DE2153318A1

DE2153318A1 - Verfahren zur herstellung kupferplattierter aluminiumdraehte

Info

Publication number: DE2153318A1
Application number: DE2153318A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Ziemek
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1969-02-13
Filing date: 1971-10-26
Publication date: 1973-05-03
Also published as: DE1907107B2; DE1907107A1

Description

Verfahren zur Herstellung kupferplattierter Aluminiumdrähte Zusatz zum Patent ........... (Anm. P 19 07 107 - 1 947) Gegenstaiid des Hauptpatentes ist ein Verfahreii zur Ilerstellung von Drähten' aus einer Aluminiumseele und einem Mantel' in Form eines um die Aluminiumseele zum Rohr geformten und verschweißten Kupferbandes. Solche kupferpiattierten Aluminiumdrähte haben den besonderen Vorteil, daß sie das verhältnismäßig geringe spezifische Gewicht und die Wirtschaft~ licllkeit des Aluminiums mit den guten elektrisciien Eigenschaften des Kupfers verbinden.
Als Aluminiumseele wird bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent ein aus einer Presse austretender Aluminiumstrang verwendet, der von einem längseinlauferlden, rohrförmig gebogeneri Kupferband umschlossen wird. Dieses Kupferband wird aii seinen Kanten verschweißt und anschließend zusammen mit der Aluminiumseele auf den jeweiligen Drahtdurchmesser heruntergezogen. Um die Bildung von Oxidschichten auf dem gepreßten Aluminiumstrang zu verhindern1 erfolgt der Austritt der Aluminiumseele aus der Presse und das anschließende Ummantelnmit dem längseinlaufenden Kupferband unter Schutzgasatmosphäre. Auf diese Weise ist es möglich, in einem einzigen Arbeitsgang oder auch in mehreren hintereinandergeschalteten Stufen kupferplattierte Aluminiumdrähte herzustellen, die sich durch eine einwandfreie mechanisch feste Verbindung zwischen dem Kupfermantel und der Aluminiumseele auszeichnen.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Verbesserung der kontinuierlichen Herstellung von Drähten aus einer Aluminiumseele und einem Mantel in Form eines um die Aluminiumseele zum Rohr geformtetl und verschweißten Kupferbandes, bei dem ein in eine Schutzgasatmosphäre hineingepreßter Aluminiumstrang unter Schutzgas von einem längseinlaufen den, rohrförmig gebogenen und an seinen Kanten verschweißten Kupferband umschlossen und der so gebildete Strang heruntergezogen wird. Gemäß der Erfindung wird der aus der Aluminiumseele und dem Kupfermantel gebildete Strang zur Erzeugung einer Diffusionsschicht von wenigen P an der Grenzfläche zwischen dem Kupferband und dem Aluminiumstrang im Querschnitt um mindestens 50 °/, bezogen auf den Ausgangs querschnitt, reduziert. Die so erzeugte Diffusionsschicht bewirkt eine innige Verbindung zwischen dem Kupfer und dem Aluminium, so daß auf kontinuierlichem Wege ein kupferplattierter Aluminiumdraht hergestellt werden kann, der sich beliebig weiter verarbeiten läßt.
In Weiterführung der Erfindung kann im Anschluß an die Querschnittsreduktion eine Warmbehandlung des reduzierten Stranges bei Temperaturen oberhalb 300 °C, vorzugsweise zwischen 400 und 548 OC, vorgenommen werden. Will man auf eine Warmbehandlung des schon reduzierte Stranges zur Erzeugung der gewünschten Diffusionsschicht verzichten, dann ist es besonders vorteilhaft, den Strang um mindestens 60 %, vorzugsweise um 8o %, zu reduzieren. Beträgt z. B. die Querschnittsreduktion 60 bis 80 , vorzugsweise 80 , so tritt auch ohne Warmbehandlung eine intermetallische Verbindung zwischen Kupfer und Aluminium auf. Bei einer Querschnittsreduktion um 60 % liegt bereits eine gute Haftung vor, die umso besser wird, je größer die Querschnittsreduktion gewählt wird. Gegebenenfalls kann sich aber auch an diese Querschnitts reduktion von 60 bis 80 % eine Warmbehandlung anschließen, wodurch die Haftung weiter erhöht und vor allem die mechanischen Eigenschaften des Drahtes weiter verbessert werden.
