DE2629935A1

DE2629935A1 - Verfahren zur herstellung einer klebstoffbeschichteten stahlverstaerkung von hoher festigkeit und die hierdurch erhaltenen produkte

Info

Publication number: DE2629935A1
Application number: DE19762629935
Authority: DE
Inventors: George Porterfield Bell; Thomas Edwin Graham; Francis Marion Mitchell; George Harris Thaxton
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1975-07-03
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1977-01-27
Also published as: IT1064704B; GB1510330A; CA1081587A; JPS5510372B2; FR2316066A1; LU75288A1; FR2316066B1; JPS529085A; US4029832A; BE843748A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45 ΔΌ LWOO

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapfund Partner, 8 München 86, P.O. Box 860245

Unser Zeichen 8 MÜNCHEN 80

Ourref. Mauerkircherstraße 45 O JjJM "!'7^

Anwaltsakte 27 165
Be/Ro

Monsanto Company St. Louis / USA

"Verfahren zur Herstellung einer klebstoffbeschichteten Stahlverstärkung von hoher Festigkeit und die hierdurch erhaltenen Produkte"

Diese Erfindung betrifft Verstärkungsteile, die zur Verwendung in Kautschukverbundmaterialien geeignet sind und im besonderen einen wärmebehandelten Stahlverstärkungsteil, der auf seiner Oberfläche eine Klebstoffbeschichtung aufweist.

11-52-0268 A GW) -2-

Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Banken: Bayerische Vereinsbtnk Manchen 4S3100 TELEX: 0524560 BERG d Hypo-Bank Manchen 3892623

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Stahl in monofiler Form, nämlich Bänder oder Träger und Stränge oder Reifencord, wird zur Verstärkung von Kautschuk- bzw. G-ummigegenständen verwendet. Es ist allgemein bekannt, daß derartige Verstärkungsteile bestimmte mechanische Eigenschaften, nämlich Zugfestigkeit und Duktilität aufweisen müssen, um als geeignete Verstärkungskomponenten angesehen zu werden. Solche Eigenschaften können unter Verwendung von Stahl, der etwa 0,70 # Kohlenstoff enthält, erreicht werden. Durch die Kombination von mechanischer Arbeit, die bei dem Stahl während der Herstellung aufgewendet wird und durch chemische Analyse, können die gewünschten Eigenschaften in diesen Stählen erzielt werden.

Andere Verfahren zum Erreichen vergleichbarer Eigenschaften bestehen darin, daß man eine Stahllegierung, die eine geringere Menge Kohlenstoff enthält, einer Wärmebehandlung unterwirft, wobei beispielsweise eine geeignete Wärmebehandlung bei einem Stahl, der etwa 0,5 ^ci° Kohlenstoff enthält, ein Produkt mit einer absoluten Bruch- bzw. Zerreißfestigkeit liefern kann, die mit der eines stark verstreckten Stahls von 0,70 ^a/> Kohlenstoff vergleichbar ist.

In der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung Serial ITr. ρ 2548431«5, eingereicht am 29.10.1975, ist ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlverstärkungsteils in monofiler Form beschrieben. In einer weiteren gleichzeitig anhängi-

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gen Patentanmeldung Serial Kr. P 2309524.1 vom 26.2.73 ist ein Stahlverstärkungsteil in Form eines geflochtenen oder verdrillten Strangs oder Cords beschrieben. Um die gewünschten Eigenschaften sowohl bei der monofilen als auch bei der Cord- oder Strangauslegung zu erzielen, müssen diese Komponenten wärmebehandelt werden. Eine solche Wärmebehandlung besteht in dem Austenisieren, Abschrecken und danach Tempern des Stahlteils.

