DE2258795C3

DE2258795C3 - Verfahren zur Herstellung einer metallurgischen Haftverbindung, Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahren sowie unter Anwendung des Verfahrens hergestelltes Erzeugnis

Info

Publication number: DE2258795C3
Application number: DE19722258795
Authority: DE
Inventors: Nando Stresa Cartossi (Italien)
Original assignee: Walter Cartossi S.p.A., Ornavasso, Novara (Italien)
Priority date: 1972-04-22
Filing date: 1972-12-01
Publication date: 1977-01-13

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer metallurgischen Haftverbindung der Oberflächen einer ebenen Platte aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, und einer Trägerfläehe aus rostfreiem Stahl, und ferner auf die Ausbildung eines Preßwerkzeuges zur Durchführung des Verfahrens und außerdem auf die unter Anwendung des Verfahrens hergestellten Erzeugnisse.

Die Erfindung besteht in der Aufeinanderfolge der folgenden Verfahrensmerkmale.

a) daß die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff mit der Trägerfläche aus rostfreiem Stahl in der gewünschten Lage durch eine punktförmige Schweißung im zentralen Bereich fest verbunden,

b) daß die miteinander verbundenen Teile in einem Ofen auf eine im Bereich des Schmelzpunktes des hoch-wärmeleitfähigen Werkstoffs liegende Tenv peratur erwärmt, und

c) daß die erwärmten Teile in einem die Umrißflächen der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff spielfrei umschließenden Preßwerkzeug einem momentanen Stoßdruck von 2000 bis 3500 kp/cm² ausgesetzt werden, wobei eine Verformung des Hoch-wärmeleitfähigen Werkstoffs vermieden wird.

_f Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, in einfacher Weise auf rostfreien Stahl-fachen jeder Art hoch-wärmeleitfähige Platten vorijseüebiger Dicke und Form, beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer festhaftend aufzubringen, so daß diese eine unlösbare ,5 metallische Verbindung miteinander eingehen. Dabei bleibt die gewählte bzw. vorbestimmte geometrische Form bi-w, der Umfang sowohl der Stahlfläche als auch der. Metallplatte aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff nach der Verbindung unverändert erhalten,

Die Aufgabe, eine unlösliche metallische Verbindung von zwei Werkstoffen mit derart unterschiedlichen physikalischen Eigenschaf ten zu schaffen, ist seit langem bekannt, weil derartige Verfahren die Herstellung von Gegenständen, insbesondere Behältern aus rostfreiem Stahl, ermöglichen, mittels welcher dfTch Wärme-Einwirkung und -Leitung von der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff auf die Stahlfläche die Erhitzung von Massen bzw. Stoffen in energiesparender Weise durchführbar ist An derartige metallische Verbindungen werden verhältnismäßig hohe Anforderungen gestellt, weil sich diese auch bei dauerndem Gebrauch unter starken und plötzlich auftretenden Temperaturschwankungen weder in ihrer geometrischen Form noch in ihrer Festigkeit verändern dürfen. Das Verfahren nach der Erfindung wird daher vor allem bei der Herstellung von Behältern aus rostfreiem Stahl zur Erhitzung von Flüssigkeiten, insbesondere jedoch zur Herstellung von Slahlgeschirr für Haushaltszwecke mit einem hoch-wärmeleitfähigen Boden angewendet

Es sind bereits derartige Verfahren zum metallischen Verbinden von Teilen aus rostfreiem Stahl und aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, insbesondere Aluminium oder Kupfer, bekanntgeworden. Bei dem in der US-PS 31 73 202 beschriebenen Verfahren ist es jedoch erforderlich, durch ein vorgeschaltetes Reinigungsverfahren die einander zugewandten, miteinander zu verbindenden Oberflächen von der dünnen Schicht aus Metalloxyd zu befreien, durch welche ein metallischer Kontakt zwischen den beiden zu verbindenden Oberflächen verhindert wird. Diese Metalloxydschichten stehen der Erreichung einer innigen, unlösbaren Verbindung der zur vereinigenden ^lachen durch metallische Diffusion der Oberflächenteile im Mikrobereich entgegen.

