DE2106226A1

DE2106226A1 - Stahldrahte mit einem nicht eisen haltigen Metallüberzug und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2106226A1
Application number: DE19712106226
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1970-02-12
Filing date: 1971-02-10
Publication date: 1972-02-03
Also published as: CA945839A; GB1352761A; NL157356B; DE2106226B2; FR2077770B1; CH533469A; FR2077776A1; FR2077770A1; NL7101871A; LU62574A1; US3749558A

Description

Dip!.-2ng. Sgon Prinz MIGHELIN & CIE _n. ?ί Gertrud Häuser

, _a „, . , Dipl.-lng. Gottfried ieisar

(Compagnie Genferale Patentanwälte

des Etablissements Michelin)

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Clermont-Ferrand /Frankreich . . I^e'^ef01"^{33 ls !0}

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Unser Zeichen: M 1225

Stahldrähte mit einem nicht eisenhaltigen Metallüberzug und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft Stahldrähte und - kabel zur Herstellung von Luftreifen oder anderen verstärkten Kautschukgegenständen. Sie umfasst einmal als neue technische Produkte Stahldrähte, sowie Kabel und andere Verbände aus Einzeldrähten und andererseits ein Verfahren zur Herstellung dieser Stahldrähte.

Die zur Herstellung der Verstärkung von Luftreifen verwendeten Stahlkabel werden aus βehr feinen Stahldrähten hergestellt, die einen Überzug aus einem Nicht-Eisenmetall tragen. Dieser Überzug besteht aus einer sehr dünnen Schicht mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,1 oder 0,2 Mikron aus Kupfer, Zink oder am häufigsten aus Messing. Er erfüllt eine doppelte Punktion. In erster Linie erleichtert er das Ziehen des Stahls auf einen sehr geringen Durchmesser zwischen 0,08 und 0,40 mm und meistens

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zwischen 0,15 und 0,26 nun, was zur Herstellung von geschmeidigen und widerstandsfähigen Kabeln, wie sie zur Verstärkung von Luftreifen erforderlich sind, nötig ist. In zweiter Linie gewährleistet der Überzug die Verhaftung der Drähte und Kabel mit dem sie umhüllenden Gemisch auf Kautschukbasis infolge bei der Vulkanisation des Kautschuks sich abspielender. Umwandlungen.

Unter bestimmten Umständen besitzen die vermessingten Stahldrähte störende Mängel und Fehler. Der Messingüberzug gewährleistet nämlich nur einen unzureichenden Schutz des Stahls, wenn die Drähte in ein korrodierendes Milieu gebracht oder in einem solchen Spannungen unterworfen werden, selbst dann, wenn dieses Milieu nur schwach korrodierend ist, wie dies Laboratoriumsversuche oder Beobachtungen an Luftreifen gezeigt haben.

So zeigen Drähte oder Kabel aus vermessingtem Stahl, die in Proben aus vulkanisiertem Kautschuk eingebettet sind, die man in 0,5 # Salz enthaltendes, 55° C warmes Wasser legt, ziemlich rasch eine feststellbare Korrosion des Stahls und einen Adhäsionsverlust zwischen dem Metall und dem Kautschuk. Der Grad der Korrosion und der Adhäsionsverlust hängen natürlich von der Verweilzeit der Proben in dem Salzwasser ab. Das Phänomen ist jedoch intensiv und schnell genug, daß innerhalb einiger Stunden die Wirkung bereits schädlich, ist. Die mikroskopische Untersuchung zeigt im übrigen, dass die Korrosion des Stahls und der Adhäsionsverlust am Kautschuk nur unterschiedliche Betrachtungen des gleichen Phänomens sind: Die Korrosion des Stahls verursacht nämlich die Trennung des Stahls und des Messingüberzugs und infolge-

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dessen das Nachlassen der Verhaftung des Stahls mit Kautschuk.