Nachdem die gewünschten mechanischen Eigenschaften erreicht sind, beschichtet man den Stahl in monofiler oder Cordform mit einem Klebstoff, um die Verstärkung zu erhalten, die zur Herstellung eines Kautschuk- bzw. Gummiverbundstoffs geeignet ist. Um eine zufriedenstellende Verklebung bzw. Adhäsion der Beschichtung mit dem Stahlteil zu erreichen, ist eine saubere, nicht verunreinigte Stahloberfläche wesentlich. Die Oberflächenverunreinigung kann in verschiedener Weise auftreten. So kann, wenn Öl als Abschreckmedium verwendet wird, der erhitzte Stahlteil nach Einführung in das Abschreckmedium dieses verdampfen und es kann sich dadurch eine ziemlich zähfeste Ablagerung von zersetztem Öl auf der Stahloberfläche bilden. Da weiterhin öl häufig zur Vermeidung von Rostbildung auf dem Stahl vor dem Anbringen der Klebstoffbeschichtung verwendet wird und sich bei dessen Bearbeitung natürlich auch Schmutz in der Walzenbearbeitung während der Routinehandhabung des Stahls sammelt, tritt eine wätere Verunreinigung der

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Stahloberflache ein.

Um eine annehmbare Bindung des Klebstoffs mit der Stahloberfläche zu erreichen, mußte daher die Verunreinigung entfernt werden. Eine solche Verunreinigung wird im allgemeinen durch ein kompliziertes und teures Reinigungsverfahren entfernt, wozu man einen Alkaliwaschgang und eine Reihe τοη Wasser- und Säurespülungen vorsieht. Nach dem Reinigen ist dann der Stahl in einer Verfassung, um die Klebstoffbeschichtung aufzunehmen. Eine solche Beschichtung bringt man in der Weise auf, daß man den Stahlteil durch ein wäßriges Klebstoffgemisch leitet. Dann erhitzt man das beschichtete Produkt, um den aufgetragenen Klebstoff zu trocknen und zu härten.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines klebstoffbeschichteten Stahls mit hoher Festigkeit, bei dem keine Reinigungszwischenstufe vor dem Auftragen der Klebstoffbeschichtung vorgesehen ist.

Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein Verfahren, bei dem das Abschreckmedium ein Klebstoffbad ist. Der abgeschreckte, die Klebstoffbeschichtung aufweisende Stahl, wird danach in kontinuierlicher aufeinanderfolgender Weise so wiedererhitzt, daß die Klebstoffbeschichtung getrocknet und gehärtet und der Stahl getempert wird»

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Nach der vorliegenden Erfindung stellt man einen klebstoffbeschichteten Stahlverstärkungsteil mit hoher Festigkeit dadurch her, daß man einen monofilen Stahl oder ein Stahlstrang austenisiert, den Stahlteil, solange er sich in dem austenitischen Zustand befindet, durch ein Beschichtungsbad aus organischem Klebstoff, worin eine einheitliche kontinuierliche Klebstoffbeschichtung aufgetragen wird, in einer Geschwindigkeit leitet, die ausreichend ist, daß eine durch Abschrecken erzielte Struktur von Martensit, Bainit oder deren Gemische gebildet wird, und daß man danach den Stahlteil so erhitzt, daß das Trocknen, Härten und Tempern bewirkt wird.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann Stahl in zwei Formen als Ausgangsmaterial verwendet werden. Rechtwinkliges Stahlmaterial und eine Vielzahl von Stahlfäden, die miteinander zur Bildung eines Cords oder Strangs verdrillt sind, können bei der Durchführung dieser Erfindung verwendet werden. Ein typischer, als Verstärkungsteil verwendeter Reifencord,ist ein Strang aus fünf Fäden mit einem Durchmesser von 0,025 cm, djfijneine Richtung verdrillt sind und üblicherweise als 1x5 Cord oder Strang bezeichnet werden. Weiterhin kann ein rechtwinkliges Material mit einem Aspektverhältnis von weniger als etwa 25, wobei das Verhältnis definiert

wird als Materialbreite (w), als Verstärkungsteil für Materialstärke CtT

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pneumatische Reifen verwendet werden. Ohne Rücksicht auf die geometrische Form des verwendeten Stahlmaterials ist das hier beschriebene Verfahren für beide Formen das gleiche. Soweit nicht anders angegeben, bedeutet die Bezeichnung "Stahlverstärkungsteil" sowohl ein monofiles Material wie ein rechtwinkliges oder rundes Stahlmaterial, als auch eine Vielzahl von Fäden, wie ein Reifencord oder Strang. Solche Fäden sind im allgemeinen rund, wobei jedoch ebenso quadratische, rechteckige oder anders geformte Querschnitte verwendet werden können.

