DE2358292A1 - Verfahren zur herstellung eines einzelnen plattierten bleches durch walzschweissplattieren eines sandwichartig gebildeten plattierpaketes - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines einzelnen plattierten bleches durch walzschweissplattieren eines sandwichartig gebildeten plattierpaketesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines einzelnen plattierten Bleches durch Walzschweißplattieren eines sandwichartig gebildeten Plattierpaketes
, das vor dem Erhitzen und Walzen evakuier-t wird^
wobei die Plattierauflage aus einem hochlegierten Werkstoff , ZoB. Chrom-Hickel-Stahl, und der Grundwerkstoff
aus einem gegebenenfalls -niedrig legierten Kohlenstoffstahl
mit stark unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehtο .
-Für die Erzeugung einzelner plattierter Bleche erscheint es naheliegend 0 als Äusgangsprodukt. ein Blech
aus einem Kohlenstoffstahl zu nehmen, auf das die hochlegierte Plattierauflage aufgelegt und am Rand rundum
verschweißt wird, wie dies beispielsweise in der deutschen Patentschrift Nr. 895 558 beschrieben ist. Die
Erfahrung zeigt jedoch, daß diese Arbeitsweise nicht zielführend ist, weil Verunreinigungen der Bindeebene
durch Schweißrauch und Schlackeneinfluß nicht zu vermeiden sind. Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten
von Grundwerkstoff und Plattierauflage führen bei der Erwärmung des Paketes zu so großen Spannungen,
daß Risse in der Schweißnaht auftreten und oxydierende Gase in die Bindeebene eindringen. Weiters führen unterschiedliche
Verformungswiderstände von Grundwerkstoff, und Plattierauflage zur Verschiebung der neutralen Faser
und damit zum Einrollen des Paketes beim Walzen. Man kann zwar durch Umdrehen des Paketes die neutrale Faser
zur Rollgangsebene hin verlagern und so dem Einrollen entgegenwirken, doch führt dies zu einer tiberbeanspruchung,
was wieder Risse der Schweißnaht zur Folge haben kann.
Aufgrund der aufgezeigten Schwierigkeiten war es bisher in de · Praxis nicht möglich, einzelne plattierte
Bleche herzustellen. Die übliche Arbeitsweise besteht vielmehr darin, ein Plattierpaket zu fertigen, das aus
zwei außen liegenden Platten oder Blechen des Grundwerkstoffes und zwei inneren, einander gegenüberliegenden,
durch ein Trennmittel getrennten Platten oder Blechen des Auflagewerkstoffes besteht, wobei die überstehenden Ränder
des Grundwerkstoffes mit Stahlleisten überbrückt werden. Das entstandene Paket wird dann rundum gasdicht verschweißt
und evakuiert, wobei zweckmäßigerweise eine Vorrichtung verwendet wird, wie sie z. E. in der österreichischen
Patentschrift Nr. 245 895 beschrieben ist. Bei dieser Arbeitsweise wird also ein symmetrisches Plattierpaket
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verwendet, d. h. die beiden außen liegenden Grundwerkstoff platten sind praktisch gleich dick. Durch das
Evakuieren des Plattierpaketes wird ein einwandfreies Verschweißen des Grundwerkstoffes mit der Plattierauflage
erreicht. Dieses Verfahren arbeitet absolut betriebssicher/ ist jedoch nicht wirtschaftlich anwendbar für die
Herstellung eines einzelnen plattierten Bleches, weil das zwangsläufig zu erzeugende (zur gleichen Zeit aber
nicht benötigte) zweite Plattierblech infolge Lagerungskosten und dgl. das Verfahren verteuert.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wurde zunächst versucht, ein Plattierpaket zu walzen, bei
dem zwischen zwei Platten des Grundwerkstoffes nur eine einzige Platte des Auflagewerkstoffes eingefügt wurde,
wobei die Auflage auf einer Seite mit einem das Verschweißen verhindernden Trennmittel, ζ. Β. Walzzünder,
versehen wurde. Wenn ein solches Paket in der vorbeschriebenen Weise rundum gasdicht verschweißt, evakuiert,
auf Walztemperatur erwärmt und ausgewalzt wird, kann zwar das Walzen ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden,
jedoch stellt man nach Aufschneiden, des Plattierpaketes
fest, daß einerseits die Bindung zwischen der Plattierauflage und der einen Grundwerkstoffplatte unvollkommen
ist und anderseits ein teilweises Örtliches Verschweißen auch mit der anderen Grundwerkstoffplatte
erfolgt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem in wirtschaftlichster Weise und völlig
betriebssicher ein einzelnes mit einem hochlegierten Werkstoff plattiertes Blech erzeugt werden kann, ohne
daß Schwierigkeiten beim Walzen und beim Verschweißen der Auflage mit dem Grundwerkstoff auftreten.