Auch die sorgsamste Reinigung dieser Metalloberflächen entsprechend der Lehre des sogenannten US-Patents führt häufig nicht zum Erfolg, weil sich der Oxydfilm stets unter dem Einfluß des Ljftsauerstoffs augenblicklich neu bildet, wenn die frisch gereinigten Flüchen mit der Außenluft in Berührung gelangen, was normalerweise unvermeidlich ist. Um dies zu verhindern, muß im Arbeitsbereich des Verfahrens eine reduzierende oder inerte Atmosphäre aufrechterhalten werden, was insgesamt sehr aufwendige und komplexe, störungsanfällige Verfahrensweisen erfordert.

Darauf wird nach dem bekannten Verfahren die Oberfläche des Teiles aus dem rostfreien Stahl mit einer flammgespritzten Aluminium-Auflage von einer Dicke von etwa 0,025 bis 0,25 mm versehen, und sodann wird die aufzubringende Aluminiumplatte in Kontakt mit dem aufgespritzten Aluminiumüberzug gebracht, worauf eine Erwärmung auf etwa 288° C, auf jeden Fall aber auf eine geringere Temperatur als die Anfangswärme des Bereichs des Schmelzpunktes, stattfindet, und wobei anschließend eine derartige Pressung auf die zu vereinigenden Teile ausgeübt wird, daß die Aluminium-Dlatte seitlich fließt und ihre Dicke um 1 % bis 8 % abnimmt, und schließlich die Teile abgekühlt werden.

Nach einem weiteten bekanntgewordenen Verfahre! ,entsprechend der DT-OSiS 27 584 zur Herstellung eine haltbaren metallischen Verbindung zwischen rostfreien Stahl und einer hoch-wärmeleitfähigen Platte kann au die Reinigung der zu verbindenden Oberflächen, d. h. di< Beseitigung der dort vorhandenen Metalloxydschich als erstem Verfahrensschritt verzichtet werden, wem ,die wärmeleitfähige Platte, die vorzugsweise au: Aluminium besteht, relativ zu der Stahloberfläche unte Druck plastisch verformt und zumindest um 5 <M gestreckt wird.

i Damit soll erreicht werden, daß durch die unter Drucl erfolgende Relativverschiebung der Oberflächenteili infolge einer rein mechanischen Einwirkung der auf dei Oberflächen haftende zusammenhängende Oxydfiln zerstört wird und möglichst große FlärhenteiJe von den Metalloxyd freigelegt werden, ohne daß Luftsauerstof hinzutreten kann, so daß zumindest im Bereich diesei von der Oxydschicht befreiten Flächenteile eine unmittelbare metallische Berührung und damit ein< Diffusion der Oberflächenteile stattfinden kann, wem die Teile daraufhin auf mindestens 260° C erwärm werden.

Gegenüber diesen beiden grundlegenden Verfahrens weisen unterscheidet sich das erfindungsgemäße Ver fahren zunächst dadurch, daß es keines Vorbereitungs Schrittes zur Reinigung der zu verbindenden Flächentei Ie bedarf, daß also — wie bei dem zweitgenanntei Verfahren — die Teile unbehandelt verbunden werden Weiterhin unterscheidet sich die Erfindung aucl gegenüber diesem zweiten Verfahren vor allen dadurch, daß die Teile in einem Ofen auf eini Temperatur erwärmt werden, die nahe dem Schmelz punkt des hoch-wärmeleitfähigen Werkstoffes liegi also wesentlich höher als bisher vorgeschlager Weiterhin wird auf die zu vereinigenden Teile eil momentaner Stoßdruck von hoher Energie, etwa 2iKX bis 3500kp/cm² ausgeübt, wobei die Platte aus den hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff in einem Preßwerk zeug spielfrei umschließend aufgenommen wird, so dal eine Verformung dieser Platte mit Sicherheit vermiedei wird. Damit wird erreicht, daß die gesamte auf die Platti aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff Übertragern Stoßenergie in den Bereich der zu verbindendei Oberflächen geleitet wird und dort als die Diffusion de Oberfläche bewirkende Stoßkraft ankommt, also rrch teilweise in Verformungsarbeit umgesetzt wird.

