DE2358292C2 - Verfahren zur Herstellung eines einzelnen plattierten Bleches durch Walzschweißplattieren eines sandwichartig gebildeten Plattierpaketes - Google Patents

Description

a) die Plattierauflage und ein 1,5 bis 5 mm, vorzugsweise 3 mm, dickes Deckblech aus gut schweißbarem, beruhigtem, unlegiertem weiche, ι Stahl mit höchstens 0,10%C werden nach vorherigem Finhringen eines ihre Verschweißung verhindernden Trennmittels, wie Zirkoniumoxidpulver, 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 zusammen mit am Rand angeordneten Leisten wird ein zweites, größeres Paket gebildet, welches das erste Paket völlig ω umschließt, worauf dieses in an sich bekannter Weise weiterbehandelt wird und

c) das die hochlegierte I .attierauflage aufweisende Grundwerkstoffblech wird von dem mit dem Deckblech fest verbunt ^nen Grundwerkstoff- J5 blech nach dem Walzen getrennt.

2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß als an das Deckblech anschließendes Grundwerkstoffblech ein solches mit mindestens 'Λ. <o vorzugsweise '/?, der Dicke des an die hochlegierte Plattierauflage anschließenden Grundwerkstoffbieches verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß beim Walzen des Plattierpaketes das *"> an das Deckblech anschließende Grundwerkstoffblech unten — dem Rollgang zugekehrt — eingelegt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 3. dadurch gekennzeichnet, 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 Pakeies.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung tines einzelnen plattierten Bleches durch Walzschweißplanieren eines sandwichartig gebildeten Platiierpakctcs. das vor dem Erhitzen und Walzen rundum gasdicht verschweißt und evakuiert sowie nach dem Walzen getrennt wird, wobei die Plattierauflage aus einem hochlcgiertcn Werkstoff, wie Chrom-Nickel-Stahl, und ^h) der Grundwerkstoff aus einem gegebenenfalls niedrig legierten Kohlenstoffstahl mit slark unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.

Für die Erzeugung einzelner plattierter Bleche erscheint es naheliegend, als Ausgangsprodukt ein Blech aus einem Kohlenstoffstahl zu nehmen, auf das die hochlegierte Plattierauflage aufgelegt und am Rand rundum verschweißt wird, wie dies beispielsweise in der DE-PS 8 95 558 beschrieben ist. Die Erfahrung zeigt jedoch, daß diese Arbeitsweise nicht zielführend ist, weil Verunreinigungen der Bindeebene durch Schweißrauch und Schlackeneinfluß nicht zu vermeiden i'nd. Unterschiedliche \Värmeausdehnungskoeffiz^;enten von Grundwerkstoff und Plattierauflage führen bei der Erwärmung des Paketes zu so großen Spannungen, daß Risse in der Schweißnaht auftreten und oxidierende Gase in die Bindeebene eindringen. Weiters führen unterschiedliche Verformungswiderstände von Grundwerkstoff und Plattierauflage zur Verschiebung eier 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 Oberbeanspruchung, was wieder Risse der Schweißnaht zur Folge haben kann.

Aufgrund der aufgezeigten Schwierigkeiten war es bisher in der Praxis nicht möglich, einzelne plattierte Bleche herzustellen. Die übliche Arbeitsweise besteht vielmehr darin, ein Plattierpaket zu fertigen, das aus zwei außen lugenden 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. B. in der ATPS 2 45 895 beschrieben ist Bei dieser Arbeitsweise wird also ein symmetrisches Plattierpaket verwendet, d. h. die beiden außen liegenden Grundwerkstoffplatten sind praktisch gleich dick. Durch das Evakuieren des PMttierpaketes wird ein einwandfreies Verschweißen des Grundwerkstoffes mit der Plattierauflage erreicht.

Mit einem Verfahren der zuletzt beschriebenen Art beschäftigt sich zur Herstellung von dicken plattierten Blechen auch die DEAS 16 52 878 Diese Verfahren arbeiten absolut betriebssicher, sind jedoch nicht wirtschaftlich anwendbar für die Herstellung eines einzelnen plattierten Bleches, weil das zwangsläufig zu erzeugende (zur gleichen Zeit aber nicht benötigte) zweite Plattierblech schon durch erwachsende Lagerungskosten allein die 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, z. B. Wal/ zünder, versehen wurde. Wenn ein solches Paket in der vorbeschriebenen Weise rundum gasdicht verschweißt, evakuiert, auf Walztemperatur erwärmt und ausgcwal/t 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 Griindwcrkstoffplattc unvollkommen ist und anderseits ein teilweises örtliches Verschweißen auch mit der anderen Grundwerkstoffplatte erfolgt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es. cm Verfahren zu schaffen, bei dem in wirtschaftlicher Weise und völlig

betriebssicher ein einzeinc-i mil einerr, hochlegicrlen Werkstoff plattiertes Blech erzeugt werden kann, ohne daß Schwierigkeiten beim Walzen und beim Verschweißen der Auflage mit dem Grundwerkstoff auftreten.