Die Diffusionsschichtdicke, die einige p, vorzugsweise ZmTischen 1 und 20 µ, betragen kann, ist damit im wesentlichen abhängig von der Größe der Querschnittsreduktion, von der bei der gegebenenfalls vorgenommenen Warmbehandlung aufgewendeten Temperatur sowie der Dauer der Temperaturbehand lung. Für eine rationelle Fertigung bedeutet dies, daß zur erstellung der intermetallischen Verbindung zwischen dem Kupfer und dem Aluminium diese drei Größen, in gewissen Grenzen, beliebig einstellbar sind, um je nach den Erforder nissen die gewinscllte Diffusionsschichtdicke zu erzielen.
Sobald die Verschweißung des Kupferbandes mit dem Aluminiumstrang durch Diffusion eingetreten ist, läßt sich der so hergestellte Strang weiter reduzieren, ohne daß es zum Ablösen bzw. Reißen der Kupferschicht kommt. Alle weiteren Reduktionen verbessern die Itaftung. Inwieweit ein so hergestellter Draht zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal weichgeglüht bzw. nachgezogen wird, hängt schließlich im wesentlichen dvon ab, welche Eigenschaften von einem gemäß der Erfindung hergestellten kupferplattierten Alumine umdraht gefordert werdell. Die Querschn ittsreduktionen von mindestens 50 ,, insbesondere aber von 60 bis 80 Fó, erfolgen zweckmäßig in Ziehanlagen mit durchgeiiend gerader Ziehstrecke. Eine Umlenkung des Drahtes, insbesondere länges Rollen kleinen Durchmessers 1 wirkt sicii nachteilig auf die Ausbildung der intermatallischen Struktur aus. Daher sollen selbst die Auf- und Abwickel trommel der Ziehanlage Durchmesser aufweisen, die vorzugsweise das 15 - 50 fache des Durchmcssers des platt iertei Drahtes betragen.
die Dicke der-))iffusionoschicht zwiohen den Kupferband und dem Aluminiumstrangt hat einen maßgeblichen Einfluß auf die Qualität des Drahtes. Wird eine zu geringe Diffusionsschichtdicks erzielt, dann ergibt sich kein ausreichendes Verschweißen der beiden Metalle. Ist die Diffusionsschiehtdieke jedoch zu groß, dann ergibt sich eine spröde Kupfer-Aluminiumverbindung, die beim Biegen der Drähte reißt, so daß sich das Kupfer vom Aluminium ablöst.
Nach der Erfindung erfolgt daher die Warmbehandlung in Form einer Glühung des vorzugsweise um mindestene 50 % im Querschnitt reduziorten Stranges bei Temperaturen oberhalb 300°C, vorzugsweise zwischen 400 und 548°C. Die Glühung kann hierbei durch indirekte Brwaraung, wie Leitung, Strahlung, tonvektion oder dergl. erfolgen, es ist aber auch möglich, daß die Glühung durch direkte Erwärmung, beispielsweise mittels elektrischen Stromes torgenonnen wird.