Wegen der spielfreien Umschließung der Platte kam erfindungsgemäß unbedenklich unter einer wesentiicl höheren Erwärmung der Teile gearbeitet werden, wei nicht zu befürchten ist, daß eine unzulässige um unerwünschte Streckung bzw. Verformung der Platti aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff erfolgt.

Da im Bereich der zu verbindenden Oberflächen eim wesentlich höhere Stoß-Druckenergie ankommt, al dies bei den bekannten Verfahrensweisen der Fall isi wird, durch die Stoßwirkung der Oxydfilm örtlicl gleichmäßig und zusammenhängend zerrissen, so daß ii ebenfalls gleichmäßiger Verteilung eine metallisch' Berührung und Diffusion der Oberflächenteile zustand' kommt

Die Fixierung der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähi gen Werkstoff auf der Trägerfläche aus dem rustfreiei Stahl mittels einer punktförmigen Schweißung soll nacl dem ersten Verfahrensmerkmal im zentralen Bereic! erfolgen, um Wärmedehnungsspannungen zwischen dei beiden Teilen zu vermeiden. Erfolgt die Verbindung ir

zentralen Bereich der beiden Teile, so sind eventuell auftretende Dehnungsverläufe gleichförmig nach allen Seiten gerichtet Die Schweißung selbst wird vorteilhaft als elektrische Widerstands- oder Punktschweißung durchgeführt.

Zur Erwärmung der durch die Schweißung fixiert verbundenen Teile kann jeder Ofen verwendet werden.

Zur Ausübung des momentanen Stoßdruckes auf die verbundenen und erwärmten Teile werden diese in ein Preßwerkzeug mit den Merkmalen der Erfindung aufgenommen und in eine Schlag- oder Gesenkpresse, evtl. auch einem pneumatischen Schlaghammer eingesetzt Insbesondere bei größeren Teilen, oder wenn gegebenenfalls die zu verbindenden Flächen nicht völlig eben sind, kann es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft sein, einen zweiten und/oder dritten Stoßdruck von gleicher oder größerer Stärke auszuführen.

Ferner kann es in besonderen Fällen, insbesondere wenn an die Festigkeit der Verbindung besonders hohe Anforderungen gestellt werden, und/oder wenn die zu verbindenden Flächen nicht absolut eben sind, nach einem weiteren Erfindungsmerkmal vorteilhaft sein, daß vor der Schweißung zwischen die Teile eine dünne Metallfolie eingebracht wird, deren Dicke etwa zwischen 0,02 und 0.05 mm beträgt und deren Zusammensetzung im wesentlichen dem Werkstoff entspricht aus dem die hoch-wärmeleitfähige Platte besteht.

Eine Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung besteht nach einem weiteren Merkmal darin, daß vor der Ausübung des Stoßdruckes die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff mit einer Schutzverkleidung in Form einer Platte aus rostfreiem Stahlblech versehen und durch den Stoßdruck mit der Platte metallisch unlösbar verbunden wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht daß die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, beispielweise Aluminium, durch die Schutzverkleidung aus rostfreiem Stahl gegen Beschädigungen, Kratzer u.dgl. geschützt ist. weil die Schutzverkleidung aus einem wesentlich härteren, stoßfesten Werkstoff besteht

Dabei ist es nach einem weiteren Verfahrensmerkmal vorteilhaft wenn die auf die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff aufzubringende Platte aus rostfreiem Stahlblech über die erstere übersteht so daß der überstehende Rand mittels des Stoßdruckes umgestülpt und an dem äußeren Randbereich der Trägerfläche aus rostfreiem Stahl zum Anhaften gebracht wird. Der Vorteil dieser zusätzlichen Maßnahme bestellt darin, daß die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff durch die Schutzverideidung aus rostfreien! Stahlblech vollständig dicht umschlossen wird, da diese allseitig durch das Umstülpen so weh über die Mantelfläche der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff gezogen ist, daß sie fan Randbereich der Trägerfläche unter der Druckwirkung festhaftet Durch diese vofl umschließende Schutzverklcidung wird ein wirksamer Schutz der hoch-wärmeleitfähigen Platte z.B. gegen aggressive Flüssigkeiten oder Dämpfe, gegen Oxydation unter der Ehrwirkang von großer Hitze oder offener Flamme sowie auch gegen mechanische Beschädigung erzieh.