Eine andere, noch erstaunlichere Beobachtung ist die folgende: Ein in bestimmten Intervallen mechanischen Spannungen unterworfenes Kabel aus vermessingtem Stahl verliert beträchtlich an Lebensdauer in Abhängigkeit von der Erhöhung des relativen Feuchtigkeitsgehalts der umgebenden Luft. Ein Feuchtigkeitsgehalt von 30 # ergibt bereits eine nachweisbare Wirkung. Bei 60 # Feuchtigkeit, was einem üblichen Gehalt entspricht, stellt man eine beträchtliche statistische Abnahme der Lebensdauer von Drähten und Kabeln aus vermessingtem Stahl fest; der Prozentsatz an gebrochenen Drähten für eine bestimmte Anzahl von Zyklen ist dabei wesentlich höher als im Fall eines in vollständig trockener Luft durchgeführten Versuchs. Es handelt sich hier zweifellos um ein Ermüdungs-Korrosions-Phänomen. Die für eine bestimmte Anzahl von Zyklen auftretenden Brüche von vermessinten Stahldrähten, die um so zahlreicher sind, je höher der Feuchtigkeitsgehalt ist, sind charakteristische Ermüdungsbrüche: ebene Brüche, ohne Einschnürung des Metalls an der Bruchstelle. Sie können von sichtbaren Anzeichen einer Korrosion begleitet sein, zum Beispiel der Anwesenheit von Metalloxiden, wenn die Anzahl der Zyklen sehr hoch 1st·

Die im Laboratorium gemachten Beobachtungen werden durch direkte Beobachtungen an mit vermessingten Stahldrähten und -kabeln verstärkten Luftreifen bestätigt· In einem Luftreifen sind nämlich die Verstärkungsdrähte oder -kabel niemals vollständig von dem äuße.ren Milieu isoliert. Der sie umhüllende Kautschuk 1st nie ganz dicht und kann ausserdem durch die mehr oder weniger strengen Betriebsbedingungen feine Sprünge oder Risse aufweisen. Tatsächlich stellt man

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in Luftreifen Brüche von vermessingten Drähten fest, und zwar Ermüdungsbrüche, welche von Korrosionserscheinungen begleitet sind.

Es erscheint offensichtlich wünschenswert, die Korrosionsbeständigkeit und die Ermüdungs-Korrosions-Beständigkeit von die Verstärkungskabel von Luftreifen bildenden einzelnen Stahldrähten zu erhöhen. Man kann daraus nur eine Verbesserung der Betriebsdauer von Luftreifen erwarten, insbesondere wenn diese in korrodierenden Umgebungen oder einfach in Ländern verwendet werden, v/o die Luft häufig sehr feucht oder sogar an Feuchtigkeit gesättigt ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung der statischen Korrosionsbeständigkeit und der Ermüdungs-Korrosions-Beständigkeit von Stahldrähten, sowie die bleibende Verhaftung von Stahl an Kautschuk, insbesondere im Pail von sehr feinen Drähten, wie sie zur Herstellung der zur Verstärkung von Luftreifen und anderen Verstärkten Kautschukgegenständen bestimmten Kabel und Drahtverbindungen verwendet werden. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, die Stahldrähte mit einem Überzug besonderer und neuer Art und zwar nach einem besonderen Verfahren zu überziehen.

Die erfindungsgemässen Stahldrähte, die in an sich bekannter Weise mit einem nicht eisenhaltigen Überzug versehen sind, kennzeichnen sich dadurch, dass dieser Metallüberzug aus einer 20 - 100 # und vorzugsweise 60 # Nickel enthaltenden Legierung besteht und kaltgehärtet ist.

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öemäss "besonderen Ausführungsformen der Erfindung .

a)enthält die Nickellegierung Kupfer als dem Nickel angeordneter Hauptlegierungsbestandteil; sie kann auch noch andere Metalle wie Zinn, Kobalt, Zink enthalten, diese sind jedoch nicht erforderlich;

"b)ist der Überzug aus Nickellegierung direkt auf den Stahl aufgebracht; man kann jedoch auch zwischen dem Stahl und dem Nickel oder der Nickellegierung eine Schicht aus einem anderen Metall oder aus einer anderen Legierung mit hohem Schmelzpunkt ( über 900 oder 1000° C), z.B. eine Kupferschicht, anordnen;

c)kann der Überzug aus Nickel oder einer Nickellegierung wahlweise mit einer Schicht eines Metalls - insbesondere Kupfer - oder einer Legierung - insbesondere Messing - überzogen sein, welche die Verhaftung des Stahldrahts mit Kautschuk verbessern soll. Wenn der Draht mit einer reinen Nickelschicht überzogen ist, ist diese vorzugsweise mit einer Messingschicht versehen; .

d)beträgt die Dicke der Nickelschicht oder der Nickel- -legierungsschicht zwischen 1/50 und 1/5000 und vorzugsweise zwischen 1/200 und 1/1000 des Drahtdurchmessers; die Nickel- oder Nickellegierungsmenge beträgt somit vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gew.56 des Drahts.

