzt werden. Tc.lwc.se kanrι man _{Misclnl aus Eiscnpu}lver oder Flußstahlpul-

_:iUch eine Mischung aus Chrom- und Nicke puver Ferrochrompulver. gegebenenfalls zusam-

vcrwcnden. Dabei w.rd eine FoJe a s rostfr=cm ^^ _{Bf:standteilcni die im rostfrcic}n

Stahl erhalten, die eine durchschnittliche^usamme^ ^ _{vorhandcn sein} sollen, wird, wie im Beispiel 1

^^^^^S^C^cr^^ ^i^^St'des verdichteten, ungesinterner mit titan-, molybdän-, aluminium-, vanad.n-ode, 30 ^ ^^ ^ ^_{0 q} ^ ^ .^ ^ ^

silicium-haltigcn Pulvern ^v"^mis^"_de ^e _t ⁿ _{dann kann} Bandes ein halogcnhaltiges Material aufgebracht. Die

Wird ein Ferrochrompulver verwende^ dann kann ^ _{cn hen wiedcrum den}jcnmen

sie eine Zusammensetzung von 8» Gc^Pro/«- Diese Stufen umfassen das Vcrfor-

Chrom und 20 Gewich,sprozem Eisen bes.tan Cs .st ^ ^ ^ ^ ^ ^^.^ _Eisen ^,^ „_c

Y"tnSie?öiic^auf'ebrSr Ferroehrompul- durch und durch homogene Zusammensetzung oe-

«rs'zur Erzielung der erwäh"ten ^rchschn.ttl.chen sitj _{Vcnwnd des in Bcispiel} , _odcr 2

Zusammensetzung von 18 -. Chrom je nach^ üem ^_{n ßandes können die PulvcI},

Chromgehalt des Fcrrochrompulxtrs einreguliert ^ ^^ _{vcrdichtct werden sol)en auf einen Aufgii}be-

wcrden muß. . rhrnmnulver oder das trichter aufgegeben werden, der unmittelbar oberhalb

Es ist nicht wesentlich das C^jg^^",.^. des Spaltes eines Verdichtungswalzcnpaares. das ho-

chromhaltige ™™£<*^^$Z£i£S. rizonfal angeordnet ist. angebracht ist. Das venl;ch-

1 "^S ist die AuiSSn" nur auf eine Oberfläche tete Material wird in Abwärtsrichtung einem i).en

ist. ait λ ^ ε _möglich. _da die Diffu- 45 zugeleitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Verfahren zur Herstellung einer durch und durch korrosionsfesten, rostfreien Eisen- oder Stahlfolie durch Verdichten eines eisenhaltigen Pulvers im Walzspalt eines ersten Walzenpaars. Beschichten des erhaltenen Bandes mit einem Metallpulver und Verdichten dieses Pulvers samt dem Band im Walzspalt eines zweiten Walzenpaars und anschließendes Wärmehehandeln des beschichteten Bandes up.ier Sinterung desselben, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallpulver ein chromhaltiges Pulver aufgetragen und auf da:- beschichtete Bund mich dem Dutchlaufen des /.weilen ^'alzenpaares und vor der Wärmebehandlung ein halogenhaltiges Materia! aufgebracht wird, das beschichtete Band zu einem Bund geformt und einer Diffusionsiilühunu unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der eiste Teil der Wärmebehandlung in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt wird.
.ν \ erfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dall als halogenhaltiges Material eine F errochlorid und oder Amnioniumchlorid enthaltende Lösung aufgebracht wird.
4. \ erfahren nach Lineui der vorhergehenden .Ansprüche, dadurch ΰ kennzeichnet, daIi das Band aus eisenhaltigem Pulver hergestellt wird, indem argcfeuchtelcs eisenhaltiges Pulver au! ein endloses Trägerband gebracht, dieses durch einen Trockner geleitet und das im wesentlichen eetiockneie PuKer dann durch den ersten Walzspalt gelührt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet du Ii das eisenhaltige Band nach dem Verlassen des ersten Verdichtungswalzenpaares erhitzt wird.
6. Verfahren nach einem tier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eisenhaltige Band vor dem Aulbringen des chromhaltigen Metallpulvers elektrolytisch vernickelt wird.
¹. Anwendung '!es Veri 'hrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf ein eisenhaltiges PuKer, welches Nickel zugemischt enthält.
8. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf ein chromhaltiges Metallpulver, welches auch Nickel enthält.