Erfolgt die Glühung des aus Aluminiumstrang und Kupferband hergestellten Stranges im Durchlauf, so wird nan vorteilhaft eine Glühtemperatur von mindestens 50000 bei einer Glühdauer von wenigen Sekunden wählen, urn so die gewünschte Diffuslonsschichtdicke zu erzielen. Umgekehrt ist es vorteilhaft, wenn die Glühung im Stand. dh. bei ruhendem Strang erfolgt, daß die Glühtemperatur 40000 bei einer Glühdauer von weniGen Minuten bis Stunden beträgt. Wesentlich ist, daß sich je nach den gewünschten Drahteigenschaften die drei Faktoren Querschnittsreduktion, Temperatur bei der Warmbehandlung sowie Dauer der Temperaturbehandlung optimieren lassen. So kann z.B. bereits bei geringen Querschnittsreducktionen jedoch Erhöhlung der Temperatur eine Diffusion erreicht werden, wenn die angewendate Temperatur nur kurzzeitig aufgebracht wird. Unabhängig davon Jedoch, ob die Gliihung im Durchlauf bei hohen Temperaturen, dafür nber kürzeren Zeiten oder niedrigen Temperaturen, Jedoch bei erhöhter Glühdauer erfolgt, w.:hlt man die Temperatur des gegossenen oder gepreßten Stranges sorteilhaft bis 450°C vorzugsweise bis 400°C. In jedem Fall muß gewährleistet sein, daß nach dem Abkühlen des Aluminiumstranges auf Grund der unterschiedlichen Wärmodehnung keine Lücke zwischen der Aluminiumseele und dem Kupfermantel entsteht, in dio Luftsauerstoff eindringen und damit eine Oxidation der Oberfläche verursachen kann. Entscheidend fr den Verbund der verwendeten Materialien ist neben der Sauberkeit des Aluminiums die Sauberkeit des verwendeten Kupferbandes. Aus diesem Grunde hat es sich in Weiterführung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, das die Umhüllung bewirkende Kupferband vorzugsweise unter Schutzgas oberflächenzubehandeln. Das geschieht zweckmäßig in der Weise, daß die dem Strang zugekehrte Oberfläche des Bandes z.B. durch Bürsten aufgerauht wird. Um hierbei ein Ausweichen des Bandes nach der entgegengesetzten Seite zu verhindern, ist die den Bürsten abgekehrte Seite des Bandes durch vorzugsweise in einer Schutzgasatmosphäre befindliche und Gegendruck erzeugende Abstützungen, beispielsweise in Form von Rollen oder dergl., in Lage gehalten.
iteiterhin kann es von Vorteil sein, nach der erfolgten Warmbehandlung und der damit erzeugten Diffusionsschicht den Strang weiter herunterzuziehen, um eine erhöhte Haftung zwischen dem Aluminiumstrang und dem Kupferband zu erreichen.
Daa Verfahren nach der Erfindung läßt sich weiter verbessern, wenn man zu Beginn der Ummantelung den Anfang des Aluminiumstranges auf eine bestimmte Strecke in Bezug auf seinen Querschnitt, z.B. entsprechend den gewünschten Maßen der Gesamtquerschnittsverminderung, reduziert. Auf diese Weise ist ein Herunterziehen, d.h. eine Querschnittsreduktion des ummantelten Stranges von Beginn an möglich, ohne daß es zum Abreißen der Kopferumhüllung kommt.
Zur Herstellung einer einwandfreien Schweißnaht an den Kanten des zum Rohr geformten Kupferbandes hat as sich ferner als zweckmäßig erwiesen, daß der einlaufende Aluminiumstrang vor dem Schließen der Umhüllung auf den Boden des rohrförmig gebogenen Kupferbandes gedrückt wird. Hierdurch ist erreicht.
daß das Rohr durch die Schweißnaht ohne Behinderung durch den darunterliegenden Aluminiumstrang geschlossen werden kann.
Weiterhin kann es oft vorteilhaft sein, das allmähliche Herunterziehen des aus der Aluminiumseele und dem Kupferband bestehenden Stranges jeweils im Wechsel mit einer Warmbehandlung zur Weichglühung bzw. im warmen Zustand des Aluminiumstranges vorzunehmen. Hierdurch läßt sich die Qualität des horzustellonden Drahtes wesentlich verbeugern.