Wie bereits gesagt, soll der Überzug aus Nickel oder einer Nickellegierung des Stahldrahts kaltgehärtet werden.

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Dieser Punkt ist aus verschiedenen Gründen besonders wichtig·

In erster linie wäre, selbst wenn ein sehr feiner Draht theoretisch mit einem Überzug versehen werden kann, dieser Vorgang weder vom technischen noch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus zufriedenstellend. Vom technischen Standpunkt deshalb nicht, weil der auf seinen geringen Durchmesser zurückzuführende schwache mechanische Widerstand des Drahts den Überzugsvorgang sehr schwierig macht (Reißen des Drahts, unregelmässige Dicke des Überzugs usv/.). vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen wäre die Produktionskapazität einer Überzugsreihe sehr gering und der Betrieb käme infolgedessen unter Berücksichtigung der möglichen Durchlaufgeschwindigkeiten des Drahts sehr teuer Deshalb wird zweckmässig ein Draht mit einem verhältnismässig großem Durchmesser — zum Beispiel zwischen 0,5 und 2 mm oder sogar in der Größenordnung von 1 mm ~ überzogen und anschliessend wird der Draht gezogen, wobei die Kalthärtung des den Überzug bildenden Metalls eintritt.

In zweiter Linie verbessert das Kalthärten der Nickel - oder Nickellegierungsschicht infolge der dabei erzielten besseren Dichtigkeit die Beständigkeit gegen das Sindringen korrodierender Stoffe bis auf Höhe des Stahls und zwar hauptsächlich dann, wenn der Draht veränderlichen Spannungen unterworfen wird. Die Erfahrung zeigt, dass die gehärtete Nickel- oder Nickellegierungsschicht in wirksamer Weise den Stahl schützt. Ein erfindungsgemässer Stahldraht bietet bezüglich seiner statischen Korrosionsbeständigkeit in saurem Milieu, der Bewahrung der Verhaftung mit Kautschuk

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und insbesondere "bezüglich seiner Lebensdauer in Abhängigkeit von Ermüdungs-Korrosionserscheinungen beträchtliche Verbesserungen.

Schliesslich erleichtern die erfindungsgemässen ein-oder mehrfach aufgebrachten Überzüge ebenso wie das Kupfer oder das Messing das Ziehen von Stahldrähten und bilden eine für die Verhaftung der Stahldrähte mit Kautschuk günstige Metallschicht.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der mit einer Nickel-cder Nickel-Kupferlegierungsschicht überzogenen Stahldrähte umfasst die folgenden, an sich bekannten Verfahrensstufen: Kaltverformung des blanken oder des überzogenen Draht auf einen geeigneten Durchmesser ( das drei-bis achtfach· des gewünschten Enddurchmessers), Patentieren, Überziehen des Drahts, Ziehen bis auf den Enddurchmesser des überzogenen Drahts und die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass die Aufbringung des nickelhaltigen Überzugs vor dem Ziehen erfolgt, um diesen Überzug als Gleitmittel für das Ziehen zu verwenden, wobei er kaltgehärtet wird.

Die Abscheidung von Nickel kann vor oder gleichzeitig mit oder nach der Abscheidung von Kupfer erfolgen. Wenn die beiden Metalle getrennt aufgebracht werden, kann die Nickel-Kupferlegierung sich durch Diffusion bei hoher Temperatur (700 bis 1000° C) von zwei einzelnen, beispielsweise elektrolytisch abgeschiedenen Schichten aus Kupfer und Nickel bilden, wobei diese Diffusion während einer Patentierung durchgeführt werden kann. Die beiden Metalle, oder mindestens eines von ihnen, können vor einer Wärmehärtung abgeschieden werden: die Schmelztemperaturen von Kupfer und Nickel und die Verfestigungstemperatur der Kupfer-Nickellegierungen liegen über derjenigen der

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Wärmehärtung, was offensichtlich bei Kupfer-Zinklegierungen nicht der Fall ist.