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Die Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, besteht in der Kombination folgender Verfahrensschritte:
a) die Plattierauflage und ein 1,5 bis 5 mm, vorzugsweise
3 mm, dickes Deckblech aus gut schweißbarem, weichem Stahl werden nach vorherigem Einbringen
eines ihre Verschweißung verhindernden Trennmittels, wie z. B. Zirkonoxydpulver oder dgl., zu einem ersten Paket zusammengefügt und rundum gasdicht verschweißt;
eines ihre Verschweißung verhindernden Trennmittels, wie z. B. Zirkonoxydpulver oder dgl., zu einem ersten Paket zusammengefügt und rundum gasdicht verschweißt;
b) dieses erste, außen metallisch blanke Paket wird zwischen zwei Bleche aus dem Grundwerkstoff mit metallisch
blanken Innenflächen eingelegt und bildet zusammen mit am Rand angeordneten Leisten ein zweites,
größeres Paket, welches das erste Paket völlig umschließt, worauf dieses rundum gasdicht verschweißt,
evakuiert, auf Walζtemperatur erwärmt und gewalzt
wird; und
c) das die hochlegierte Plattierauflage aufweisende Grundwerkstoffblech
wird von dem mit dem Deckblech fest verbundenen Grundwerkstoffblech getrennt.
Um zu verhindern, daß aus dem Deckblech zu viel Kohlenstoff in die Plattierauflage diffundiert, die
einen sehr niedrigen Kohlenstoffgehalt haben muß, um
korrosionsbeständig zu sein und um ein gutes Verhalten beim Schweißen sowie hinsichtlich der Aufnahme von Wärmespannungen
und Formänderungen beim Erhitzen auf Walztemperatur zu gewährleisten, wird nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung ein beruhigter, unlegierter Stahl mit weniger als O,1O % C für das Deckblech verwendet.
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Schließlich besteht'eine weitere Ausgestaltung
der Erfindung darin, daß die Dicke des an das Deckblech anschließenden Grundwerkstoffbleches mindestens 1/3,
vorzugsweise 1/2, der Dicke des an die hochlegierte Plattierauflage anschließenden Grundwerkstoffbleches
beträgt. Auf diese Weise kann das Gewicht des überschüssigen Grundwerkstoffbleches beträchtlich verringert
werden. Zweckmäßig wird, um jegliches Einrollen des Paketes zu verhindern, das Paket beim Walzen so angeordnet,
daß das an das Deckblech anschließende Grundwerkstoffblech
unten, d. h. dem Rollgang zugekehrt, liegt.
Ferner wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, wenn im Ausgangszustand der Abstand zwischen den zwei
Blechen des zweiten Paketes auf einen um ein Spiel von bis zu etwa 10 mm größeren Wert eingestellt wird als
die Dicke des einzuschiebenden ersten Paketes. Durch Einhaltung dieses Spiels kann das Deckblech beim Aufheizen
des Plattierpaketes ungehindert der gegebenenfalls stärkeren Wärmedehnung des mit ihm fest verbundenen
Plattierwerkstoffes folgen, so daß keine Risse in der
Schweißnaht auftreten. Umgekehrt, wenn die Erfindung beispielsweise für Werkstoffe angewendet wird, bei der
der Wärmeausdehnungskoeffizient des Deckbleches größer ist als der der Plattierauflage, kann sich das Deckblech
geringfügig wölben; auch in diesem Fall wird eine' Überbeanspruchung
der Schweißnaht durch Wärmespannungen vermieden .
Weitere Einzelheiten, der Erfindung werden an
Hand der beigefügten Zeichnung und an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt
Vertikalschnitte durch Plattierpakete im Ausgangszustand, wobei zur besseren Veranschaulichung auf eine maßstäbliche
Darstellung verzichtet wurde.
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Fig. 1 zeigt ein Plattierpaket, bestehend aus einer Grundwerkstoffplatte 1, einer Plattierauflage 2
aus korrosionsbeständigem Cr-Ni-Stahl des Typs 18/8, einer Trennmittelschicht 3 aus Zirkonoxydpulver, einem
Deckblech 4 und einer Grundwerkstoffplatte 5, wobei das
aus der Plattierauflage 2 und dem Deckblech 4 gebildete innenliegende erste Paket durch die rundum verlaufende
gasdichte Schweißnaht 9 zusammengehalten wird und wobei die Grundwerkstoffplatten 1 und 5 am Rand durch Stahlleisten
6 mittels Schweißnähten 7 fest verbunden sind. In einer der Leisten 6 ist eine nicht dargestellte Öffnung
zum Anschluß eines der Evakuierung des Hohlraumes 8 dienenden Gerätes vorgesehen, wie ein solches z. B.