In Durchführung der Erfindung Hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, daß der oder die aus der Presse austretenden Aluminiumstränge in eine oder mehrere Speicher eingeführt und von bzw. aus diesen einzeln oder gemeinsam einer oder mehreren Bandform-bzw. Schweißeinrichtungen zugeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Fertigungskapazität wesentlich zu erhöhen, Vorteilhaft wird man auch hinter der Aluminiumstrangvorrichtung, z.B. einer Strangpresse, ein oder mehrere das Band formende Rohrformeinrichtungen mit zugehörigen Schweißeinrichtungen anordnen, wobei sich an diese Schweißeinrichtungen Drahtreduziervorrichtungen sowie Glühvorrichtungen anschließen.
Die Erfindung sei an Hand der in den igtiren 1 bis 7 darre stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 betreffen Fertigungseinrichtungen, während in der figur 3 ein Diagramm die Abhängigkeit der Diffusuonsschichtdicice von der Glithzeit wiedergibt.
Wie aus der Figur 1 ersichtlich, besteht die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung aus der vorzugesweise liegenden Aluminiumpresse 1 fiir den strang 2, einen sich daran anschließenden Drahtspeicher 5 nit sl en zum lenkrollen 4 und 5. sowie einer bits zur Schweißeinriebtung 6 fUhrenden Schutzgasabdeekung 7. ilt 8 ist der Bandeblauf für das Kupferband 9 bezeichnet, das zunächst im Bandspreicher 10 mittels der Rollen 11 und 12 gespeichert und anschließend der Bandreinigung 13 zugeführt wird. Der bandspeicher dient vor allem auch dazu, beispielsweise mit Hilfe einer Querschweißeinrichtung, die verwendeten Kupferbänder miteinander zu vorbinden, damit eine kontinuierliche Ummantelung des Aluminiumstranges gewährleistet ist. Der Bandreinigungsvorrichtung 13 mit dem Bandtrockner 14 folgt die Bandbürstvorrichtung 15 für das Kupferband 9. diese besteht aus den beiden Bürstrollen 16 und den Gegendruck erseugenden Rollen 17 auf der deri Strang 2 abgekehrten Bandseite. Bo folgt der Formtisch 18 entlang dem mittels einer an sich bekannten Formvorrichtung 19, beispiels weise aus hintereinander angeorneten Rollenpaaren, das gebitrstete t<upferband in die' Rohrform gebracht wird. tdit -20 ist eine Reduziervorrichtung, beispielsweise ein Fiehring oder ein oder nehrere Reduzierrollen bezeichnet, die unnittelbr vor der Abzugsvorrichtung 21, die im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Scheibe int, aber auch ein Raupenabzug oder ein Spannzangenabzug sein kann, bezeichnet. Die Aufwickeltrommel 22 übernimmt den ummantelten und vorteilhaft bereits reduzierten Kupfer-Aluminiumstrang 23. wie er in der Figur 1 a im Querse nitt dargestellt ist.
Die Herstellung eines kupferplattierten Aluminiumdrahtes nach der Erfindung geht beispielsweise so vor sich, daß aus der Aluminiumpresse 1 ein Strang z.13. nit einem Durchmesser von etwa 9 - 16 mm kontinuierlich in den Speicher 3 eingepreßt wird, der unter Schutzgas steht und bis unmittelbar an die Preßmatrize heranreicht. Die Speichergröße und damit die Länge des durchgehenden Aluminiumstranges 2 sowie die Stillstandszeit beim Wechsel des Preßblockes sind ein Maß für die Geschwindigkeit, mit der die Rohrform- und Schweißeinrichtung gefahren Werden kann.