Die Abscheidung von Nickel auf einem blanken oder vorher verkupferten Stahldraht erfolgt auf elektrolytischem Wege, Zu diesem Zweck kann man ein 35 bis 70° C warmes Nickelsulfat-chloridbad verwenden, durch welches man den Draht

bei einer Stromdichte von 2 bis 15 A/dm laufen lass oder ein Nickelsulfamatbad mit einer Temperatur von 55 - 70⁽
beträgt,

bei einer Stromdichte von 2 bis 15 A/dm laufen lässt,

Ln Nickelsulfamatbad mit einer Temperatur von 55 - 70° C, wobei die Stromdichte dann 5 bis 60 A/dm²

Das Zupfer kann ebenfalls auf elektrolytischem Wege abgeschieden werden und zwar insbesondere in bekannter Weise mittels eine3 Kupferzyanid-oder Kupfertartratbads. Man kann auch gleichzeitig das Kupfer und das Nickel abscheiden, zum Beispiel mittels eines Bades, das bei~ spielsweise Kupfer-und Nickelthiosulfat enthält.

Vorzugsweise beträgt die abzuscheidende Nickelmenge etwa 1 #, bezogen auf den Stahl und allgemeiner ausgedrückt beträgt diese 0,5 und 2,5 #, bezogen auf den Stahl; die jeweils bevorzugten Anteile an Nickel bzw. Kupfer zur Herstellung der Nickel-Kupferlegierung betragen 60 bis 80 # Nickel und 40 bis 20 $> Kupfer. Bekanntlich sind Nickel und Kupfer in allen Verhältnissen unter Bildung einphasiger Legierungen miteinander mischbar, die im kubisch flächenzentrierten System kristallisieren.

Zur Herstellung eines mit einer Nickelschicht (oder einer Nickellegierungsschicht) überzogenen Drahts, wobei dieser überzug wiederum mit einer Messingschicht überzogen ist,

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kann man nach der Aufbringung der Nickelschicht oder Nickellegierungsschicht und vor dem Ziehen des Drahts nacheinander eine Kupfer- und eine Zinkschicht aufbringen und eine thermische Diffusion von Kupfer und Zink unter Bildung von Messing durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 450° C "bewirken. In diesem Fall diffundiert das Kupfer praktisch nicht in das Nickel oder die Nickellegierung ein, so dass man zwei getrennte Schichten erhält, die eine auf Nickelbasis, die andere aus Messing.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend beschriebenen Beispielen und Versuchsberichten.

Beispiel 1 *

Man stellt einen gezogenen Draht aus kohlenstoffreichem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,7 $> und einem Durchmesser von 0,95 mm nach der üblichen Methode her. Dieser Draht wird anschliessend gereinigt, dann in reduzierender Atmosphäre patentiert, was ihm eine saubere und oxidfreie Oberfläche verleiht und ihn zum erneuten Ziehen geeignet macht. Er erhält dann beim Durchlauf durch verschiedene Bäder aufeinanderfolgende Überzüge; die Folge der Verfahrensschritte ist dabei die nachstehende:

a) Durchlauf des Drahtes durch ein elektrolytisches Entfettungsbad auf der Basis von Natriumkarbonat,

b) Durchlauf des Drahtes durch ein Beizbad auf der Basis von Schwefel-und Salzsäure,

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c) Durchlauf durch ein elektrolytisches Nickelüberzugsbad. Man verwendet ein Nickelsulfamatbad, das 480 g/l Nickelsulfamat und 30 g/l Borsäure enthält. Der pH-Wert beträgt etwa 5,5. Die Kathodenstromdichte beträgt 20 A/dm². Die Verweilzeit liegt bei etwa 45 Sekunden,

d) Spülen des Drahtes mit Leitungswasser,

e) Durchlauf durch ein elektrolytisches Kupferüberzugsbad. Man verwendet ein Kupfertartratbad, das 100 g/l Weinsäure, 150 g/l Soda und 50 g/l Kupfertartrat enthält. Die Kathodenstromdichte beträgt 3 A/dm . Die Verweilzeit beträgt etwa 80 Sekunden,

f) Spülen des Drahtes mit Leitungswasser,

g) Durchlauf durch ein elektrolytisches Zinküberzugsbad.