Das Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besitzt ein Unter- and Oberteil wobei erfmdungsgemäß eines der Teile als Hohlform Zar genau passenden, annähernd spielfreien Ae der Platte aas dem hoch-wärmefeitfäbigen Werkstoff.

und das andere Teil als erhabener Stempel zur Aufnahme der Trägerfläche aus dem rostfreien Stahl ausgebildet ist. Dabei ist die Hohlforrn zur Aufnahme der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff

S mit einer diese allseitig umschließenden und dichtend an der Oberfläche der Trägerfläche aus dem rostfreien Stahl anliegenden Umfangswandung versehen. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist diese Umfangswandung elastisch verformbar. Diese Verformbarkeit kann erfindungsgemäß dadurch bewirkt werden, daß die Umfassungswandung an ihrer Außenseite mit deren Wandstärke verringernden, örtlich verteilten Ausnehmungen versehen ist

Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal des Preß-

is Werkzeuges kann noch darin bestehen, daß die Umfassungswandung zur spielfreien Aufnahme der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff an ihrem freien Rand einen umlaufenden profilierten Ansatz aufweist, der bei geschlossenem Werkzeug auf dem freien Randbereich der Trägerfläche aus dem rostfreien Stahl und diesen auf dem Stempel festklemmend anliegt.

' Die Erfindung umfaßt auch noch das unter Anwendung des Verfahrens gewonnene Erzeugnis, insbesondere Behälter aus rostfreiem Stahl, welches eine ebene Fläche, insbesondere Bodenfläche, aufweist, mit der eine ebene Platte aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, nach vorheriger punktförmiger Schweißung im zentralen Bereich bei einer Temperatur in der Nähe von deren Schmelzpunkt unter Vermeidung ihrer Verformung mittels eines momentanen StoBdruckes von 2000 bis 35O0kp/cm² unlösbar metallisch verbunden ist
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung und des Preßwerkzeuges zu dessen Durchführung ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen Zentralschnitt durch einen kreisrunden Behälter aus rostfreiem Stahl mit lose aufgelegter Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff.

F i g. 2 die beiden Teile gem. 1 nach durchgeführter Schweißung,

Fig. 3 die beiden Teile nach den Fig. 1 und 2, eingesetzt in das Preßwerkzeug vor Durchführung des Stoßdruckes.

Fig. 4 die beiden Teile nach den Fig. 1 und 2. eingesetzt in das Preßwerkzeug nach Durchführung des Stoßdruckes,

F i g. 5 einen Behälter aus rostfreiem Stahl mit einer Platte aus hoch-wärmeleitfähigem Werkstoff und einer auf dieser angebrachten Schutzverkleidung,

Fig. 6 die Teile nach Fig. 5, eingesetzt in das Preßwerkzeug vor Durchführung des Stoßdruckes.
Fig. 1 zeigt einen Behälter A aus rostfreiem Stahl.

auf dessen Boden A1 eine Platte B aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, aufgebracht wird. In dem dargestellten Fall ist der Boden Λ 1 des Behälters A kreisförmig; daher ist auch die Bodenscheibe B kreisförmig, mit einem

{„ Durchmesser, der im wesentlichen dem Durchmesser der oberen Fläche des Bodens A1 entspricht Die Dicke der Bodenscheibe B kann je nach den Bedürfnissen der Verwendungszwecke gewählt werden; so kann die Dicke beispielsweise zwischen 1 :2 und 1 :20 im

G₅ Vergleich zur Dicke der Fläche A 1 aus rostfreiem Stahl variiert werden.