Während des Abzuges des Aluminiumstranges 2 von bzw. aus dem speicher 3 läuft ds zur Ummantelung dienende, z.B. o,3 - ,4 mm starke Kupferband 9 von den Bandablauf 8 ab und wird sunächst ebenfalls einer Speichervorrichtung 10 zugefährt, von der es anschließend in eine an eich bekannte Bandreinigung 13 einläuft, wo es von Fett und sonstigen Verunreinigungen bei Durchlaufen eines vorzugsweise dampfförmigen Lösungsmittels gereinigt wird. Zum Abtrocknen letzter Flüssigkeits reste dient der z. B. als Saugrolle ausgebildete Bandtrockner 14. Mittels der Bürstvorrichtung 15, die aus einer oder mehreren auf der dem Strang 2 zugekehrten Seite des Bandes 4 sich abwälzenden Bürsten i6 besteht, wird das so vorbereitete Band an seiner Oberfläche aufgerauht und anschließend unter Schutzgas längs des Formtisches 18 in an sich bekannter Weise mittels der schematisch angedeuteten Formvorrichtung 19 um den Aluminiumstrang 2 zum Rohr von 10 mm Durchmesser geformt und anschließend an seinen Bandkanten mittels der Schweißvorrichtung 6 verschweißt. Noch während des Abzuges wird dann der aus dem Kupferband 9 gebildete Mantel mittels der Reduziervorrichtung 20, beispielsweise aus einem Ziehring oder einem oder mehreren geeigneten Rollenpaaren, auf den Aluminiumstrang 2 heruntergezogen bzw.
der aus der Aluminiumseele und dem Kupfermantel gebildete Strang im Querschnitt um mehr als 60 %, vorzugsweise 80 %, reduziert, so daß nach dem Erkalten der beiden Metalle ein fester Sitz des Mantels auf der Seele gewährleistet ist.
Der so hergestellte Verbundstrang 23 wird dann auf die Aufwickeltrommel 22 aufgewickelt.
In der Figur 2 ist eine Anordnung dargestellt, mittels der der ummantelte, nur wenig reduzierte Aluminiumstrang 2, d. h. der Verbundstrang 23, auf den geforderten Endquerschnitt heruntergezogen und, abhängig von dem gewählten Reduktioiisgrad, einer oder mehreren Warmbehandlungsstufen unterworfen wird. Zu diesem Zweck dient eine Reduziereinrichtung 25, die aus einem oder mehreren Ziehringen, Ziehrollen oder anderen an sich bekannten Ziehelementen bestehen kann und in Pfeilrichtung hinter dem Ablauf 24 angeordnet ist, der entweder für die erwähnte 50-%- oder 80-%-Reduzierung dient.
Die Glühvorrichtung 26 dient entweder dazu, die gewünschte Diffusionsschichtdicke zu erreichen,oder dazu, den um z. B.
80 % reduzierten Verbundstrang einer Weichglühung zu unterziehen. Der Strang kann hierbei direkt oder indirekt erwärmt werden. Unter indirekter Erwärmung soll dabei eine Erwärmung über Leitung, Strahlung oder Konvektion durch unterschiedliche Wärmeträger, wie Bäder, Gase usw., verstanden werden, während eine direkte Erwärmung durch einen elektrischen Strom, sei es über den Ohmschen Widerstand oder induktiv erfolgen soll.
An die Warmbehandlung zum Zwecke der Weichgliihung können sich je nach den gewünschten Drahtendabmessungen weitere Reduzierstufe, z. B. in Form der schematisch dargestellten Zieheinrichtungen 27, 28 und 29 anschließen, die ebenso wie die Reduziervorrichtung 25 aus Ziehringen, Reduzierrollen mit und ohne Antrieb sowie bekannten Führungs- und Zugelementen bestehen können. Ist der -Verbundstrang reduziert, dann kann der von der Zieheinrichtung 29 kommende Draht auf eine Aufwickeltrommel oder Spule aufgewickelt und in einem geeigneten Ofen auf die notwendigen Temperaturen für die gewünschte Glühung gebracht werden. Es ist aber auch möglich und oft auch besonders vorteilhaft, die Warmbehandlung kontinuierlich durchzuführen, indem der aus der Reduziervorrichtung 28 auslaufende Strang einer Glühvorrichtung 31 zugeführt wird, die vor der Aufwickeltrommel 30 angeordnet ist. Die Warmbehandlung zum Zwecke des Weichglühens kann ebenfalls wieder auf direktem oder indirektem Wege, d. h.