Zur Durchführung dieser Erfindung wird Stahl in der geeigneten Form in Zubereitungen verwendet, die im allgemeinen hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung in die durch die Qualitätsangaben nach AISI IO3O bis AISI 1095 definierten G-renzen fallen. Kohlenstoff ist der Hauptlegierungsbestandteil und es sollte daher der Kohlenstoffgehalt allgemein im Bereich von etwa 0,30 bis etwa 1,00 io und bevorzugt im Bereich von 0,50 bis etwa 0,70 ^a/o für bestimmte Zwecke, wie beispielsweise für Verstärkungsteile für pneumatische Reifen liegen. Der Kohlenstoff ist in diesem Bereich zu halten, um sicherzustellen, daß die Legierung ausreichend während der Wärmebehandlung anspricht, um bestimmte mechanische Eigenschaften, wie sie nachfolgend noch eingehend erörtert werden, zu erreichen.

Der Stahlverstärkungsteil wird wärmebehandelt, um ihm

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zufriedenstellende mechanische Eigenschaften zu verleihen. Der Stahl wird mit einer vorausbestimmten Geschwindigkeit kontinuierlich einem Muffelofen, der eine inerte oder Schutzatmosphäre enthält, zugeführt und austenisiert. Die Wärme kann dem Stahl in irgendeiner dem Fachmann bekannten Weise zugeführt werden. Beispielsweise kann der Stahl durch ein geschmolzenes Bleibad geleitet oder er kann durch elektrischen Widerstand erhitzt werden. Zu weiteren Erhitzungsmöglichkeiten gehören ein Wirbelbett und elektrisch erhitzte Strahlröhren oder heiße Gase. In der hier beschriebenen Ausführungsform wird ein elektrisch erhitzter Muffelofen verwendet. Stahl in Form eines Bandes, z.B. mit 0,025 cm Stärke χ 0,0102 cm Breite ,kann bei etwa 76O⁰O mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 45 m/Min, austenisiert werdeno Stahl in Cordform, z.B. 1 χ 5 x 0,025 cm ,kann bei etwa 820⁰C mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 61 m/Min, austenisiert werden. Während dem Austenisieren erfolgt ebenso ein gewisses Ausmaß an Homogenisierung.

Nach dem Austenisieren wird der Stahlverstärkungsteil sofort in einem wäßrigen Klebstoffgemisch abgeschreckt, worauf eine einheitliche, kontinuierliche Klebstoffbeschichtung auf dem Stahl haftet und es wird die Austenitübergangsform in eine durch Abschrecken erhaltene Struktur von Martensit, Bainit und/oder deren Gemische überführte Die erhaltenen Überführungsprodukte sind abhängig von der Abschreckgeschwindigkeit. Das Einsetzen dieses Abschreck-

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mediums anstelle der "bisher verwendeten Abschreckmedien, nämlich Öl oder Wasser, macht den Vorteil dieser Erfindung leicht erkennbar. Man vermeidet daher das Reinigen der abgeschreckten Stahloberfläche mittels einem Waschzyklus, der Reinigungsmittel und Spülungen umfaßt, um die Entfernung der gesamten Oberflächenverunreinigungen sicherzustellen. Durch die Verwendung des Verfahrens dieser Erfindung tritt einfach keine Oberflächenverunreinigung vor dem Aufbringen des Klebstoffs ein.

