DE2713020C2 - Process for producing layered composite metal materials - Google Patents

Process for producing layered composite metal materials

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DE2713020C2
DE2713020C2 DE19772713020 DE2713020A DE2713020C2 DE 2713020 C2 DE2713020 C2 DE 2713020C2 DE 19772713020 DE19772713020 DE 19772713020 DE 2713020 A DE2713020 A DE 2713020A DE 2713020 C2 DE2713020 C2 DE 2713020C2
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Shinichiro Chiba Adachi
Toshihiko Emi
Masashi Chiba Kawana
Katsuo Narashino Kinoshita
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/02Casting compound ingots of two or more different metals in the molten state, i.e. integrally cast

Description

2525th

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen schichtartiger Verbundmetallwerkstoffe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Ein solches Verfahren ist bereits aus der US-PS 3 695 337 bekannt.The invention relates to a method for producing layered composite metal materials as described in the preamble of claim 1 specified genus. Such a process is already known from US Pat. No. 3,695,337.

Bei diesem bekannten Verfahren werden metallische Schichtwerkstoffe derart hergestellt, daß ein Kemmatcrial mit einer Polyfluoräthen-Beschichtung (Polytetrafluoräthylen, Polychlortrifluoräthylen und deren Abkömmlinge) beschichtet wird, worauf das beschichtete Kernmaterial mit einem zweiten schmelzflüssigen Material umgössen wird.In this known method, metallic layer materials are produced in such a way that a Kemmatcrial with a polyfluoroethylene coating (polytetrafluoroethylene, Polychlorotrifluoroethylene and its derivatives) is coated, whereupon the coated Core material is poured around with a second molten material.

Dieses bekannte Verfahren ist insofern nachteilig, als sich die bekannte Beschichtung im Bereich des Schmelzenspiegels des zweiten schmelzflüssigen Materials thermisch unter Bildung von halogenhaltigen Zersetzungsprodukten zersetzt, mit deren Hilfe eine Oxidation der Kernoberflächen durch in der Form enthaltenen Sauerstoff verhindert wird.This known method is disadvantageous in that the known coating in the area of the melt level of the second molten material thermally decomposed with the formation of halogen-containing decomposition products, with the help of which an oxidation of the Core surfaces is prevented by oxygen contained in the mold.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Erzeugen nichtoxidierender Gase im Bereich der Kernoberflächen nicht ausreicht, um eine Beeinträchtigung der Kernoberfläche und damit der Güte des erzeugten Verbundwerkstoffes zu verhindern. Untersuchungen von Materialeinschlüssen im Bereich der Grenzfläche zwischen Kern und Ummantelung zeigen, daß es sich um oxidische Materialien handelt, die als Schaum auf dem Schmelzenspiegel schwammen. Einschlüsse dieser Art entstehen, wenn sich die Stahlschmelze mit Luft und/oder mit der feuerfesten Auskleidung des Schmelzgefäßes umsetzt. Um derartige Einschlüsse zu verhindern, reicht die bekannte Ausbildung einer schützenden Beschichtung, die sich unter Bildung nicht oxidierender Gase thermisch zersetzt, nicht aus. Insbesondere gilt es zu verhindern, daß schwimmende Oxidpartikel in den Bereich der Grenzfläche zwischen Kern- und Ummantelung gelangen.However, it has been found that producing non-oxidizing Gases in the area of the core surfaces are insufficient to impair the core surface and thus to prevent the quality of the composite material produced. Investigation of material inclusions in the area of the interface between core and cladding show that these are oxidic materials that floated as foam on the melt surface. Inclusions of this type arise when the steel melt reacts with air and / or with the refractory lining of the melting vessel. To such To prevent inclusions, the familiar formation of a protective coating is sufficient Thermally decomposed non-oxidizing gases, not from. In particular, it is important to prevent floating Oxide particles get into the area of the interface between the core and cladding.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Polytctralluoräthylen-Bcschichtungen besteht darin, daß sich diese b5 unter Bildung eines schwarzen Rauches zersetzen, ohne sich zu entzünden. Diese Rauchentwicklung ist jedoch keinesfalls förderlich, um die erwähnte Grenzfläche von Sauerstoff und oxidischen Verunreinigungen freizuhalten. Another disadvantage of the known Polyttralluoräthylen-Bcschichtungen consists in the fact that these b5 decompose with the formation of a black smoke, without to ignite. This smoke development is however In no way conducive to keeping the mentioned interface free from oxygen and oxidic impurities.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ergibt sich daraus, daß es in wäßriger oder alkoholischer Dispersion verwendet werden muß, da ein geeignetes Lösungsmittel fehlt. Das hat zur Folge, daß die Beschichtung nach dem Auftragen getrocknet und gebrannt werden muß, worin die Gefahr des Auftretens von Rissen liegt. Beschichtungen der erwähnten Gattung weisen im übrigen keine ausgezeichneten Hafteigenschaften auf.Another disadvantage of the known process arises from the fact that it is in an aqueous or alcoholic dispersion must be used because of the lack of a suitable solvent. As a result, the coating after application must be dried and fired, in which there is a risk of cracks appearing lies. In addition, coatings of the type mentioned do not have excellent adhesive properties.

Aus der GB-PS 1 289639 ist es bekannt, bei der Herstellung von Schichtmetallwerkstoffen am Metallsubstrat eine geeignete Schutzschicht auszubilden und die Oberfläche des Substrats vor dem Aufbringen der Ummantelung gründlich zu reinigen.From GB-PS 1 289639 it is known in the production of layered metal materials to form a suitable protective layer on the metal substrate and the Thoroughly clean the surface of the substrate before applying the coating.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der aus der US-PS 3695 337 bekannten Gattung so auszubilden, daß als Folge einer verbesserten Schutzschichtausbildung die Anzahl von Einschlüssen im Bereich der erwähnten Grenzschicht vermindert werden kann.The invention is based on the object of providing a method of the type known from US Pat. No. 3,695,337 form that as a result of an improved protective layer formation the number of inclusions in the area the mentioned boundary layer can be reduced.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung gelöst durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.This object is achieved with a method of the type specified in the preamble of claim 1 by the features specified in the characterizing part of claim 1.

De; mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß ein halogenfreies Beschichtungsmaterial verwendet wird, welches sich thermisch unter besonders lebnafter Gasentwicklung zersetzt. Dadurch wird gewährleistet, daß sich keine oxidischen Einschlüsse an der Grenzfläche zwischen dem Kernmateriul und der Umhüllungsschicht festsetzen können. Außerdem wird durch die lebhafte Gasentwicklung der Sauerstoff-Partialdruck in der Gießform stark herabgesetzt, wodurch die Oxidationsgefahr verringert wird. Im Gegensatz zu den bekannten PoIyfluoräthen-Beschichtungen entzünden sich die Umhüllungsschichtmaterialien nach der Erfindung bei Beginn des Umgießens mit der zweiten Schmelze, wobei der Oxidationsvorgang unter kräftiger Flammbildung abläuft. D>e kräftige Gasentwicklung sorgt dafür, daß dem vorliegenden Sauerstoff der Zutritt zur Kernmaterialoberfläche praktisch vollständig verwehrt wird und daß dieser Sauerstoff gemeinsam mit gegebenenfalls vorliegenden zur Schaumbildung führenden Teilchen weggespült wird.De; With the help of the invention achievable technical progress is primarily to be seen in the fact that a Halogen-free coating material is used, which is thermally with particularly vigorous gas development decomposed. This ensures that there are no oxidic inclusions at the interface between the core material and the cladding layer can set. It is also made by the lively Gas evolution, the partial pressure of oxygen in the mold greatly reduced, whereby the risk of oxidation is reduced. In contrast to the known polyfluoroethene coatings Ignite the coating layer materials according to the invention at the beginning of the encapsulation with the second melt, wherein the Oxidation process takes place with strong flame formation. The vigorous evolution of gas ensures that the the presence of oxygen of the access to the core material surface is practically completely denied and that this oxygen is washed away together with any particles which may lead to foam formation will.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich daraus, daß die aufzubringende Beschichtung in gelöster Form aufgebracht werden kann, so daß sich die Schichtdicke und die Viskosität der Beschichtung mühelos einstellen lassen. Ferner wird dadurch ein besonderer Trocknungs- und Einbrennvorgang überflüssig, wodurch der Gefahr von Trocknungsrissen im Beschichtungsmaterial vorgebeugt ist.Another advantage of the method according to the invention results from the fact that the coating to be applied can be applied in dissolved form, so that the layer thickness and the viscosity of the coating Can be adjusted effortlessly. This also creates a special drying and baking process superfluous, which prevents the risk of drying cracks in the coating material.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Beschichtungsmaterial in einer Dicke von lOO^bis 3000 um aufgetragen.According to a preferred embodiment of the invention, the coating material is in a thickness of Applied 100 ^ to 3000 µm.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtThe invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments and with reference to the drawing explained. In this shows

Fig. 1 eine schematisierte Erläuterung der gießtechnischen Herstellung eines ummantelten Verbundmetallblockes, 1 shows a schematic explanation of the casting production of a sheathed composite metal block,

Fig. 2Λ und 2B eine Seitenansicht bzw. eine Schnittansicht des ummantelten Verbundmctallblocks. welcher mit Hilfe der in Fig. 1 erläuterten Arbeitsweise hergestellt wurde.Figs. 2Λ and 2B are a side view and a sectional view, respectively of the coated composite metal block. which is produced with the aid of the procedure explained in FIG became.

Fig. 3 eine schematischc Schnittdarstellung, die eineFig. 3 is a schematic sectional view showing a

andere gießtechnische Herstellung des ummantelten Schnittmetallblockes darstellt,represents other casting production of the sheathed cut metal block,

Fig. 4 ein graphisches Schaubild, welches die Beziehung zwischen der Scherfestigkeit und dem Verhältnis der mit mitgerissenem Schaum versehenen Fläche im plattierten Blech zeigt, welches aus dem ummantelten Schichtmetallblock hergestellt worden ist,Fig. 4 is a graph showing the relationship between the shear strength and the ratio the area provided with entrained foam in the clad sheet shows which is made of the encased Laminated metal block has been manufactured,

Fig. 5 ein graphisches Schaubild, welches eine Beziehung zwischen dem Abstand der Formwand bis zur Oberfläche des Kernmaterials und der Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze darstellt, da hierdurch das Auftreten von Fehlern in der erstarrten Metallschicht beeinflußt wird, undFig. 5 is a graphical diagram showing a relationship between the distance from the mold wall to the Surface of the core material and the ascent rate of the melt, as this results in the Occurrence of defects in the solidified metal layer is influenced, and

F ig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Aufstiegsgeschwindigkeit und dem Verhältnis der mitgerissenen Schaum aufweisenden Fläche.Fig. 6 is a graph showing the relationship between the ascent rate and the ratio the area exhibiting entrained foam.

Biim Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es für den Fall, daß ein Oxidfilm an der Oberfläche eines stählernen Kernmaterials vorhanden ist, erforderlich, diesen Oxidfilm zuvor durch Sandstrahlen, Schleifen, Schmirgeln, Abätzen oder dgl. zu entfernen, um die Bindungsfahigkeit des im nachfolgenden Arbeitsgang auszubildenden Verbundmetallblocks zu verbessern. Außerdem kann das Bindungsvermögen dadurch verbessert werden, daß parallel Rechtecknuten, Dreiecknuten, Rundnuten oder andere Unebenheiten in der Oberfläche des Kernmaterials ausgebildet werden, nachdem der Oxidfilm entfernt worden ist, um auf diese Weise die Berührungsfläche zwischen der Kernoberfläche und der Schmelze zu vergrößern. Sodann wird ein in erster Linie aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehender organischer Stoff auf die Oberfläche des Kernmaterials derart aufgebracht, daß ein Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 50 μιη bis 3000 μηι, vorzugsweise 100 μηι bis 3000 μιη entsteht.By performing the method of the invention in the case where an oxide film is present on the surface of a steel core material, it is necessary, this oxide film beforehand by sandblasting, grinding, sanding, etching or the like. To remove the To improve the binding ability of the composite metal block to be formed in the subsequent operation. aside from that the bonding capacity can be improved by making parallel rectangular grooves, triangular grooves, Circular grooves or other bumps are formed in the surface of the core material after the Oxide film has been removed to remove the interface between the core surface and the Enlarge melt. Then an organic one consisting primarily of carbon and hydrogen becomes Cloth is applied to the surface of the core material so as to form a coating film having a thickness from 50 μm to 3000 μm, preferably 100 μm to 3000 μm arises.