über den elektrischen Strom bzw. über geeignete Bäder erfolgen.
Bei angenommenem Reduktionsgrad von 60 bis 70 % ergab t sich beispielsweise eine Diffusionsschichtdicke von 6 bis 8 rm bei 400 OC nach 63 Minuten, bei 450 OC nach 21 Minuten und bei 500 OC nach 10 Minuten, wenn eine indirekte Erwärmung im Umwälzofen gewählt wird. Glüht man denkupferummantelten Aluminiumstrang im Salzbad, wo der Wärmeübergang wesentlich besser ist, dann ergibt sich eine Diffusionschichtdicke von 6 bis 8µ bei einer Temperatur von 500°C bereits nach etwa 2,7 Minuten. Erhöht man die Temperatur auf etwa 550 OC, dann ergibt sich eine Diffusionsschichtdicke von 6 bis 8 P bei einer direkten Erwärmung über den Widerstand des Materials nach 12 Sekunden. Daraus resultiert, daß grundsätzlich auch eine Diffusion bei höheren Temperaturen, also im Bereich des Schmelzflusses, möglich ist, wenn die Einwirkzeit extrem kurz gehalten wird.
Den Einfluß der Querschnittsreduktion auf die geforderte Diffusionsschicht zeigt die Figur 3. In dem dortigen Diagramm ist die Abhängigkeit der Diffusionsschichtdicke in u von der Glühdauer (min) zweier kupferummantelter Aluminiumstränge mit unterschiedlicher Querschnittsreduktion dargestellt. Bei gleichen Temperaturverhältnissen, nämlich Glühung im Salzband von 500 °C, ergibt sich bei einer Querschnittsredutkion von etwa 70 3', bezogen auf den Ausgangsquerschnitt, eine Schichtdicke von 6 P nach etwa 2,7 min, während bei dem weniger stark verformten Verbundstrang die gleiche Diffusionsschichtdicke erst nach 5 min, d. h. in etwa der doppelten Zeit, erreicht wird. Inwieweit nun durch größere Querschnittsreduktionen und kürzere Glühzeit bzw.
durch längere Glühdauer bei kleinerem Reduktiosnsgrad eine angestrebte Diffusionsschichtdicke von z.-B. 6 bis 8 erreicht wird, hängt im wesentlichen von den vorhandenen Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ab.
Abweichend von dem in der Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann es oft auch vorteilhaft sein, daß man von dem Ablauf 24 ablaufende kupferummantelte Aluminiumdrähte 23 zunächst einer Glühvorrichtung zum-Weichglühen zuführt und die Reduzierung des Querschnittes anschließend vornimmt.
Auch läßt sich bei an sich kaltem Verbundstrang die stufenweise Reduktion jeweils im Wechsel mit einer Warmbehandlung zum Weichglühen durchführen. Desgleichen kann es oft, wie aus der Figur 3 ersichtlich, vorteilhaft sein, zunächst eine Querschnittsreduktion, beispielsweise auch im Wechsel mit einer Weichglühung,- vorzunehmen, daran die Diffusion glühung anzuschließen, etwa im Durchlauf durch die Glühvorrichtung 31.