Der abgeschreckte und beschichtete Stahlverstärkungsteil wird dann kontinuierlich auf eine geringere Temperatur wieder erhitzt. Das Wiedererhitzen in dem Temperaturbereich von 100 - 30O⁰C bewirkt, daß (a) die Klebstoffbeschichtung ge trocknet, (b) die Klebstoffbeschichtung gehärtet und (c) die brüchige, durch Abschrecken gebildete Stahlmikrostruktur getempert wird.

Das Trocknen und Härten der Klebstoffbeschichtung ist aus einer Vielzahl von Gründen von Bedeutung. TJm einen vorzeitigen Bruch des Kautschukverbundmaterials beim Gebrauch zu vermeiden, muß der Stahlverstärkungsteil zufriedenstellend mit dem Kautschuk bzw. Gummi verbunden werden bzw. sein. Eine zufriedenstellende Bindung zv/ischen dem Klebstoff und dem Gummi kann nur mit einer Beschichtung erreicht werden, die im wesentlichen frei ist von Blasen und anderen Oberflächenunvollkommenheiten. Durch das Trock-

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nen erhält man eine im wesentlichen einheitliche, fehlerfreie, kontinuierliche Klebstoffbeschichtung. Zur Bestimmung der Klebeeigenschaften unterwirft man den beschichteten Stahlverstärkungsteil harten Adhäsionsuntersuchungen, die nachfolgend noch im einzelnen beschrieben werden. Es kann nur eine geeignet gehärtete Beschichtung diese Adhäsionsuntersuchungen bestehen.

Während dem Abschrecken kann die Austenitform in eine brüchige Mikrobestandteilübergangsform überführt werden und um diese Brüchigkeit zu entfernen, sollte der abgeschreckte Stahlteil danach kontinuierlich getempert werden. Das Tempern stellt die Duktilität wieder her, entfernt die durch das Abschrecken hervorgerufenen Spannungen und erleichtert die Handhabung des Stahls.

Für die Durchführung dieser Erfindung wird ein auf organischem Kautschuk basierendes Klebstoffsystem verwendet. Es sind dem Fachmann viele derartige Systeme zur Bindung der Verstärkungsteile mit Kautschuk bekannt. Zu einigen organischen Klebstoffsystemen gehören Lösungen von Polymerisaten und dispergierte Feststoffverbindungen in organischen Lösungsmitteln» Epoxyharze und monomere ungesättigte Silane sind weitere bekannte Klebstoffe. Ein weiteres zufriedenstellendes organisches Klebstoffsystem ist das RFL-Systenu Dieses System ist in den US-Patentschriften 3„817.778 und 3.835.082 beschrieben, worin geoffenbart wird, daß der

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Klebstoff Resorcinformaldehydkondensationsprodukte und einen Butadien-Styrol-Vinylpyridinlatex enthält. Die beiden Patentschriften offenbaren, daß bestimmte Bestandteile in dem RIL-System zur Sicherstellung einer verbesserten Klebkraft modifiziert werden können.

Nach dem der Stahlverstärkungsteil mit der erforderlichen Zubereitung versehen ist, steuern bestimmte Parameter die Austenisierungs-, Abschreck- und Wiedererhitzungsstufen. In der Austenisierungsstufe sind die Austenisierungstemperatur, d„h. die Temperatur, auf die der Stahl erhitzt wird und die Verweilzeit, d.h. die Zeitdauer, während der das Stahlverstärkungsteil bei dieser Temperatur gehalten wird, die Schlüsselparameter. Diese Parameter bewirken eine Homogenisierung und eine bestimmte Korngröße des Endprodukts. Diese beiden Eigenschaften haben einen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts.