Man verwendet ein Bad, das 100 g/l Zinksulfat enthält.

Die Kathodenstromdichte beträgt 4 A/dm und die Verweilzeit 35 Sekunden,

h) Spülen mit Leitungswasser.

Der so mit drei aufeinanderfolgenden Schichten aus Nickel, Kupfer und Zink versehene Draht wird dann zur Wärmediffusion von Kupfer und Zink erhitzt. Man wendet eine Erhitzung durch Joule'sehe Wärme an, wobei der Faden während einiger Sekunden auf eine Temperatur von etwa 450 C gebracht wird. Diese Behandlung beeinflusst nicht die Nickelschicht, wandelt jedoch die Kupfer-und Zinkschichten in Messing um.

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Schliesslich wird der überzogene Draht durch eine Reihe von Ziehdüsen auf feuchtem Wege auf einen Durchmesser von 0,18 mm gezogen. Der fertige Draht besitzt über einer Stahlseele einen kaltgehärteten Nickelüberzug von etwa 900 mg Nickel auf 100 g Draht, wobei dieser Nickelüberzug selbst wieder mit einer etwa 70 $> Kupfer enthaltenden Messingschicht in einer Stärke von 400 mg auf 100 g Draht überzogen ist.

Fig. 1 zeigt in stark vergrößertem Maßstab einen Schnitt

durch einen so erhaltenen Draht'; mit 1 ist die Stahlseele, mit 2 der kaltgehärtete Nickelüberzug und mit 3 der Messingüberzug bezeichnet, wobei die Dicke der Überzüge im Verhältnis zum Durchmesser der Stahlseele 1 jeweils übertrieben ist.

Fig. 2 erläutert die Ergebnisse von Ermüdungs-Korrosions-

Versuchen, die einmal an mit Nickel und mit Messing überzogenen Drähten, wie sie in dem vorstehenden Beispiel besehrieben sind, und zum anderen an den gleichen Drähten, jedoch ohne Nickelüberzug, durchgeführt wurden. Eine bestimmte Anzahl von Drähten der beiden Gruppen wurde einem Ermüdungsversuch durch wiederholtes Biegen bei 20° C und in einer feuchten Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 60$ unterworfen. Die dabei angewendete Spannung beträgt 170 kg/m .

Die Kurven in Fig. 2 zeigen in Abhängigkeit von der Anzahl Biegungszyklen den Prozentsatz an gebrochenen Drähten.

Die Kurve A bezieht sich auf nur mit Messing überzogene

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Drähte. Die Kurve B "bezieht sich auf erst mit Nickel und dann mit Messing überzogene Stahldrähte. Die Kurven C und D beziehen sich auf Stahldrähte, die zuerst mit Nickel und dann mit Messing überzogen, jedoch auf etwas andere Weise unter Verwendung von Nickelsulfat-ehloridbädern für die Vernickelung hergestellt wurden.

Wie man feststellt, erhöht die Anwesenheit von Nickel ganz eklatant die Lebensdauer der Drähte. Nach 150 000 Biegungszyklen zeigen die nur verines sing ten Drähte mehr als 50$ Brüche, die vernickelten Drähte weniger als 10 %. Dieses Ergebnis ist rein statistisch, hergeleitet aus einer großen Anzahl getesteter Drähte, was jede Möglichkeit eines zufälligen Irrtums ausschließt.

Fig. 3 zeigt den Prozentgehalt an Drahtbrüchen für eine konstante Anzahl von Biegungszyklen (100 000) in Abhängigkeit von der angewendeten Biegungsspannung. Wie im Falle von Fig. 2 wird der Versuch in 60 # relative Feuchtigkeit enthaltender Luft von 20° C durchgeführt. Die Kurve A betrifft ebenfalls nur vermessingte Drähte, während die Kurve B mit Nickel und Messing überzogene Drähte, wie vorstehend beschrieben, betrifft.

Der Vergleich der Kurven A und B zeigt, dass die Überlegenheit der mit Nickel überzogenen Drähte um so ausgeprägter ist, je geringer die Spannung ist. Die Prozentgehalte für Brüche sind bei sehr hohen Spannungen gleich.