Die Erfindung ist von der Legierungssorte des rostfreien Stahls zur Fertigung der Tragfläche Ai

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unabhängig, d. h. es kann zur Fertigung des genannten Trägers eine jede der auf denni Markt angeDOterien rostfreien' Stahltypen ",yer)yend^i werden, wobei', dte genannte Fläche' keirierj.er besondere Vorbearbeitung benötigt. Aus praktischenEnyigühgen ist es jedoch vorteilhaft und sparsam, entweder eipe matte oder eine gesandete obere Fläche des,rostfreien Sfahlträgers A 1 vorzusehen.

, Zuerst wird die Platte oder Bodenscheibe B auf den Boden des Behälters A aufgebracht und zwar so, daß sich der Umfang dieser Scheibe genau in der gewünschten Lage befindet In dem dargestellten Fall ist der Rand der Bodenscheibe gleichmäßig von der Umfangswand A i des Behälters A entfernt. Die Bodenscheibe B wird mittels einer Schweißung K in dem mittleren Bereich des Trägers A 1 befestigt

Diese genannte Befestigung des rostfreien Stahlträgers A 1 mit der Bodenscheibe B aus dem hoch-wärmeleitfähigen Material wird in einem vorteilhaften mittleren Bereich ausgeführt und zwar so, daß sich die zwei genannten Teile während des nachfolgenden Erwärmungsvorganges frei ausdehnen können. Die Schweißung K kann von einer beliebigen bekannten Art sein, und die Lage der oberen Flächen wird vorteilhaft mittels eines elektrischen Widerstands-Schweißvorgan· ges erzielt Es ist auch möglich, anstelle der Schweißung K in der Mitte zwei oder mehr als zwei zweckentsprechende Schweißpunkte im mittleren Bereich auszuführen, und zwar so, daß die nötige mechanische Verbindung erzielt wird, insbesondere auch die Möglichkeit einer zuverlässigen Überwachung des den Träger A 1 und die Bodenscheibe ßbildenden Materials. Das in solcher Weise hergestellte, aus dem Behälter A und der Bodenscheibe B (vgl. Fig. 2) bestehende Element A-B wird hierauf in einen Vorwärmeofen eingebracht, wo es bis zu einer vorbestimmten Temperatur erwärmt wird, die im allgemeinen in dem Bereich des Schmelzpunktes des hoch-wärmeleitfähigen Teiles B liegt

Im Fall der Aluminiumbodenscheibe B liegt die Vorwärmetemperatur für das Element A-B zwischen 500 bis 650° C; ist eine solche Bodenscheibe hingegen aus Kupfer, so wird die fragliche Temperatur bis auf 900 bis 1000° C erhöht. Das Vorwärmeverfahren wird in solcher Weise durchgeführt daß die genannte maximale Temperatur in dem gesamten Aufbau des Trägers A 1 und der Bodenscheibe B erzielt wird.

Danach wird das Element A-Bae.m Ofen entnommen und unmittelbar darauf auf den festen Bestandteil D des Preßwerkzeuges aufgelegt, das auf dem festen Tisch einer Gesenkpresse befestigt ist. Der feste Teil Di bildet einen in solcher Weise ausgebildeten Stempel, daß er der Innenseite des Behälters A entspricht insbesondere dem Profil der Tragwand A 1, und zwar so, daß die untere Fläche des halben Gesenkes DX anhaftet Der Stempel D1 ist mit einem Gegengesenk D 2 kombiniert das den beweglichen Teil des Werkzeuges bildet und das zweckentsprechend auf den beweglichen Tisch der vorgenannten Presse befestigt ist

Zur Durchführung der gegenständlichen Erfindung ist eine Sonderausführung des Gegengesenkes erforderlich, die sich dazu eignet die gewünschte Verbindung zwischen der Trägerfläche A und der Platte bzw. Bodenscheibe B zu gewährleisten. Das Gegengesenk D 2 weist eine Ausnehmung 10 auf, die in solcher Weise ausgebildet ist daß sie dem Umriß der Bodenscheibe B entspricht sowie eine solche Tiefe, wodurch die genannte Bodenscheibe restlos und annähernd spielfre in der Ausnehmung 10 des genannten Gegengesenke! Aufnahme finden kann.