in der österreichischen Patentschrift Nr. 245 895 beschrieben
ist. Mit 10 ist die Trennebene bezeichnet. Die Innenflächen der Platten 1, 5 und die Außenfläche .
der Auflage 2 und des Deckbleches 4 sowie die Innenfläche der Leisten 6 sind metallisch blank, was durch
Schleifen der Oberflächen, Sandstrahlen oder dgl. erreicht wird. Die Dicke d, der Grundwerkstoffplatte 1 und
die Dicke d« der hochlegierten Plattierauflage 2 werden
im Hinblick auf das Endprodukt und auf den angestrebten Verformungsgre "I in üblicher Weise bemessen; aus der
Grundwerkstoffplatte 1 und der Plattierauflage 2 entsteht
durch Walzplattieren das gewünschte einzelne Plattierblech. Bei der Bemessung von d„ wird ein Abschliff der
dem Trennmittel 3 zugekehrten Oberfläche der Plattierauflage von ca. 0,3 mm berücksichtigt/ der am fertigen
Plattierblech vorgenommen werden muß, um während des Walzens entstehende Eindrücke zu beseitigen; praktische
Versuche haben gezeigt, daß durch einen Abschliff dieser Größenordnung auch die durch Diffusion aus dem Deckblech
4 entstehende oberflächennahe aufgekohlte Randzone entfernt werden kann. Dabei ist Voraussetzung, daß der C-Gehalt
des Deckbleches 0,10 % nicht überschreitet, wenn
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beispielsweise der C-Gehalt der Plattierauflage nur etwa
0,04 % beträgt. Die Dicke d-^ der ZrO^-Pulverschicht 3
wird in üblicher Weise in Abhängigkeit vom Verformungs—
grad eingestellt; sie liegt im allgemeinen bei etwa 0,5 ram. Die Dicke d. des Deckbleches 4 soll so bemessensein,
daß dieses Wärmespannungen und gegebenenfalls plastische Verformungen aufnehmen kann; d, beträgt zweckmäßigerweise
3 mm. Der Spielabstand s beträgt unabhängig von den übrigen Dimensionen de.s Plattierpaketes etwa 10
nun und verschwindet während des Walzens, wobei die Plattierauflage 2 mit der. Grundwerkstoffplatte 1 und
das Deckblech 4 mit der Grundwerkstoffplatte 5 fest verschweißen.
Aus walztechnischen Gründen soll die Dicke d,-der
Grundwerkstoffplatte 5, deren chemische Zusammensetzung der -des Grundwerkstoffes 1 bzw. des Deckbleches
4 ähnlich sein soll, etwa gleich der Dicke d. sein; das Plattierpaket kann dann in jeder Lage sicher diine Aufbiegen
gewalzt werden.
Wenn man aus wirtschaftlichen Gründen bestrebt
ist, die Abmessungen des Plattierpaketes so klein wie
möglich zu halten, so wird ein Plattierpaket nach Fig. 2 hergestellt: Dort ist die sich mit dem Deckblech 4 verbindende
Grundwerkstoff platte 51 mit einer Dicke d'j-,
die etwa der Halte von d- entspricht, auf der Unterseite
- dem Rollgang 11 zugekehrt - und die sich mit der Plattierauflage
verbindende Grundwerkstoffplatte 1 auf der
Oberseite angeordnet. Dadurch wird einem Einrollen beim Walzen entgegengewirkt.
Nach dem Evakuieren, Erhitzen und Auswalzen wird das Paket in üblicher Weise getrennt, und jedes
Blech kann - wenn die gewünschte Enddicke noch nicht erreicht ist - für sich weitergewalzt werden. Bei einer
eventuellen Weiterwalzung treten keine Schwierigkeiten
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auf, da das Deckblech 4 und der mit diesem verbundene Grundwerkstoff 5, 51 artgleich sind; in jedem Fall können
-diese Bleche wirtschaftlich verwertet werden. Dadurch erhöht sich insgesamt auch die Wirtschaftlichkeit
des Verfahrens, insbesondere wenn mit der Ausführung nach Fig. 2 gearbeitet wird.
Aus der folgenden Zahlentabelle ist der Aufbau erfindungsgemäß hergestellter Plattierpakete zu
entnehmen: Das Beispiel 1 entspricht der schematischen Darstellung in Fig. 1, das Beispiel 2a der Fig. 2.
Das Beispiel 2b ist eine Abänderung der Ausführungsform
nach Fig. 2, wobei d,. des Grundwerkstoffes 5 etwa 1/3 des Grundwerkstoffes d, beträgt.