Das Verfahren gemäß der Erfindung zur kontinuierlichen Herstellung von Drähten aus einer Aluminiumseele und einem Kupfermantel geht davon aus, daß zu Beginn der Fertigung zunächst ein Kupferrohr geschweißt wird, in das der gepreßte Aluminiumstrang 2 eingeführt wird. Das Kupferrohr wird dabei auf den Aluminiumstrang heruntergezogen, wobei es vorteilhaft ist, bereits in der ersten Reduktionsstufe Kupferrohr und Aluminiumstrang gemeinsam im Querschnitt zu reduzieren. Hierbei hat es sich jedoch gezeigt, daß in dem Augenblick, in dem der Aluminiumstrang in die Reduziervorrichtung, beispielsweise den Ziehring oder ein entsprechend angeordnetes Rollenpaar einläuft, die Kräfte zum Herunterziehen des Verbund stranges sehr hoch werden.
D jedoch bei Fcrtigungsbegirnj zwischen dem Abzug,'beispielsweise der Abzugsscheibe 21, und der Reduziervorrichtung 20 kein Aluminiumstrang 2 vorhanden ist, muß das verhältnismäßig düiinwandige Kupferrohr die gesamte Zugkraft aufnehmen.
Das hat zur Folge, daß das Kupferrohr abreißt. Zwar läßt sich der Reduktionsgrad des Verbuudstranges verringern, so daß die Zugkräfte vom Kupferrohr allein aufgefangen werden ,können, die dabei möglichen Querschnittsreduktionen reichen Jedoch nicht aus, um die gewünschte intermetallische Verbindung zwischen dem Aluminiumstrang und dem Kupferband herzustellen. Aus diesem Grunde wird in Weiterführung der Erfindung der Aluminiumstrang 2 durch geeignete Rollen, Ziehringe oder -steine im Durchmesser auf eine bestimmte Länge, z. B. auf eine Maschinen- oder Trommellänge angespitzt, d. h. auf den Durchmesser gebracht, den er bei der gewünschten Gesamtreduktion bekommt. Der so vorbereitete Strang wird dann in die Rohrform bzw. Schweißeinrichtung eingefahren, so daß das reduzierte Kupferrohr auf dem Aluminiumstrang gerade gut aufsitzt. Die Abzugsvorrichtung erfaßt dann Kupferrohr und Aluminiumstrang gemeinsam, so daß ein Abreißen des. Kupferrohres bei Durchlaufen der folgenden nicht angespitzten Länge durch die Reduziervorrichtung mit Sicherheit vermieden ist.
Die maximale Herstellungsgeschwindigkeit des ummantelten Drahtes ist durch die zulässige Schweißgeschwindigkeit des Kupferbandes gegeben, welche sich im wesentlichen aus der Dicke des Kupferbandes bestimmt. Im besonderen ist die Schweißgeschwindigkeit durch folgende Gleichung festgelegt: V = k wobei I der Schweißstrom, s die Banddicke und k eine Materialkonstante bedeutet, die vom spezifischen Gewicht, der spezifischen Wärme sowie dem Verhältnis von Umgebungstemperatur und Schmelztemperatur, die von der Temperatur des Bades abhängig ist, abhängt. Die Werte der Materialkonstanten liegen im Falle von Kupfer bei 30 bis Der Schweißstrom ist durch Strukturunterschiede in der Oberfläche des Kupferbandes begrenzt und beträgt im Falle der Argonschweißung mit einem Lichtbogen 300 A und im Falle der Schweißung mit drei Elektroden 900 A. Die Figur 4 zeigt zwei Kurven (Schweißstrom zu Schweißgeschwindigkeit) für Kupferbänder mit einer Dicke von 0,5 und 1,2 mm.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Drähten aus einer Aluminiumseele und einem Mantel in Form eines um die Aluminiumseele zum Rohr geformten und verschweißten Kupferbandes, bei dem ein in die Schutzgasatmosphäre hineingepreßter Aluminiumstrang unter Schutzgas von einem längseinlaufenden rohrförmig gebogenen und an seinen Kanten verschweißten Kupferband umschlossen und der so gebildete Strang heruntergezogen wird, nach Patent ..........