Des weiteren weist das Gegengesenk.D2 eine Ümfassüngswähd 12 auf (vgl. Fig· 3 und 4), zui Begrenzung des Umrisses, der im wesentlichen deff Urnriß ß2 der Bodenscheibe $ entspricht. Ferner weisi die genannte Umfässungswändung 12'ah ihrefn freier Rand eine mit einer profilierten oberen Fläche versehenen ringförmigen Ansatz 14 auf, der an dei äußeren Fläche der Verbindung 4 2 zwischen dei Tragfläche A 1 und der Umfangswand A 2 des Behalten A 1 anliegt; dadurch wird erreicht daß zwischen dei Ringfläche 14 und der Verbindungsfläche A 4 eine Dichtung hergestellt wird, die — wie im nachstehender erläutert wird — ein eventuelles Austreten von Metal der Bodenscheibe A aus der Ausnehmung 10 de: Gegengesenkes D 2 verhindert

Zur Herstellung einer zwangsschlüssigen Verbindung zwischen dem Profilrand 14 einerseits und dei Verbindungsfläche A 4 andererseits, kann die Umfangswand 12 mit vorteilhaft ausgebildeten Ausnehmungen 16 versehen werden, zur Erzielung einer gewissen Elastizität während des Preßverfahrens.

Wie beschrieben, wird das Element A-B dem Ofen entnommen und unmittelbar darauf auf das feste Gesenk DX aufgelegt Diese Verfahrensstufe hat ir kürzester Zeit zu erfolgen, um ein Erkalten des genannten Elements zu vermeiden. Nach erfolgter Auflage des Elements A-B auf das Gesenk D1 wird die Presse in Betrieb gesetzt, um durch das Gegengesenk D 2 einen augenblicklichen Stoßdruck auszuführen wobei die Ausnehmung 10 in dem genannten Gegengesenk mit der Bodenscheibe B in Verbindung gelangt Dieses Gegengesenk übt auf die genannte Scheibe einen äußerst hohen Stoßdruck in den Grenzen zwischen 2000 bis 3500 Kg/cm² aus, wobei sich dieser Stoßdruck auf die Abschnitte der zwei oberen Flächen der Elemente A 1-Daugenblicklich auswirkt

Beachtenswert ist daß bei dem Herablassen des beweglichen Teils B 2 des Gesenkes die Ausnehmung 10 vorerst mit der Bodenscheibe B in Eingriff gelangt um hernach den Kontakt zwischen der Bodenwand 10 des Gegengesenkes D und der oberen Fläche dieser Bodenscheibe zu beschränken. Man übt einen Stoßdruck auf das Material der Bodenscheibe B aus, der in kürzester Zeit bzw. augenblicklich wesentlich zunimmt.

Zu gleicher Zeit erfolgt der Eingriff des Profilrandes 14 in den Umfangsbereich A4 des Behälters A in solcher Weise, daß der weitere auf die Bodenscheibe £ ausgeübte Druck unmittelbar gegen die Tragwand A 1 des Behälters übertragen wird. Da der auf die Bodenscheibe B ausgeübte Druck ein besonders hoher und sehr rascher ist und auch deshalb, weil die Bodenscheibe B durch den mittleren Bereich K der Tragwand A 1 beschränkt wird, erfolgt das Anhaften und die Verkupplung der beiden genannten Flächen in zufriedenstellender Weise, so daß sich die so erzielte Verbindung ohne Unterbrechung auf die gesamte Oberfläche erstreckt Die Verbindung der in Betracht gezogenen Rächen miteinander wird durch Diffusion erzielt da die Temperatur der Bodenscheibe B sowie des Behälters A eine sehr hohe ist

Gegebenenfalls und insbesondere zur Verbesserung der erzielten Verkupplung kann man hernach auf die miteinander verkuppelten Bereiche einen zweiten oder einen dritten Druck höheren Wertes ausüben. Hierauf wird der Gegenstand A-B aus dem Preßwerkzeug