Die chemische Zusammensetzung der metallischen Werkstoffe war die folgende:
Grundwerkstoff für Platte 1 |
I C | Plattier auflage 2 |
C | Deckblech 4 |
C | Grundwerkstoff f. d. Platten 5, 51 |
I C |
0,11 ξ | S Si | 0,040 % | Si | 0,10 % | Si | & Si | |
0,25 5 | S Mn | 0,54 % | Mn | 0,30 % | Mn | h Mn | |
0,47 s | I P | 1,45 % | P | 0,53 % | P | S P | |
0,006 5 | h S | 0,014 % | S | 0,010 % | S | h S | |
0,025 J | h Cr | 0,016 % | Cr | 0,006 % | - | ||
0,7 ! | fc Mo | 17,6 % | - | ||||
0,4 '■ | - | Ni | - | ||||
- | 10,8 % | Nb | _ | ||||
— | 0,38 % | ||||||
0,11 \ | |||||||
0,36 ί | |||||||
0,48 ί | |||||||
0,012 \ | |||||||
0,008 s | |||||||
- | |||||||
- | |||||||
- | |||||||
— |
Die Zusammensetzung der Leisten 6 war die gleiche wie die des Grundwerkstoffes 1.
40 9826/0291
CD 00
ro σ>
•»ν ο ro
to
Beispiel 1 | Beispiel 2a | Beispiel 2b | |
Dicke d, der Grundwerkstoff- platte Tl) aus unlegiertem Kohlenstoffstahl mm |
65 | . 250 | 206 |
Dicke d, der Cr-Ni-Stahl- 'auflage (2) mm |
15 | 24 ' ' | 16 |
Dicke d3 der ZrO2-PuI- verschicht (3) ca mm |
0,3 | 0,5 | 0,5 |
Dicke d4 des Deckbleches (4) aus unlegiertem Koh lenstoffstahl mm |
1,5 | 3 | 3 |
Spiel s zwischen dem aus Auflage (2) und Deckblech (4) bestehenden Paket und den Grundwerkstoffplatten (X, 5 bzw. 51) ca mm |
9,2 | 10,5 ■ | I 1 1 . 9,5 |
Dicke dg der Grundwerk- ' stoffplatten (5 bzw. 51) aus unlegiertem Kohlen stoffstahl mm |
65 | 125 | I 70 |
Gesamtdicke des Paketes ca mm | 156,0 | 413,0 | 1 305,0 |
VO
I
K)
cn
00 N) CD
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines einzelnen plattierten Bleches durch Walzschweißplattieren eines sandwichartig
gebildeten Plattierpaketes, das vor dem Erhitzen und Walzen evakuiert wird, wobei die Plattierauflage
aus einem hochlegierten Werkstoff, z. B. Chrom-Nickel-Stahl, und der Grundwerkstoff aus einem
gegebenenfalls niedrig legierten Kohlenstoffstahl mit stark unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten
besteht, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:
a) daß die Plattierauflage und ein 1,5 bis 5 mm, vorzugsweise
3 mm, dickes Deckblech aus gut schweißbarem, weichem Stahl nach vorherigem Einbringen
eines ihre Verschweißung verhindernden Trennmittels, wie z. B. Zirkonoxydpulver oder dgl., zu
einem ersten Paket zusammengefügt und rundum gasdicht verschweißt werden;
b) daß dies s erste, außen metallisch blanke Paket zwischen zwei Bleche aus dem Grundwerkstoff mit
metallisch blanken Innenflächen eingelegt und zusammen mit am Rand angeordneten Leisten ein zweites,
größeres Paket gebildet wird, welches das erste Paket völlig umschließt, worauf dieses rundum
gasdicht verschweißt, evakuiert, auf Walztemperatur erwärmt und gewalzt wird; und
c) daß das die hochlegierte Plattierauflage aufweisende
Grundwerkstoffblech von dem mit dem Deckblech fest verbundenen Grundwerkstoffblech getrennt wird.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Deckblech ein beruhigter, unlegierter Stahl mit weniger als 0,10 % C verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch· gekenn- ·
zeichnet, daß die Dicke des an das Deckblech anschließenden Grundwerkstoffbleches mindestens 1/3,
vorzugsweise 1/2, der Dicke des an die hochlegierte Plattierauflage anschließenden Grundwerkstoffbleches
beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet/
daß beim Walzen des Plattierpaketes das an das Deckblech
anschließende Grundwerkstoffblech unten - dem
Rollgang zugekehrt - liegt.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge·^-
kennzeichnet, daß im Ausgangszustand der Abstand
zwischen den zwei Blechen des zweiten Paketes auf einen um ein Spiel von bis zu etwa 10 mm größeren
Wert eingestellt wird als die Dicke des einzuschiebenden ersten Paketes, -
40 WS/02 9 t
Leerseite
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