Im Interesse einer beträchtlichen Abschwächung der Schaumeinschlüsse und zum ausreichenden Reduzieren des Sauerstoff-Partialdruckes im Inneren der Form sollte die erforderliche Menge an zur Gasentwicklung benötigter organischer Substanz durch ausreichende Dicke des Beschichtungsfilms gewährleistet sein. In diesem Zusammenhang sei auf Versuchsergebnisse verwiesen, die erbrachten, daß die Dicke des Beschichtungsfilms innerhalb eines Bereiches von 50 μΐπ bis 3000 μιη, vorzugsweise von 100 μιη bis 3000 μπι liegen sollte. Beträgt die Dicke des Beschichtungsfilms weniger als 50μιτι, so verdampft oder verbrennt der Beschichtungsfilm, noch bevor die Schmelze dicht an das Kernmaterial herkommt oder dasselbe berührt, wobei außerdem die Menge des erzeugten Gases nur so gering ist, daß der Oxidfilm und der Gießschaum in den Verbundblock eingeschlossen werden, was wiederum die Bindung oder die Bindungsfähigkeit an der Grenzfläche zwischen dem Kernmaterial und dem Umhüllungs- oder Ummantelungsmetall beeinträchtigt. Übersteigt der Beschichtungsfilm eine Dicke von 3000 μπι, so bleibt das Bindungsverhalten unbeeinflußt, so daß ein weiterer Auftrag der organischen Substanz eine unwirtschaftliche Verschwendung darstellen würde. Aus diesem Grunde ist es wichtig, daß die Dicke des Beschichtungsfilms in einem Bereich von 50 μιη bis 3000 μηι und vorzugsweise von 100 μιη bis 3000 μπι liegt. Außerdem ist es im Interesse des Aufrechterhaltens eines hinreichend niedrigen Sauerstoff-Partialdruckes in der im Forminneren herrschenden Atmosphäre vorteilhaft, den Sauerstoffgehalt des Beschichtungsfilms so gering wie möglich zu halten, wodurch die Verwendung von Kohlehydraten, wie Molasse und dgl. als organische Substanz ungeeignet ist.In the interests of considerably weakening the foam inclusions and reducing them sufficiently the partial pressure of oxygen inside the mold the required amount of organic substance required for gas evolution through sufficient thickness of the Coating film can be guaranteed. In this context, reference is made to the test results that that the thickness of the coating film is within a range of 50 μΐπ to 3000 μιη, preferably should be from 100 μm to 3000 μm. Is the thickness of the coating film less than 50μιτι, so evaporated or the coating film burns even before the melt comes close to the core material or the same touches, in addition, the amount of gas generated is only so small that the oxide film and the casting foam are included in the composite block, which in turn increases the bond or bondability at the interface between the core material and the cladding or cladding metal. If the coating film exceeds a thickness of 3000 μm, the binding behavior remains unaffected, so that another application of the organic matter would be an uneconomical waste. For this reason, it is important that the thickness of the coating film in a range from 50 μm to 3000 μm and preferably from 100 μm to 3000 μm. It is also in the interest of maintaining a sufficiently low partial pressure of oxygen in the The atmosphere inside the mold is advantageous, the oxygen content of the coating film is so low as possible, eliminating the use of carbohydrates such as molasses and the like as organic matter is unsuitable.

Bei der Ausbildung des Beschichtungsfilmes ist es erforderlich, daß die in erster Linie aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehende organische Substanz in einem Lösungsmittel gelöst wird, um eine geeignete Viskosität und ein geeignetes Haftvermögen zu besitzen, falls erforderlich. Die organische Substanz wird durch Aufsprühen, Eintauchen od. dgl. auf die Oberfläche des Kernmaterials aufgebracht und sodann bei Raumtemperatur stehengelassen oder auf eine geeignete Temperatur erhitzt,In forming the coating film, it is necessary that those composed primarily of carbon and Hydrogen existing organic substance is dissolved in a solvent to a suitable viscosity and have suitable adhesiveness if necessary. The organic substance is sprayed on, Dipping or the like applied to the surface of the core material and then allowed to stand at room temperature or heated to a suitable temperature,

um einen festen oder halbfesten (Semi-Solid) Beschichtungsfilm auszubilden, dessen Dicke innerhalb des oben definierten Bereiches liegt.around a solid or semi-solid coating film form whose thickness is within the range defined above.

Außerdem kann der Beschichtungsfilm durch Vermischen der organischen Substanz mit pulverförmigenIn addition, the coating film can be formed by mixing the organic substance with powdery

Granülen eines Stoffes hergestellt sein, der eine stärkere Sauerstoffaffinität besitzt als Eisen. Derartige Stoffe sind Aluminium, Magnesium, CaSi, SHizium, Titan, Zirkonium, Magnesium-Aluminiumlegierung, Kalzium-Silizium-AIuminiumlegierung, K alzium-Silizium-Barium-Granules of a substance that has a stronger oxygen affinity than iron. Such substances are Aluminum, magnesium, CaSi, silicon, titanium, zirconium, Magnesium-aluminum alloy, calcium-silicon-aluminum alloy, Calcium-silicon-barium-