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entfernt; er erfordert praktisch keinerlei Nacharbeit, auch deshalb nicht, weil der Verbindungsbereich zwischen dem Stahlträger A 1 und der Bodenscheibe B keinerlei Unterbrechungen aufweist und diese glatt und fest an der Wand A 2 des Behälters A anhaftet

Nach einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zwischen die genannten festschlüssig miteinander zu verbindenden Flächen eine dünne, beispielsweise 0,02 bis 0,66 mm dicke Folie eingelegt werden, welche ähnliche Merkmale wie das Metall, woraus die Bodenscheibe B gefertig ist aufweist Ist die Bodenscheibe B aus Aluminium gefertigt so wird eine dünne Aluminiumfolie zwischengefügt welche eine Dicke von 0,05 Millimeter aufweist und die einen hohen Reinheitsgrad aufweist beispielsweise von 99,5 %. Die zwischengefügte dünne Aluminiumfolie weist den gleichen Durchmesser wie die Bodenscheibe B auf, welche — zusammen mit der dünnen, zwischengefügten Folie — mittels der Schweißung K an die Wand des Trägers A 1 zum Anhaften gebracht wird.

Es folgt der Verbindungsvorgang, der wie im vorausgehenden beschrieben durchgeführt wird. Auch in diesem Fall ist die Verkupplung der Bodenscheibe B mit der Tragfläche A 1 von jedem Gesichtspunkt aus gewährleistet auch deshalb, weil gleichzeitig mit der Ausübung des Stoßdruckes auf die genannte Bodenscheibe B eine intensive Diffusion der zwei erwärmten und einem hohen Druck unterworfenen Metalle stattfindet

In den Fig. 5 und 6 ist eine Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt Dabei wird die Platte B aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, mit einer Schutzverkleidung C aus rostfreiem Stahl versehen, die aus einem Stahlblech mit' denselben Werkstoffeigenschaften besteht die auch der Behälter,^ aufweist.

Fig. 6 zeigt diese Teile, eingesetzt in das Preßwerkzeug D 2 noch vor ihrer gegenseitigen Verbindung durch den Stoßdruck, wobei die die Schutzverkleidung bildende Stahlblechplatte C einen Rand Cl aufweist der im Vergleich zu dem Rand Ö2

ίο der Platte Baus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff hervorsteht

Fig. 5 zeigt die Ausbildung der Ränder nach der Vereinigung der Teile miteinander, wobei der Rand B 2 der Schutzverkleidung San dem gekrümmten Rand A 4 des Behälters A anhaftet Der Rand C 2 der Platte C wird bei genügend starkem Stoßdruck leicht verformt, so daß es sich mit geringer Schräge an die Oberfläche A 1 des Behälters A im Randbereich A 4 anschmiegt oder aber, es kann der Rand CI der Platte C auch bereits vor der Ausübung des Stoßdruckes leicht angeschrägt sein, um die notwendige Verformungsarbeit zu begrenzen. Ferner kann zur Fixierung der die Schutzkleidung Cbildenden Stahlplatte auf der Platte B aus dem hoch-wärmelestfähigen Werkstoff vor der Ausübung des Stoßdruckes eine Schweißung K ausgeführt werden, wie dies bereits bezüglich der Fixierung der Platte B auf der Bodenfläche A 1 des Behälters A erwähnt ist Im übrigen erfolgt die Verfahrensweise auch bei dem Beispiel nach Fig. f und 6 wie bereits beschrieben, daß nach der Erwärmung ein Stoßdruck durchgeführt wird, der gegebenenfal!; wiederholt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