(Patentanmeldung P 19 07 107 - i 947), dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Aluminiumseele und dem Kupfermantel gebildete Strang zur Erzeugung einer Diffusionsschicht von wenigen rm an der Grenzfläche zwischen dem Kupferband und dem Aluminiumstrang im Querschnitt um mindestens 50 %, bezogen auf den Ausgangsquerschnitt, reduziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Querschnittsreduktion eine Warmbehandlung des reduzierten Stranges bei Temperaturen oberhalb 300 °C, vorzugsweise zwischen 400 und 548 OC, vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch' 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Aluminiumseele und Kupferband gebildete Strang zur Erzielung der Diffusionsschicht um mindestens 60 °,S, vdrzugsweise um 80 %, bezogen auf den Ausgangsquerschnitt, reduziert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der um mindestens 60 %, vorzugsweise 80 Qój reduzierte Strang anschließend einer Warmbehandlung zum Zwecke des Weichglühens unterworfen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsschichtdicke 1 bis 20 P bei Querschnittsreduktionen zwischen 60 und 70 % und Temperaturen um 500 0C oder Reduktionen um 80 Xo ohne Warmbehandlung beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekeunzeichnet, daß die Warmbehandlung durch indirekte Erwärmung, wie Leituiig, Strahlung, Konvektion und dergleichen erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmbehandlung durch direkte Erwärmung mittels elektrischen Stromes erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Warmbehandlung eine weitere Reduktion des Stranges erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, bei dem die Warmbehandlung des Stranges im Durchlauf erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmbehandlungstemperatur, d. h. Glühtemperatur, mindestens 500 0C bei einer Glülldauer von wenigen Sekunden beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, bei dem die Warmbehandlung, d. h. Glühung des Stranges im Stand erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühtemperatur mindestens 400 0C bei einer Glühdauer von wenigen Minuten bis Stunden beträgt.

ti. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gegossenen oder gepreßten Stranges bis 450 C, vorzugsweise bis 400 C, beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das umhüllende Band vorzugsweise unter Schutzgas oberflächenbehandelt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das umhüllende Band oberflächenbehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Strang zugekehrte Oberfläche des Bandes z. B.

durch Bürsten aufgerauht wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Bürsten abgekehrte Seite des Bandes durch vorzugsweise in einer Schutzgasatmosphäre befindliche,Gegendruck erzeugende Abstützungen in Lage gehalten wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekenzeiciiet, daß der gepreßte Aluminiumstrang vor der Ummantelung in einen vorzugsweise unter Schutzgas stehendei Speicher eingeführt und von diesem aus unter Schutzgas s der Bandformvorrichtung zugeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strange in einen oder mehrere Speicher eingeführt und von/aus diesen einzeln oder gemeinsam einer oder meh reren Bandform- bzw. Schweißeinrichtuljgen zugeführt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekeniizeichnet, dtß des allmähliche lIerulterziehen des aus Aluminiumseele und dem Kupferband bestehenden Stranges jeweils im Wechsei mit einer Warmbehandlung zur Weidhglüiiuiig oder im warmen. Zustand des Verbulidstrallges erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fertigungsbeginn der Aluminiumstrang auf eine vorbestimmte Länge vor dem Ummanteln in seinem Querschnitt, z. B. auf die Maße der Gesamtreduktion reduziert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der einlaufende Aluminiumstrang vor dem Schließen des rohrförmig gebogenen Kupferbandes auf den Boden der Umhüllung gedrückt wird.

20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine Hintereinanderschaltung einer Aluminiums trangformvorrich tung, einer oder mehrerer das Band formenden Rohrformeinrichtungen bzw. Schweißeinrichtungen und ens chließender Drahtzieh- und Glühvorrichtung(en), gegebenenfalls in wechselnder Folge.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Strangformvorrichtung und Rohrforme inrichtung ein Strangspeicher angeordnet ist.