Die Abschreckstufe ist die kritische Stufe dieser Erfindung. Die Abschreckgeschwindigkeit muß schnell genug sein, um das gesamte Austenit in Martensit und/oder Bainit zu überführen. Der nach dem Verfahren dieser Erfindung gebildete Stahlverstärkungsteil muß spezifische mechanische Eigenschaften aufweisen, nämlich eine absolute Bruch- bzw. Zerreißfestigkeit, die etwa HO kg/mm übersteigt. Dieser Festigkeitswert kann nur erreicht werden, wenn eine vollständige Austenitumwandlung in eine abgeschreckte Struktur

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erreicht wird. Diese Stufe wird gesteuert durch die Zusammensetzung des Kle"bstof f abs ehre ckbades, die Badtemperatur und die Verweilzeit. Der bisher verwendete Begriff "Klebstoff abschreckbad" wird ebenso "Tauchbad" bezeichnet. Diese Bezeichnungen Abschreckbad und Tauchbad können austauschbar verwendet werden. Die Zusammensetzung des Tauchbades wird ausgedrückt in Bezug auf die Peststoffkonzentration in dem Klebstofftauchbad und ist aus dem Gewichtsprozentgehalt zu ersehen. Durch Senken der Peststoffkonzentration in dem Tauchbad unter 5 Gew<>$ kann eine schnellere Abschreckgeschwindigkeit erzielt werden. Wenn man andererseits die Konzentration der Peststoffe auf 20 Gew.^ erhöht, wird entsprechend die Abschreckgeschwindigkeit verlangsamt. Pur Klebstoffe des RPL-Typs hält man die Temperatur des Tauchbades zwischen Raumtemperatur (etwa 20 C) und 30⁰G. Wenn man die Temperatur des Tauchbades nicht innerhalb dieses Bereiches beibehält, können die mechanischen und Klebeeigenschaften nachteilig beeinflußt werden. So kann beispielsweise wenn die Temperatur des Tauchbades etwa 30⁰C übersteigt, das Tauchbad zusammenbrechen und sich zersetzen. Die Verweilzeit in dem Abschreckmedium beeinflußt in gleicher Weise die Austenitumwandlung. Diese Parameter, die Konzentration des Tauchbades, die Temperatur des Tauchbades und die Verweilzeit müssen sorgfältig ausgeglichen werden, um zufriedenstellende mechanische Eigenschaften in dem Endprodukt und ein hohes Maß an Adhäsion zu erzielen· Das Rühren des Tauchbades kann die Wärmeübertragung und den

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Absehreckwirkungsgrad verbessern.

Die Endstufe muß so gesteuert werden, daß eine Wiedererhitzung erfolgt. Durch sorgfältiges Wiedererhitzen, Trocknen und Härten der Klebstoffbeschichtung und durch Tempern des abgeschreckten Stahlteils kann eine MikroStruktur in kontinuierlicher aufeinanderfolgender Weise bewirkt werden. Eine solche kontinuierlich aufeinanderfolgende Erhitzung erreicht man dadurch, daß man den abgeschreckten Stahl durch eine Eeihe von Wiedererhitzungszonen führt, wobei man jede bei einer steigend höheren Temperatur als die vorausgehende Zone hält. Beispielsweise kann das Trocknen bei der niedersten Temperatur durchgeführt werden und dies erfolgt in einer ersten Zone, die man bei etwa 100⁰C hält. Nach dem Trocknen könnte der Stahl einer zwäten Zone zugeführt werden, die man bei einer höheren Temperatur, z.B. etwa 18O⁰C hält, wo die getrocknete Klebstoffbeschichtung gehärtet würde} und dann könnte der Stahl einer dritten Zone zugeführt werden, wo die Temperung der Stahlstruktur bei etwa 200 bis 240⁰C bewirkt wird. Die Verweilzeiten in jeder Zone sind so aufeinander abgestimmt, daß optimale Adhäsions- und mechanische Eigenschaften erzielt werden. Durch die in dieser Weise erfolgte Wiedererhitzung wird die Klebstoffbeschichtung in geeigneter Weise bei niederen Temperaturen getrocknet und gehärtet, bevor das Aussetzen gegenüber den höheren Temperungstemperaturen erfolgt. Nach dem Wiedererhitzen weist das nach dem Verfahren dieser Erfin-