Die Erfindung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, besteht in der Kombination folgender Verfahrensschrit-

a) die Plattierauflage und ein 1.5 bis 5 mm, vorzugsweise 3 mm, dirkes Deckblech aus gut schweißbarem heTihigtem, unlegiertem weichem Stahl mit höav-icüj 3,IO°'üC werden nach vorherigem Einbringen eines ihre Verschweißung verhindernden Trennmittels, wie Zirkoniumoxidpulver, 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 zusammen mit am Rand angeordneten Leisten wird ein zweites, größeres Paket gebildet, welches das erste Pak·.·» völlig umschließt, worauf dieses in an sich bekannter Weise weiterbehandelt wird un.!

c) das die hochlegierte Plattierauflage aufweisende Grundwerkstoffbiech wird von dem mit dem Deckblech fest verbundenen Grundwerkstoffbiech nach dem Walzen getrennt.

Durch Einsatz eines Deckbleches aus beruhigtem, unlegiertem Stahl mit höchstens 0,10°/oC wird verhindert, daß aus dem Deckblech zu viel Kohlenstoff in die Plattierauflage diffundiert, welche 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.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als an das Deckblech anschließendes Grundwerkstoffbiech ein solches mit mindestens Vi. vorzugsweise Vj. der Dicke dr an die hochlegierte Plattierauflage anschließenden Grundwerksto^frv'cthes verwendet. 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 eingelegt, daß das an das Dec'iblech anschließende Gr₁ ndwerkstoffb'ech unten — dem Rollgang zugekehrt — /u liegen kommt.

Ferner wurde gefunden, daß es von Vorteil ist. wenn im Ausgangszustand der Ab 'and zwischen den zwei Blechen des zweiten Paketes auf einen um ein Spiel von bis /u etwa IO "im größeren Wert eingestellt wird als die Dicke des einzuschiebenden ersten Paketes. Durch Einhaltung dieses Spiels kann das Deckblech beim Aufhci/en des Plattierpdketes ungehindert der gegebenenfalls stärkeren Wärmedehnung des mit ihm fest verbundenen Plattierwcrkstoffes folgen, so daß keine Risse in der Schweißnaht auftreten. Umgekehrt kann sich, wenn die Erfindung beiSDielsweise fur Werkstoffe angewendt · wird, bei denen d"r Wärmeausdehnungskoeffizient elc·s Deckblcchc«. großer ist als jener der l'lauierauflaec. das Deckblec'i geringfügig wölben; auch :n diesem I .ill wird eine Übcrbcanspruchiing der Schweißnaht durch Wärmesf'^;innungcn vermieden.

Weitere Eiii/ellviicn der l^:.ifindung werden anhand jcr Zeichnung und aiihai,d '¹On Ausführungsbeispielen ü.iher erläutert. Die Ζ..-ich-i'ing zciel V'ertikalschnitte durch Plattierpakete im Ausgangszustand, wobei zur besseren Veranschaulichung auf eine maßstäbliche Darstellung verzichtet -.-.arde.
Fig. 1 zeigt ein Plattierpaket, bestehend au:, ^ner Gruiiüwcrkstoffplatte 1, einer Plattierauflage 2 aus Vnrrosionsbeständigem Cr-Ni-Stahl des Typs 18/8, einer Treniiinittelscliicht j aus Zirkoniumoxidpulver, einet" Deckblech 4 und einer Crundwerkstoffplatt:· 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 Grundwerkstoflplatten ί ijiia 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 AT-PS 2 45 895 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 od. dgl. enticht 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 Verformungsgrad in üblicher Weise bemessen: aus der Grundwerkstoffplatte 1 und der Plattierauflage 2 entsteht durch Walzplattieren das gewünschte einzelne Plattierblech Bei der Bemessung von di wird ein Abschliff der dem Trennmittel 3 zugekehrten Oberfläche der Plattierauflage von ca. 0.3 mm berücksichtigt, der am fertigen Plattierblech vorgenommen werden r.iuß. 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 wer den kann. Dabei ist Voraussetzung, daß der ( Gehalt des Deckbleches 0.10% nicht überschreitet, wenn beispielsweise der C-Gehalt der Plattierauflaee- nur etwa 0.04% betragt. Die Dicke di der ZrO.-Puiver schicht * wird in üblicher Weise in Abhängigkeit vom Verformungsgrad eingestellt; sie liegt im allgemeinen bei etwa 0.5 mm. Die Dicke d· des Deckbleches 4 soll so bemessen sein, daß dieses Warmespannunger und gegebenenfalls plastische Verformungen rufnehm-.-n kann: dt beträgt zweekmaliigerweisc 3 mm. Der Spielabstand s beträgt unabhängig von den uhrigen Dimensionen des Plattierpaketes etwa 10 mm und verschwindet während des Walzens, wobei die Plattier auflage 2 mit der Grundwerkstoffplatlc I und das Deckblech 4 mit der Grundwerkstoffplatte 5 fest verschweißen Aus wal/teehnischcn Gründen soll die Dicke (/-, der Grundwerkstofiplatte 5. deren chemische