Aluminiumlegierung, Eisen-Siliziumlegierung, Fe-Si-Mg-Legierung, Fe-Si-Ca-Legierung, Fe-Si-Al-Legierung, Fe-Ti-Legierung und dg;!. Wie auch aus den nachfolgenden Beispielen ersichtlich, werden durch Mitverwendung derartiger Stoffe die Bindungseigenschaften anAluminum alloy, iron-silicon alloy, Fe-Si-Mg alloy, Fe-Si-Ca alloy, Fe-Si-Al alloy, Fe-Ti alloy and dg;!. As can also be seen from the following examples, by using of such substances the binding properties

der Grenzfläche zwischen dem Kernmaterial und der erstarrten Metallschicht im Vergleich zu den Fällen verbessert, wo die organische Substanz allein verwendet wurde. Zur Erklärung dieses Vorganges wird angenommen, daß die große Menge an FeO enthaltenden Schaumbestandteile, die in die Grenzfläche eingedrungen sind, durch die Wechselwirkung der organischen Substanz mit den Zusätzen reduziert wird, um so die Morphologie und die Zusammensetzung der Einschlüsse zu verändern.the interface between the core material and the solidified metal layer is improved compared to the cases where the organic matter was used alone. To explain this process it is assumed that that the large amount of FeO containing foam components, which have penetrated into the interface due to the interaction of the organic substance with the additives is reduced in order to change the morphology and the composition of the inclusions.

Erfindungsgemäß wird ein Kunstharz als organischeAccording to the invention, a synthetic resin is used as an organic

Substanz verwendet, das in erster Linie aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht. Als Beispiele werden Phenolharz, Aminoharz, Epoxyharz, Polyamidharz, Acrylharz, Polyesterharz und Vinylacetatharz genannt.
Die Verwendung eines Kunstharzes ist in besonderer Weise vorteilhaft, weil die Viskosität und das Haftvermögen leicht mit Hilfe eines Lösemittels eingestellt werden kann und weil die Erstarrungsgeschwindigkeit so erhöht werden kann, daß die Dicke des Beschichtungsfilms eingestellt und leicht größer gemacht werden kann. Es gibt verschiedene Verfahren zum Auftragen oder Aufbringen der organischen Substanz. So kann die organische Substanz beispielsweise mit Hilfe einer Sprühkanone versprüht werden, kann die organische Substanz mit Hilfe einer Bürste aufgetragen werden oder kann die organische Substanz dadurch aufgetragen werden, daß das Kernmaterial in eine Lösung derselben eingetaucht wird. In jedem Fall bleibt die Funktion des Beschichtungsfilmes unverändert, so lange die Dicke stets dieselbe ist. Allgemein sei darauf hingewiesen, daß der Beschichtungsfilm vom Kernmaterial abgelöst werden kann, wenn er beim Einbringen des Kernmaterials in die Gußform einer mechanischen Stoßbeanspruchung unterworfen wird. Demgemäß wird das Ablösen des Beschichtungsfilms jedoch in Folge seiner hohen mechanischen Festigkeit und seines ausgezeichneten Haftvermögens am Kernmaterial verhindert. Außerdem erweist sich der aus Kunstharz hergestellte Beschichtungsfilm als thermostabil. So ist der aus Epoxyharz hergestellte Beschichtungsfilm beispielsweise bis zu einer Temperatur von etv,.i 1200C stabil, wodurch keine Gefahr besteht, daß der Beschichtungsfilm verdampft oder verbrennt und somit von der Oberfläche des Kernmaterials verschwunden ist, wenn dieses Kernmaterial während des Gießens er-
Used substance that consists primarily of carbon and hydrogen. Phenolic resin, amino resin, epoxy resin, polyamide resin, acrylic resin, polyester resin and vinyl acetate resin are mentioned as examples.
The use of a synthetic resin is particularly advantageous because the viscosity and adhesiveness can be easily adjusted with the aid of a solvent and the solidification rate can be increased so that the thickness of the coating film can be adjusted and easily made larger. There are various methods of applying or applying the organic matter. For example, the organic substance can be sprayed using a spray gun, the organic substance can be applied using a brush, or the organic substance can be applied by immersing the core material in a solution thereof. In any case, the function of the coating film remains unchanged as long as the thickness is always the same. In general, it should be noted that the coating film can be peeled off from the core material if it is subjected to mechanical impact when the core material is placed in the mold. Accordingly, however, the coating film is prevented from peeling off due to its high mechanical strength and excellent adhesiveness to the core material. In addition, the coating film made of synthetic resin is found to be thermally stable. Thus, the coating film made of epoxy resin is for example up to a temperature of etv, .i 120 0 C stable, whereby there is no risk that the coating film evaporates or burns and thus disappeared from the surface of the core material when the core material during the casting of it -

wärmt wird. Dadurch ist auch sichergestellt, daß der Beschichtungsfilm noch vorhanden ist, wenn das Kernrnaterial in die Oberfläche der Schmelze eintaucht und dadurch kann die Oxydationsreaktion und das Einschließen von Schaum in die Oberfläche des Kernmaterials verhindert werden. Es ist vorteilhaft, keinen Luftzutritt in die Form während des Gießens zu gestatten. Das heißt, daß der Zutritt eines sauerstoffhaltigen Mediums in die Form unterbunden wird und daß der Sauerstoff-Partktldruck im Inneren der Form auf einem niedrigen Niveau gehalten werden kann. Selbstverständlich ist es vorteilhaft, daß der Sauerstoff-Partialdruck im Forminneren noch weiter dadurch vermindert wird, daß die Atmosphäre im Inneren der Form durch ein inertes oder reduzierendes Gas vor und/oder während des Gießvorganges ersetzt wird.is warmed. This also ensures that the coating film is still present when the core material dips into the surface of the melt and this can cause the oxidation reaction and entrapment of foam in the surface of the core material can be prevented. It is advantageous not to allow air to enter into the mold during casting. This means that the entry of an oxygen-containing medium into the Form is prevented and that the oxygen particle pressure inside the form is at a low level can be held. Of course, it is advantageous that the partial pressure of oxygen inside the mold is reduced still further by the fact that the atmosphere inside the mold by an inert or reducing Gas is replaced before and / or during the casting process.