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dung hergestellte Produkt ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufο Die nachfolgenden Eigenschaften werden als typisch angesehen:

Absolute Bruch- bzw. Zerreißfestigkeit 240 kg/mm Streckgrenze 190 kg/mm

Dehnung 3,0 bis 3,5%

Durch das Verfahren dieser Erfindung erhält man ein neues Produkt. Wenn der Stahlverstärkungsteil das Tauchbad nach dem Austenisieren durchlaufen hat, tritt eine Reaktion an der Oberfläche des Stahlteils ein„ Der Stahl, der eine erhöhte Temperatur aufweist, bewirkt, daß einige der Komponenten des Tauchbads, nämlich Wasser und flüchtige Bestandteile aus der Klebstoffschicht, die unmittelbar der Stahloberfläche benachbart ist, durch Schnellabtrieb ausgetrieben oder verdampft wird. Diese Anfangsschicht des Tauchbads wird ebenso sofort getrocknet und gehärtet. Dieses Trocknen und Härten erfolgt bei einer höheren Temperatur als diese normalerweise für das Trocknen und Härten verwendet wird. Die kombinierte Wirkung eines Teils des Tauchbads durch Schnellabtrieb oder Verflüchtigung und durch Übertrocknung und Härtung führt zu einer leicht abgebauten Klebstoff schicht bei der St ahlbeschichtungsgrenzf lache < > Jedoch beeinträchtigt ein solcher Abbau nicht wesentlich die Stahlklebstoffbindung und es wird eine ausreichende Bindung zwischen dem Klebstoff und dem Stahl erreicht. In

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dem Maße wie der Stahlteil weiterhin durch das Tauchbad geführt wird, erhöht sich die Stärke der Beschichtung. Die anfangs abgebaute Schicht wird dann durch eine unbeeinträchtigte Schicht abgedeckt, so daß man eine Beschichtung mit einer Außenoberfläche erhält, die kontinuierlich und im wesentlichen frei von irgendwelchen Unvollkommenheiten ist. Da diese Außenseite maßgeblich ist für die Bindung mit dem Kautschuk während der Herstellung der Kautschukverbundstoffe, wird die Adhäsion dieses Produkts nicht nachteilig durch diese leicht abgebaute Grenzfläche beeinträchtigt .

Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung:

Beispiel 1

(a) Ausgangsmaterial

1 χ 5 x 0,025 cm Cord, AISI-1050-Zusammensetzung}

(b) Cord wurde kontinuierlich bei 800 - 900 C austenisiert;

(c) Cord wurde kontinuierlich sofort nach der Austenisierung in einem organischen Kleb st off tauchbad des EE¹L-Typs, das 5 Gew.^ Feststoffe enthielt, abgeschreckt;

(d) der Cord wurde wiedererhitzt, anfangs 60 Sekunden auf 100⁰C, wodurch die Klebstoffbeschichtung getrocknet wurde und dann 120 Sekunden bei 180⁰C, wodurch die Beschichtung gehärtet wurde;

(e) Adhäsionseigenschaften:

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Ξ-Block - 21,7 kg.

Bemerkungen;

Die Prüfung der Proben mittels einem abtastenden Elektronenmikroskop ergab eine ausgezeichnete Verteilung der Beschichtung um jeden Faden und es wurde ein tiefes Eindringen in das Innere des Cords bewirkt. Dieses Beispiel erläutert, daß eine zufriedenstellende Adhäsion nach dem Ver fahren dieser Erfindung erreicht werden kann»

Die Standard-H-Block- und Streifenadhäsionsuntersuchungen wurden im wesentlichen in der Weise durchgeführt, wie dies in der US-Patentschrift 3»817.778 beschrieben ist.