Zusarr.mei.set/ung der des Grundwerkstoffes I b/w.des Deckbleches 4 ähnlich sein soll, etwa gleich der Dicke dsein: das Phittierpaket Kann dann in jeder Lage -.icher ohne Aufbiegengcwal/t werden.

Wenn man ans wirtschaftlichen Gründen bestrebt ist.

^b0 die Abmessungen des Plattierpaketes so klein womöglich /u halten so wird ein Plattlerpaket nach F ι g 2 hergestellt: Durt ist die sich mit dem IM-kblech 4 verbindende Grundwerkstoffplatte 5' mit einer Dicke c/''„ die etwa der Hälfte von c/5 entspricht, auf der Unterseite — dem Rollgang 11 zugekehrt — und die sich mit der ,"-lüicraufl-'üe verbindende Grundwe k sioffplaltu 1 auf der Oberseite angeordnet. Dadurch wird einem Einrollen beim Walzen ctittrcirenirewirkl.

Nach dem Evakuieren, [Irhitzen und Auswalzen wird das Paket in üblicher Weise getrennt, und jedes Blech kann — wenn die gewünschte F-lnddickc noch nicht erreicht ist — für sich wcilcrgcwalzt werden. Bei einer eventuellen Weiterwalziing treten keine Schwierigkeiten auf, da das Dcckblcch 4 und der mit diesem verbundene Grundwerkstoff 5, 5' artgleich sind; in jedem Pail können diese Blecht; wirtschaftlich verwertet werden. Dadurch erhöht sich insgesamt auch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, insbesondere wenn mit tier Ausführung nach I i g. 2 gearbeitet wird.

Aus der folgenden Zahleniabelli.· ist der Aufbau erfindungsgemali hergestellter Plattierpakctc zn entnehmen: Das Beispiel I entspricht dor schematichen Darstellung in (ig. 1, das Beispiel 2a der I ι g. 2. Das Beispiel 2l· ist eine Abänderung tier 'Viisführungsform nach I' i g. 2. wobei </, des Grundwerkstoffes 5 etwa '/ι des Grundwerkstoffes </> beträgt.

Die chemische Zusammensetzung der metallischen Werkstoffe war die folgende:

(iriirulwerkstolT	Platticr-	Deckblech 4	(ininihverksloH Kt
tür Platte 1	.iullage 2		die Planen 5. *
0.11% C	0.040% C	0,10% C	0.1 I % C
0.25 % Si	0,54 % Si	0.30% Si	0.36% Si
0,47% Mn	1.45% Mn	0,53% Mn	0.4S% Mn
0.00h % P	0.014% P	0.010% I'	0.012% P
n,im% s	0.016% S	0.006% S	0.0OH % S
0.7% Cr	17.6% Cr
0.4% Mo	—	—	—
—	10.8% Ni	—
	0.38% Nb

Beispiel

Beispiel 2.1 Beispiel 2b

Dicke </, der GrundwerkstofTplattc (1) aus unlegiertem Kohlenstoffstahl mm

Dicke (I₂ der Cr-Ni-Stahlauflagc (2) mm Dicke </, der ZrOj-Pulverschieht (3)

ca. mm

Dicke i/₄ des Deckbleches (3) aus unlegiertem Kohlenstoffstahl mm

Spiel s zwischen dem aus Auflage (2) und Deckblech (4) bestehenden Paket und den Grundwerkstoffplatten (1,5 bzw. 5')

ca. mm

Dicke (/, der Grundwerkstoffplatten (5 bzw. 5) aus unlegiertem Kohlenstoffstahl mm Gesamtdicke des Paketes ca. mm

65	250	2(XS
15	24	16
0.3	0.5	0.5
1.5	3	3

10.5

125
413.0

9.5

70
305.0

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines einzelnen plattierten Bleches durch Walzschweißplattieren eines sandwichartig gebildeten Plattierpaketes, das vor dem Erhitzen und Walzen rundum gasdicht verschweißt und evakuiert sowie nach dem Walzen getrennt wird, wobei die Plattierauflage aus einem hochlegierten Werkstoff, wie Chrom-Nickel-Stahl, ίο und der Grundwerkstoff aus einem gegebenenfalls niedrig legierten Kohlenstoffstahl mit stark unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte: '5