Zur Steigerung des Ausbringens wird vorgeschlagen, das obere Ende des Kernrnaterials in einem Bereich von 5 cm bis 30 cm entfernt von einer gegebenen Stellung in Abhängigkeit vom Boden des Verbundmetallblockes in der Form anzuordnen, was mit anderen Worten bedeutet, daß das untere Ende des Kernmaterials 5 cm bis 30 cm oberhalb der Bodenfläche der Gußform anzuordnen ist. Ferner wird vorgeschlagen, die Gußform bis zu einer Höhe von wenigstens 5 cm oberhalb des oberen Endes des Kernmaterials mit Metallschmelze zu füllen.To increase the output, it is proposed that the upper end of the core material be in a range of 5 cm to 30 cm away from a given position depending on the bottom of the composite metal block in the shape to be arranged, which in other words means that the lower end of the core material 5 cm to 30 cm above the bottom surface of the casting mold. It is also proposed that the mold up to a height of at least 5 cm above the top of the molten metal core material to fill.

Wie den Fig. 2A und 2B zu entnehmen, sind im Schichtmetallblock üblicherweise in der erstarrten Schicht 3 des Ummantelungsmaterials Kopfschrumpfiöeher oder -Poren 8 vorhanden, die oberhalb des oberen Endes des Kernmaterials 1 angeordnet sind. Außerdem werden häufig Risse 9 in dem erstarrten Metall beobachtet, die mit den Ecken des Kernmaterials in Berührung stehen. Außerdem ist ein in Lösung gegangener Bereich 10 am Boden des Kernmaierials dort ausgebildet, wo sich der Kern dem Gießkopf des Gießkanals 5 nähert. 1st der Abstand zwischen der Schlußschmelzfläche und dem oberen Ende des Kernmaterials kurzer, so erstrecken sich die Kopfschrumpfporen 8 und oder die Risse 9 durch die erstarrte Schicht, so daß Zutrittswege geschaffen werden, durch welche Luft zum Kernmaterial penetriert. was wiederum zur Folge hat. daß die Grenzfläche zwischen Kernmaterial und der erstarrten Schicht mittels der Lull oxidiert wird, wodurch eine unzureichende Bindung erzielt wird und beim abschließenden Walzen eine interlaminare Trennung zu beobachten ist. Ist andererseits der Abstand zwischen der Endschmelzfläche und im oberen Ende des Kernmaterials zu groß, so nimmt der verlorene Abschnitt des Enderzeugnisses beträchtlich zu. was das Ausbringen herabsetzt. Aus diesen Gründen sollte der Agstand nicht weniger als 5 cm betragen, wobei die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn der Abstand innerdem Halteglied 6 und der erstarrten Schicht 3 eindringt. Die Querschnittsfläche dieses Bereiches ist jedoch beträchtlich geringer als die Querschnittsfläche des Kernmaterials, was zur Folge hat, daß die Luft-Penetrationstiefe gering ist und die auf Oxydation beruhende Trennungsneigung des Erzeugnisses gering ist.As can be seen in FIGS. 2A and 2B, in the layered metal block usually solidified in the Layer 3 of the cladding material increases the head shrinkage or pores 8 are present, which are arranged above the upper end of the core material 1. aside from that cracks 9 are often observed in the solidified metal which are in contact with the corners of the core material stand. In addition, an area 10 that has gone into solution is formed on the bottom of the core material where there is the core approaches the casting head of the casting channel 5. Is the distance between the final melting surface and the The upper end of the core material is shorter, so the head shrinkage pores 8 and / or the cracks 9 extend through the solidified layer so that access routes are created, through which air penetrates to the core material. which in turn has the consequence. that the interface between Core material and the solidified layer is oxidized by means of the Lull, as a result of which an insufficient bond is achieved and an interlaminar separation can be observed during the final rolling. On the other hand, is the Distance between the final melting surface and the upper end of the core material is too large, so the lost Section of the final product increases considerably. which reduces the yield. For these reasons, the Agstand should not be less than 5 cm, with best results being achieved when the distance is within Holding member 6 and the solidified layer 3 penetrates. However, the cross-sectional area of this area is considerable less than the cross-sectional area of the core material, with the consequence that the air penetration depth is low and the tendency of the product to separate due to oxidation is low.

Der Abstand zwischen dem unteren Ende des in die Gußform eingebrachten Kernmaterials und der oberen Oberfläche des Gespanns, d. h. die Länge der erstarrten Umhüllungsmetallschicht vom unteren Ende des Kernmaterials, soll innerhalb eines Bereiches von 5 cm bis 30 cm liegen. Ist die Länge kürzer als 5 cm, so werden Risse 9 in der erstarrten Schicht ausgebildet, welche das Eindringen von Luft zum Kernmetall ermöglichen, wodurch die Grenzfläche zwischen dem Kernmetall und der erstarrten Schicht oxidiert wird. Auch wird der in Lösung gegangene Bereich 10 größer, was eine Verringerung des Ausbringens zur Folge hat. Beträgt andererseits die Länge mehr als 30 cm, so nehmen die verworfenen oder verlorenen Abschnitte des Erzeugnisses zu, was wiederum eine Verschlechterung der Ausbeute bedeutet.The distance between the lower end of the core material placed in the mold and the upper one Surface of the team, d. H. the length of the solidified cladding metal layer from the lower end of the core material, should be within a range of 5 cm to 30 cm. If the length is shorter than 5 cm, then Cracks 9 formed in the solidified layer, which allow the penetration of air to the core metal, whereby the interface between the core metal and the solidified layer is oxidized. Also that will be in solution Gone area 10 is larger, which results in a reduction in output. On the other hand, it is the length more than 30 cm, the discarded or lost portions of the product increase, which in turn increases Means deterioration in yield.