Die nachstehende Tabelle zeigt andererseits das unterschiedliche Verhalten von Kabeln aus nur vermessingten

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Stahldrähten und von Kabeln aus vernickelten und dann vermessingten Stahldrähten bei Abziehversuchen von Kabeln. Die verwendeten Kabeln setzen sich aus 7 Litzen aus jeweils 3 Drähten mit einem Durchmesser von 0,18 mm zusammen. Sie wurden mit Kautschuk durch Einbringen in Proben von Rohkautschuk, die dann vulkanisiert wurden, verklebt. Die Proben wurden in 0,5 % Salz enthaltendes 55° C warmes Salzwasser eingetaucht. Man bestimmt in periodischen Abständen die Kraft, die erforderlich ist, um Kabel und Kautschuk zu trennen. Die Ergebnisse der Messungen sind in der nachstehenden Tabelle angegeben:

	vermessingter Draht	Vernickelter und ver- messingter Draht
	kg	kg
Abreißkraft zu Be ginn	,79	85
nach 24 Stunden	46	54
nach 48 Stunden	33	44
nach 72 Stunden	25	42
nach 96 Stunden	20	42

In beiden Fällen nimmt die Kraft, die zum Abreißen des Kautschuks von dem Kabel erforderlich ist, allmählich beim Eintauchen in warmes Salzwasser ab. Die Abnahme ist jedoch im Fall des vernickelten Drahts stets geringer und insbesondere stabilisiert sie sich bei einem noch annehmbaren Wert.

Beispiel 2

Wie in Beispiel 1 geht man von einem gezogenen Stahldraht mit einem Durchmesser von 0,95 mm aus. Man unterwirft ihn

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den folgenden Verfahrensstufen:

a) Durchlauf durch ein elektrolytisches Entfettungsbad,

b) Durchlauf durch ein Beizbad,

c) Durchlauf durch ein elektrolytisches Vernickelungsbad,

wie in Beispiel 1 werden alle diese Behandlungen vor dem Patentieren des Drahts durchgeführt.

Nach Aufbringung der Nickel-und Kupferüberzüge erfolgen gleichzeitig die Wärmediffusion von Kupfer und Nickel und das Patentieren des Stahldrahts durch Erhitzen in reduzierender Atmosphäre auf eine Temperatur von 930° C.

Dabei erhält man einen mit einer Nickel-Kupferlegierung überzogenen patentierten Stahldraht. Dann wird der Draht auf feuchtem Wege auf einen Durchmesser von 0,18 mm gezogen.

Der fertige Draht trägt auf einer Stahlseele einen kaltgehärteten Überzug aus einer 7Obigen Nickel-Kupferlegierung, wobei dieser Überzug etwa 1200 mg Legierung auf 100 g Draht stark ist.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen solchen Draht mit

einer Stahlseele 10 und einen Überzug 20 aus Nickel-Kupferlegierung.

Pig. 5 zeigt den Prozentgehalt an Drahtbrüchen in Abhängig keit von der Ermüdunga-Korrosion in 20° C warmer Luft bei einer relativen Feuchtigkeit von 60 56 und zwar

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einmal von in bekannter Weise vermessingten Drähten und zum andern von mit einer Nickel-Kupferlegierung überzogenen, vorstehend beschriebenen Drähten. Die Kurve A betrifft vermessingte Drähte, die Kurve B betrifft mit Nickel-Kupferlegierung überzogene Drähte. Auch hier ergibt die Anwesenheit von mit Kupfer legiertem Nickel eine beträchtliche Erhöhung der Lebensdauer.

Ähnliche Versuche wurden an mit Nickel-Kupferlegierung überzogenen Drähten durchgeführt, wobei die Dicke und die Zusammensetzung des Legierungsüberzugs variierten. Im Fall einer 70 % Nickel enthaltenden Legierung wird eine sehr merkliche Verbesserung der Lebensdauer bereits mit einer einem Überzug von etwa 500 mg auf 100 g Draht entsprechenden Dicke erzielt. Zweckmässig verwendet man jedoch einen doppelt oder dreifach so dicken Überzug. Von da an rechtfertigt die zusätzliche Verbesserung offenbar nicht mehr die Erhöhung der verwendeten Nickelmenge.