'h, Verfahren zur Herstellung einer metalUtrgischen^Hafrverbindung der Oberflächen einer ebenen Platte aus einem bo<*-wärnleleitßhigen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, und einer Trägerfläche aus rostfreiemStahl, gekennzeichnet d«rch die Aufeinanderfolge der folgenden Verfahrensmerkmale,

a) daß die Platte (52) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (Jj nut der Trägerfläche (A I) aus rostfreiem S^taM (A) in der gewünschten Lage äurch eine pünktfönnige Sdiwelßung (K) im zentralem Bereich fest verbunden,

b) daß.tfie miteinander verbundenen Teile (A, B)In einem Ofen auf eine im Bereich des Schmelzpunktes des hoch-wärmeleitfähigen Werkstoffes liegende Temperatur erwärmt und

c) daß die erwärmten Teile (A. B) in einem die Umrißflächen der Platte (52) aus dem hochwärmeleitfähigen Werkstoff (B) spielfrei umschließenden Preßwerkzeug (Dl. D2) einem momentanen Stoßdruck von 2000 bis 3500kp/cm² ausgesetzt werden, wobei eine Verformung des hoch-wärmeleitfähigen Werkstoffes (S) vermieden wird.

. 2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Preßwerkzeug {Di, D2) umschlossenen erwärmten Teile (A B) noch einem oder mehreren weiteren momentanen Stoßdrücken von gleicher oder höherer Druckkraft ausgesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Trägerfläche (A 1) aus dem rostfreien Stahl (-4) und der Platte (52) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B) vor dem Verbinden dieser Teile durch eine punktförmige Schweißung eine dünne Metallfolie eingelegt wird, deren Zusammensetzung im wesentlichen dem Werkstoff entspricht, aus dem die hoch-wiirmeleitfähige Platte (β) besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie den gleichen Umriß wie die Platte (B2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff und eine Dicke zwischen 0,02 und 0,05 mm aufweist

5. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ausübung des Stoßdrukkes die Platte (B 2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B) mit einer Schutzverkleidung in Form einer Platte (C 2) aus rostfreiem Stahlblech (C) versehen und durch den Stoßdruck mit der Platte (B2) metallisch unlösbar verbunden wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Platte (B2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B) überstehende Platte (C2) aus rostfreiem Stahlblech (C) mittels des Stoßdruckes an ihrem überstehenden Rand umgestülpt und an dem äußeren Randbereich der Trägerfläche (A 1) aus rostfreiem Stahl (A) zum Anhaften gebracht wird.

7. Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einem Unter- und einem Oberteil, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Teile (D2) als Hohlform (10) zur genau passenden, annähernd spielfreien Aufnahme der Platte (B2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B) und das andere Teil 01) als erhabener Stempel zur Aufnähme der Trägerfläehe (Af) aus rostfreiem Stahl (^ausgebildet ist

8. Preßwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch - gekennzeichnet, daß die Hohlform (10) zur Aufnah-• ine der Platte (B 2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen ϊ. -Ayerkstaff (B) mit einer diese allseitig umschließenden und dichtend an der Oberfläche (A 2) der Trägerfläehe (Al) aus dem rostfreien Stahl (A) anliegenden Umfassungswandung (12) versehen ist

9. Preßwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfassungswandung (12) elastisch verformbar ausgebildet ist

10. Preßwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfassungswandung (12) an ihrer Außenseite mit deren Wandstärke verringernden, örtlich verteilten Ausnehmungen (16) versehen ist.

11. PreSwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfassungswandung (12) zur spielfreien Aufnahme der Platte (B2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B) an ihrem freien Ranr¹ einen umlaufenden profilierten Ansatz (14) aufweist der bei geschlossenem Werkzeug auf dem freien Randbereich der Trägerfläche (A 1) aus dem rostfreien Stahl (A) und diesen auf dem Stempel (Dl) festklemmend anliegt.

12. Erzeugnis, insbesondere Behälter aus rostfreiem Stahl, welches eine ebene Fläche (Al), insbesondere Bodenfläche aufweist mit der nach vorheriger punktförmiger Schweißung im zentralen Bereich eine ebene Platte (B2) aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B), beispielsweise Aluminium, bei einer Temperatur in der Nähe von deren Schmelzpunkt unter Vermeidung ihrer Verformung mittels eines momentanen Stoßdrucks von 2000 bis 3500 kp/cro² unlösbar metallisch verbunden ist.