Es konnte experimentell bestätigt werden, daß die Verschlechterung der Ausbeute zu Folge des gelösten Anteils nicht ignoriert werden darf, wenn der Überhitzungsgrad der Schmelze 80° C im Hinblick auf die Liquidustemperatur des Kernmaterials (Tj1' 0C) übersteigt. Häufig ist auch der hergestellte Block nicht zu gebrauchen, wenn der Überhitzungsgrad mehr als 1000C betrug.It has been experimentally confirmed that the deterioration in the yield can not be ignored due to the dissolved portion, when the degree of superheating of the melt 80 ° C with respect to the liquidus temperature of the core material (Tj 0 1 C ') exceeds. Frequently, the block is not produced when the superheating degree was more than 100 0 C to use.

Ist der Überhitzungsgrad der Schmelze im Hinblick auf die Liquidustemperatur der Schmelze (T'{ "C) hoch. so werden außerdem Risse im Kopfbereich sowie im Fußbereich des hergestellten Blockes ausgebildet und wird die Grenzfläche zwischen dem Kernmaterial und der erstarrten Schicht von der Luft oxidiert, die bei der nachfolgenden Warmverformung durch die Risse eindringt, wodurch die interlaminare Bindung beträchtlich verschlechtert wird. Diese Tendenz konnte experimentell dahingehend bestätigt werden, daß sie dann deutlich in Erscheinung tritt, wenn der Überhitzungsgrad gegenüber (P1) 100°C übersteigt.If the degree of overheating of the melt is high with regard to the liquidus temperature of the melt (T '{ "C). Cracks are also formed in the head area and in the foot area of the block produced and the interface between the core material and the solidified layer is oxidized by the air, which penetrates through the cracks in the subsequent hot deformation, whereby the interlaminar bond is considerably deteriorated.This tendency has been confirmed experimentally to the extent that it is clearly manifested when the degree of overheating from (P 1 ) exceeds 100 ° C.

Ist andererseits der Überhitzungsgrad im Hinblick auf Tj; gering, so werden auf der Schmelzenoberfläche die Krusten ausgebildet, was dazu führt, daß der gute Kontakt zwischen der Schmelze und der Oberfläche des Kernmaterials verlorengeht und daß zur gleichen Zeit ein verstärktes Einschließen von Schaum zu beobachten ist, womit eine Herabsetzung der interlaminaren Bindungseigenschaften verbunden ist. Es konnte experimentell bestätigt werden, daß eine Verschlechterung der interlaminaren Bindungseigenschaften dann eintritt, wenn der Überhitzungsgrad im Hinblick auf Tj; kleiner als 40°C ist. wobei sich die Verschlechterung der Bindungseigenschaften dann deutlich zeigt, wenn der ÜberhitzungsgradOn the other hand, is the superheat degree in terms of Tj; low, the crusts are formed on the melt surface, with the result that the good contact between the melt and the surface of the core material is lost and that at the same time an increased entrapment of foam can be observed, which is associated with a reduction in the interlaminar bonding properties . It has been experimentally confirmed that a deterioration in the interlaminar bonding properties occurs when the degree of overheating in terms of Tj; is less than 40 ° C. the deterioration in the binding properties is clearly evident when the degree of overheating

r-iüijCruCiTl :~rt- ..ir-r-iüijCruCiTl: ~ rt - ..ir-

kann ein Anguß vorgesehen werden, um die Kopfschrumpfporen zu vermeiden, was von der Art der Schmelze oder den Gießbedingungen abhängt, und im vorliegenden Fall lassen sich bessere Ergebnisse dadurch erzielen, daß die Schmelze mit Hilfe eines Steigers vergossen wird. Beträgt der Abstand zwischen der Schlußschmelzfläche und dem oberen Ende des Kernmaterials weniger als 5 cm. so ist es in jedem Falle schwierig, die Oxydation der Grenzfläche zwischen dem Kernrmiterial und der erstarrten Schicht vollständig zu verhindern. a gate can be provided around the head shrinkage pores to avoid, which depends on the type of melt or the casting conditions, and im In the present case, better results can be achieved by pouring the melt with the aid of a riser will. Is the distance between the final melting surface and the upper end of the core material less than 5 cm. so in any case it is difficult to prevent the oxidation of the interface between the nuclear materials and to prevent the solidified layer completely.

Es besteht die Möglichkeit, daß das Kernmaterial 1 nahe dem mit dem Halteglied 6 verbundenen Bereich von der Luft oxidiert wird, die aus der Grenzfläche zwischen Zur Ausbildung einer dichten erstarrten Schicht aus der Schmelze in dem Raum zwischen dem Kernmaterial und der Formwandung und außerdem zum Verhindern des Verstopfens dieses Raumes durch erstarrende Schmelze während des Gießens hat sich eine Beziehung zwischen einem mittleren Raum (d). einer Aufsteiggeschwindigkeit der Schmelze (r) und einer Höhe (H) des Blockes als wichtiger Faktor herausgestellt. Mit anderen Worten ist gefunden worden, daß ein für die Herstellung von schichtartigen Verbundmetall-Metallwerkstoffen geeigneter Verbundmetallbiock dadurch hergestellt werden kann, daß beim Vergießen der Schmelze mit einem üblichen Überhitzungsgrad Bedingungen aufrechterhalten werden, die den folgenden Gleichungen genügen:There is a possibility that the core material 1 near the area connected to the holding member 6 is oxidized by the air which escapes from the interface between the clogging of this space by solidifying melt during casting has a relationship between a middle space (d). an ascending rate of the melt (r) and a height (H) of the ingot were found to be an important factor. In other words, it has been found that a composite metal block suitable for the production of layered composite metal-metal materials can be produced by maintaining conditions which satisfy the following equations when the melt is poured with a normal degree of superheating:

Gilt für die Aufstiegsgeschwindigkeit
(r) 0.0125 // + 0,011 >r^
so gilt
Applies to the rate of ascent
(r) 0.0125 // + 0.011> r ^
so applies

(I >(I>

29,08//-10001-413
4,154//"1Qo"
29.08 // - 10001-413
4.154 // "1Qo"

wohingegen bei einer Aufstiegsgeschwindigkeit vonwhereas with an ascent rate of

6.67>rg0.0125 // + 0,011 gilt </£4.6.67> rg0.0125 // + 0.011 applies </ £ 4.