Fig. 6 zeigt den Einfluß des Nickelgehalts der Nickel-Kupferlegierung auf die Lebensdauer. Die Kurve zeigt den Prozentgehalt an Brüchen in Abhängigkeit vom Nickelgehalt nach 250 000 Zyklen in Luft von 20° C und einer relativen Feuchtigkeit von 60#. Die Anwesenheit von 20 56 Nickel bringt bereits eine merkliche Verbesserung gegenüber einem Draht mit sich, dessen Überzug kein Nickel enthält (üblicher vermessingter Draht). Der optimale Bereich scheint um etwa 60 bis 80 56 Nickel herum zu liegen. Darüber hinaus erzielt man scheinbar keine Verbesserung mehr, Zwischen 20 und 60 56 variiert die Lebensdauer im gleichen Sinn wie der Nickelgehalt. Die. Verwendung einer Nickel-Kupfer legierung ermöglicht somit die Verbesserung der Ermüdungs-Korrosionsbeständigkeit auf wesentlich billigerem

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Wege wie man sie "bei Verwendung einer reinen Niekel schicht erzielt, die beispielsweise mit einer Messingschicht überzogen ist.

Die mit einem nickelhaltigen Überzug versehenen dünnen Stahldrähte gemäss der Erfindung eignen sich gut zur Herstellung von zur Verstärkung von Luftreifen bestimmten Metallkabeln. Sie verleihen den Luftreifen einen erhöhten Widerstand gegen Ermüdungserscheinungen und verlängern seine Lebensdauer.

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Claims

- 17 Patentansprüche

1. Stahldrähte mit einem Durchmesser von nicht über 0,40 mm mit einem nicht-eisenhaltigen Metallüberzug, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Metallüberzug aus einer 20 bis 100$ und vorzugsweise 60 bis 80$ Nickel enthaltenden Legierung besteht und kaltgehärtet ist.

2. Stahldraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug als mit Nickel kombiniertes Hauptlegierungselement Kupfer enthält.

3. Stahldraht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickel- oder Nickellegierungsüberzug sich direkt auf dem Stahl befindet oder von diesem nur durch eine Metall-oder Legierungsschicht mit hohem Schmelzpunkt (über 900 oder 1000° C) getrennt ist.

4. Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nickel- oder Nickellegierungsüberzug mit einer Metallschicht, insbesondere einer Kupferoder Kupferlegierungsschicht, insbesondere Messing, überzogen ist.

5. Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Nickel- oder Nickellegierungsschicht zwischen 1/50 und 1/5000 und insbesondere zwischen 1/200 und 1/1000 des Durchmessers des Drahte beträgt.

6. Stahldraht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickelmenge zwischen 0,5 und 2,5 $ des Gewichts des Drahts ausmacht.

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7. Aus Einzeldrähten nach einem der vorhergehenden Ansprüche • zusammengesetzte Stahlkabel, insbesondere zur Verstärkung von Kautschukgegenständen, vorzugsweise von Luftreifen.

8. Verfahren zur Herstellung von mit einer Nickel-oder Nickellegierungsschicht überzogenen Stahldrähten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 1) der blanke oder überzogene Stahldraht auf einen Durchmesser zwischen dem drei-und achtfachen des gewünschten Enddurchmessers kalt vermindert, 2) ein oder mehreren Patentierungsbehandlungen unterworfen, 3) mit einen oder mehreren Überzügen versehen und 4) dann auf den gewünschten Enddurchmesser gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung des nickelhaltigen Überzugs vor dem abschließenden Ziehen erfolgt, so daß dieser Überzug als Gleitmittel beim Ziehen wirkt und dabei gleichzeitig kaltgehärtet wird ·

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht mit Nickel und/oder Kupfer vor mindestens einer Patentierungsbehandlung überzogen wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass man auf den Stahldraht zwei getrennte Schichten aus Nickel bzw. Kupfer, beispielsweise auf elektrolytischem Wege, aufbringt und daß man dann die beiden Metalle durch Erhitzen auf hohe Temperatur ineinander diffundiert, vorzugsweise während der Durchführung einer Patentierungsbehandlung.

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