Beispiel 2

(a) Ausgangsmateriali

1 χ 5 x 0,025 cm, AlSI-dOSO-Zusammensetzungj

(b) Der Cord wurde vorerhitzt und dann bei 820⁰C durch kontinuierliches Durchlaufen durch einen Ofen mit 61 m/Min, austenisiert. Die Cord-Verweilzeit betrug 12,2 Sekunden;

(c) der Cord wurde sofort nach dem Austenisieren in einem organischen Klebstofftauchbad des RFL-Typs, das 5 Gewo Feststoffe enthielt und bei 22⁰C gehalten wurde, kontinuierlich abgeschreckt j die Verweilzeit betrug 2,3 Sekunden;

(d) der Cord wurde auf 230⁰C wiedererhitzt, Verweilzeit

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35 Sekunden}
(c) Eigenschaftens

1. Mikrostruktur: Homogen getempertes Martensit-
und Bainitgemisch.

2. Mikrohärte$ 635 kp/mm

3. Adhäsion: H-Block 10 kg

Streifenadhäsion 1,5

4. Absolute Zerreißfestigkeit: 264 kg/mm²
!Dehnung: 3,5 $

Bemerkungen t

Die in diesem Beispiel erreichten mechanischen Eigenschaften sind zufriedenstellend. Die absolute Zerreißfestigkeit und die Mikrohärte zeigen, daß durch das Tauchbad ein ausreichendes Abschrecken erzielt wurde. Eine metallographische Prüfung zeigt eine vollständige Überführung in Martensit
und Bainit.

Beispiel 3

(a) Ausgangsmaterial:

1 χ 5 x 0,025 cm Cord, AISI-1050-Zusammensetzung}

(b) der Cord wurde bei 775°C mittels kontinuierlichem
Durchleiten durch einen Ofen bei 61 m/Min, austenisiert. Die Cord-Verweilzeit betrug 18,3 Sekunden;

(c) das Abschrecken des Cords in dem Klebstofftauchbad
wurde unter wechselnden Parametern der Peststoffkonzentration in dem Abschreckbad und der Terweilzeit

durchgeführt. Die Tauchtemperatur wurde im Bereich von

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Zimmertemperatur und 30⁰C gehalten. Bs wurdenwassergekühlte Schlangen verwendet, um die Tauchtemperatur in diesem Bereich zu halten;

(d) der Cord wurde auf 220 C mit einer Verweilzeit von

27 Sekunden wiedererhitzt, wodurch das Trocknen, Härten und Tempern "bewirkt wurde j

(e) Eigenschaften:

1. Mikrostruktur: Ein homogen getempertes Martensit- und Bainitgemisch.

2. Mikrohärte: Siehe Begleittabelle

3ο Adhäsion und mechanische Eigenschaften entsprechend der sich ändernden Yerweilzeit und Konzentration werden in der nachfolgenden Tabelle angegeben.

Tabelle Ii

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Eigenschaften Verweilzeit im Tauchbad (Sek.)

0,4 0,5 0,8

)ffe	Absolute Zerreißfestig keit kg/mm²	266,3	263,8	257,5
•p ca	o^ Dehnung	4,8	4,8	4,2
-P ca	Mikrohärte, kp/mm	587
(D	H-BIock, kg	14,3	17,4	20,8
0	Streifenadhäsion	3,5	3,5	3,9
η (Ge^	Absolute Zerreißfestig keit kg/mm²	265,5	263,3	260,6
ο •Η	m$ Dehnung	4,3	4,4	4,1
!	Mikrohärte, kp/mm	610	630	581
	H-BIock, kg	10,8	23,9	25,2
CU N O	Streifenadhäsion	²,7	3,8	4,3
ihbadk	Absolute Zerreißfestig keit kg/mm²	264,1	258	257,8
ο	ο °/o Dehnung	4,0	3,4	3,8
	Mikrohärte, kp/mm	625		610
	H-BIock, kg	21,8	24,0	26,6
	Streifenadhäsion	3,4	4,3	4,4
Bemerkungen:

Dieses Beispiel erläutert die Wirkung wechselnder Tauchbadkonzentration und Tauchbadverweilzeiten auf die mechanischen Eigenschaften und die Adhäsion·

Der Prozentsatz Dehnung wird durch die Tauchbadkonzentration und Verweilzeit beeinflußt. Geringere Konzentrationen liefern schnellere Abschreckgeschwindigkeiten, was sieh

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aus den geringeren Dehnungen bei 10 $ leststoffgehalt gegenüber 20 fo Fe st st off gehalt ergibt.