Diese Beziehung ist besonders vorteilhaft auf die Herstellung von Schichtmetall-Werkstoffen mit niedrigem Plattierungsverhältnis anzuwenden.This relationship is particularly advantageous in the manufacture of layered metal materials with a low cladding ratio apply.

Werden die vorstehenden Beziehungen beachtet, um eine dichte erstarrte Schicht aus der Schmelze ohne Verstopfung zu erzeugen, so wird die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze während des Gießens zu einem bedeutsamen Faktor, der die interlaminaren Bindungseigenschaften des erzeugten Schichtmetall-Werkstoffs beeinflußt. Ist die Aufstiegsgeschwindigkeit groß, so ist die Oberfläche der Schmelze in lebhafter Bewegung, was häufig dazu führt, daß auf der Schmel/oberfläche schwimmender Schaum mit der Oberfläche des Kernmaterials in Berührung gelangt und in diese eingeschlossen wird. Diese bei lebhafter Bewegung der Schmelzoberfläche vergrößerte Gefahr steht der Bemühung entgegen, das Einschließen von Gießschaum in die Grenzfläche mit Hilfe einer lebhaften Gasentwicklungsreaktion zu verhindern, die durch Verdampfung und/oder thermische Zersetzung des Oxydationsfilms herbeigeführt wird, welcher die Oberfläche des Kernmaterials bedeckt. Die obere Grenze der Schmelzen-Aufstiegsgeschwindigkeit sollte vorzugsweise nicht oberhalb von 1.8 cm, Sek. liegen, wie den folgenden Beispielen zu entnehmen.If the above relationships are observed in order to obtain a dense solidified layer from the melt without clogging To generate, the rate of rise of the melt during casting becomes significant Factor that influences the interlaminar bonding properties of the layered metal material produced. If the rate of ascent is high, the surface of the melt is in lively motion, what often leads to foam floating on the melt / surface with the surface of the core material comes into contact and is included in this. This with vigorous movement of the enamel surface increased risk stands in the way of efforts to include the casting foam in the interface with Help prevent a vigorous gas evolution reaction caused by evaporation and / or thermal Decomposition of the oxidation film is brought about, which covers the surface of the core material. The upper limit of the melt ascent rate should preferably not be above 1.8 cm, sec., as shown in the following examples.

Ist andererseits die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze gering, so wird die Schutzbeschichtung, die die Oberfläche des Kernmaterials bedecki, der von der Schmelzenoberfläche ausgehenden Strahlungswärme ausgesetzt, wozu noch diejenige Wärme kommt, die durch Wärmeleitung aus dem Kernmaterial, welche sich bereits in der Schmelze befindet, zum Beschichtungsfilm gelangt. Das hat zur Folge, daß der Film verdampft oderOn the other hand, if the rate of rise of the melt is slow, the protective coating which the The surface of the core material is exposed to the radiant heat emanating from the melt surface, plus that heat comes from the core material by conduction, which is already is in the melt, reaches the coating film. As a result, the film evaporates or

sich thermisch zersetzt und verbrennt, selbst wenn er weit oberhalb der Schmelzenoberfläche angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Antioxidationsschutzwirkung der Beschichtung nicht mehr vorhanden, wenn die Oberfläche des Kernmaterials mit der Oberfläche der Schmelze in Berührung gelangt. Ist die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze gering, so bilden sich Krusten auf der Oberfläche der Schmelze, die den Kontakt zwischen der Schmelze und der Oberfläche des Kernmaterials beeinträchtigenthermally decomposes and burns, even if it is located far above the melt surface. on in this way, the antioxidant protection effect of the coating is no longer present when the surface of the core material comes into contact with the surface of the melt. Is the rate of ascent the Melt is low, so crusts form on the surface of the melt, which is the contact between the melt and affect the surface of the core material

ίο und einen Einschluß von Schaum in die Grenzfläche fördern. Demzufolge besteht eine untere Grenze für die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze. Diese untere Grenze liegt vorteilhafterweise bei nicht weniger als 0,5 cm/Sek., wie aus den folgenden Beispielen ersichtlich.ίο and an inclusion of foam in the interface support financially. Accordingly, there is a lower limit to the rate of rise of the melt. This lower one The limit is advantageously not less than 0.5 cm / sec., As can be seen from the following examples.

Wie bereits erwähnt, sollte die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze innerhalb eines Bereiches von 0,5 cm/Sek. bis 1,8 cm/Sek. "liegen, wenn ein dichter Schichtmetallblock mit ausgezeichneten interlaminaren Bindungseigenschaften ohne Verstopfungsvorgänge erzeugt werden soll.As already mentioned, the rate of ascent of the melt should be within a range of 0.5 cm / sec. up to 1.8 cm / sec. "if a dense layered metal block with excellent interlaminar Binding properties should be generated without clogging processes.

Es wurde gefunden, daß die interlaminare Bindungsintensität des durch Verarbeitung des ummantelten Schichtmetallblocks erzielten Fertigungserzeugnisses zuerst dadurch erreicht wird, daß ein Gesamt-Reduktionsverhältnis (Dicke des Blockes/Dicke der als Zwischenerzeugnis hergestellten Walzplatine) von nicht weniger als 1.5 beim Auswalzen des Blockes zu der Walzplatine eingehalten wird.It has been found that the interlaminar binding intensity of the coated by processing the Layered metal blocks obtained production product is first achieved in that an overall reduction ratio (Thickness of the ingot / thickness of the blank manufactured as an intermediate product) of not less than 1.5 when rolling out the block to form the blank is adhered to.