Die Tabelle^eigt weiterhin, daß die Adhäsion durch die Tauchbadkonzentration und Verweilzeit beeinflußt wird«, Geeignete Adhäsionswerte werden bei geringeren Feststoffkonζentrationen erreicht. In dem Maße wie die Verweilzeit erhöht wird, erhöhen sich ebenso die Adhäsionswerte, die mittels Η-Block- und Streifenadhäsion gemessen wurden. Um zufriedenstellende mechanische und Klebeeigenschaften zu erzielen, muß die Tauchbadverweilzeit und die Tauchbadkonzentration durch Versuch entsprechend der Geometrie des StahlVerstärkungsteils ausgeglichen werden.

Obgleich die Erfindung hier in Bezug auf bestimmte Beispiele erläutert wurde, wird sie dadurch nicht eingeschränkt, Es ist dem Fachmann klar, daß Änderungen und Modifikationen der Beispiele der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung demgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines klebstoffbeschichteten Stahlverstärkungsteils mit hoher Festigkeit, wozu man einen Stahlteil vorsieht, diesen austenisiert, dann den Stahlteil durch ein Klebstoffbeschichtungsbad leitet, worin eine einheitliche, kontinuierliche Klebstoffbeschichtung in einer Geschwindigkeit aufgetragen wird, die ausreichend

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ist, eine abgeschreckte Struktur von Martensit und/oder Bainit zu liefern, und daß man dann den beschichteten Stahlteil so erhitzt, daß das Trocknen und Härten der Klebstoffbeschichtung und das Tempern des Stahlteils bewirkt wird. Das nach diesem Verfahren erhaltene Produkt ist ebenso offenbart.

Patentansprüche» -21-

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Claims

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Patentansprüche :

A .'Verfahren zur Herstellung eines klebstoffbesohichteten Stahlverstärkungsteils hoher Festigkeit mit Austenisieren eines Stahlteils, dadurch gekennzeichnet , daß man diesen austenisierten Stahlteil durch ein organisches Klebstoffbeschichtungsbad leitet, worin eine kontinuierliche Klebstoffbeschichtung in einer Geschwindigkeit anhaftet, die ausreichend ist, eine abgeschreckte Struktur von Martensit und/oder Bainit zu bilden, und daß man dann diesen Stahlteil einer Wärmebehandlung zum Trocknen und Härten der Klebstoffbeschichtung und zum Tempern des Stahlteils unterwirft.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stahlteil in monofiler Form, definiert durch AISI-Qualitätszahlen 1030 bis 1095 vorliegt, wobei die monofile Form ein rechtwinkliges Band mit einem Aspektverhältnis von weniger als 25» mit einem kreisrunden Querschnitt oder eine Vielzahl von miteinander verdrillter Fäden ist.
3 ο Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man den Stahlteil kontinuierlich austenisiert, wozu man ihn durch einen Ofen, der eine. inerte oder Schutzatmosphäre aufweist, leitet.

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4. Beschichteter Stahlverstärkungsteil mit einer Zusammensetzung innerhalb der Grenzen, die durch die Qualitätsangaben AISI 1030 bis AISI 1095 definiert sind und mit einer Martensit- und/oder Bainitstruktur, wobei auf dem Stahlteil eine kontinuierliche organische Klebstoffbesehichtung an der Oberfläche des Substrats haftet, dadurch gekennzeichnet , daß die Grenzfläche zwischen dem Substrat und der Beschichtung eine Schicht von abgebautem bzw. teilweise abgebautem Klebstoff ist.

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