Beispiel 1example 1

Ein unberuhigter Stahl mit einer Querschnittsfläche von 25 χ 95 cm2 wurde als Kernmaterial verwendet und ein in der folgenden Tafel 1 erwähntes Material wurde darauf als Beschichtung aufgetragen, die die in Tafel 1 angegebene Dicke besaß. Nach dem Anordnen des Kernmaterials in einer Gußform mit einer Querschnittsfläche von 55 χ 110 cm2, wurde ein hochkohlenstoffhaltiger Stahl im steigenden Guß in die Gußform eingebracht, um einen Schichtmetallblock zu erzeugen. Sodann wurde der Block zu einer Bramme oder einer Platine ausgewalzt und einer weiteren Warmverformung unterzogen, bis einA non-killed steel with a cross-sectional area of 25 95 cm 2 was used as the core material, and a material mentioned in Table 1 below was applied thereon as a coating having the thickness shown in Table 1. After placing the core material in a mold having a cross-sectional area of 55 × 110 cm 2 , a high carbon steel was poured into the mold to produce a laminated metal block. The ingot was then rolled out into a slab or blank and subjected to further hot working until a

Tafel 1Table 1

Auftreten (%) von Fehlern in 4 mm dicken plattierten Blechen (mittels Ultraschall-Fehlerdetektor) Dicke des Beschichtungs-Occurrence (%) of defects in 4 mm thick clad sheets (using an ultrasonic defect detector) Thickness of the coating

materials (μΐη) 20 40 60 100 500 1000 2000 4000materials (μΐη) 20 40 60 100 500 1000 2000 4000

BeschichtungsmittelCoating agents

Γ»1 1 TT
riiciiui-ΓΐΛί/.
Γ »1 1 DD
riiciiui-ΓΐΛί /.
100100 4646 1616 1313th 55
Amino-HarzAmino resin 9595 3232 2020th 88th 55 Epoxy-HarzEpoxy resin 8080 3939 1919th 55 33 Epoxy-Harz + Al-PulverEpoxy resin + Al powder 8181 3030th 1616 33 11 Epoxy-Harz + CaSi-Pulver gemäßEpoxy resin + CaSi powder according to Jap. Industrienorm Nr. 1*)Yep Industry standard No. 1 *) 7575 3232 1010 33 22 Polyamid-HarzPolyamide resin 9393 3838 1818th 1010 66th Acryl-HarzAcrylic resin 8484 3535 1515th 77th 44th Melamin-HarzMelamine resin 9595 3737 1717th 66th 44th Polyester-HarzPolyester resin £8£ 8 3333 1313th 99 44th Polyester-Harz + Al-PulverPolyester resin + Al powder 8080 2929 1515th 77th 22 Vinyl-HarzVinyl resin 9696 4141 1818th 1111th 77th Vinyl-Harz + Al-PulverVinyl resin + Al powder 9090 2525th 1717th 1010 33 Vinyl-Harz + CaSi-Pulver gemäßVinyl resin + CaSi powder according to Jap. Industrienorm Nr. 1*)Yep Industry standard No. 1 *) 8585 3131 1515th 77th 33

44th 33 55 33 22 33 11 22 22 22 11 33 ,, 11 22 33 11 22 22 44th 33 33 33 22 22 33 11 22 11 11 33 22 44th ii 11 33

*) Pulvergehalt 20-30 Gew.-%.*) Powder content 20-30% by weight.

ίοίο

plattiertes Blech von 4 mm Dicke erhalten war. Das Auftreten von auf geringer Bindungsintensität an der Grenzfläche zwischen dem Kernmaterial und der vergossenen Schmelze beruhender Fehler wurde mit Hilfe eines Ultraschalldetektors an Proben untersucht, die aus dem plattierten Blech herausgeschnitten worden waren. Die an einer Vielzahl von Blöcken gewonnenen Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tafel 1 zusammengestellt.clad sheet 4 mm thick was obtained. The occurrence of low binding intensity at the interface Defects between the core material and the poured melt were detected with the help of an ultrasonic detector examined on samples that had been cut out of the clad sheet metal. The on Test results obtained from a large number of blocks are summarized in Table 1 below.

Wie aus den in Tafel 1 zusammengestellten Ergebnissen ersichtlich, wird bei dicken Abmessungen des Beschichtungsfilms von 20μηι oder 40 μΐη das Auftreten von Fehlern häufiger, wohingegen das Auftreten von Fehlern bei einer Beschichtungsdicke von 4000 μιη keinen signifikanten Unterschied gegenüber einem Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 2000 μηι zeigt. Werden Aluminiumpulver oder CaSi-Pulver gemäß japanischer Industrienorm Nr. 1 als Substanz mit starker Sauerstoffaffinität dem Beschichtungsmaterial in einer Menge von 20 bis 30 Gewichtsprozent zugesetzt, so hat sich herausgestellt, daß eine Neigung zu weiterer Verringerung der Fehlerhäufigkeit vorhanden ist.As can be seen from the results summarized in Table 1, with thick dimensions of the coating film of 20μηι or 40 μΐη the occurrence errors more frequently, whereas the occurrence of errors with a coating thickness of 4000 μm does not occur shows significant difference compared to a coating film with a thickness of 2000 μm. Will Aluminum powder or CaSi powder according to Japanese Industrial Standard No. 1 as a substance with strong Oxygen affinity to the coating material in one Amount of 20 to 30 percent by weight added, so it has been found that there is a tendency for further reduction the frequency of errors is present.

Beispiel 2Example 2

(1) Zu Haltezwecken wurde ein Metallstück an einen oberen Bereich eines niedriggekohlten Stahlknüppels mit 0,12% Kohlenstoff, 0,40 % Mangan und Spuren Silicium mit einer Größe von 20cm (Dicke) χ 100 cm (Breite) χ 200 cm (Höhe) als Kernmaterial angeschweißt und sodann wurde eine aus Epoxiharz und Aluminiumpaste bestehende Silberfarbe auf den Umfang der Anordnung aufgetragen, um einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von etwa 400 bis 800 μιη zu bilden. Das derart erzielte Kernmaterial wurde in der Mitte einer Gußform für Blöcke mit einer Abmessung von 50cm (Dicke) χ 110 cm (Breite) χ 230 cm (Höhe) derart angeordnet, daß die Höhe des oberen Endes des Kernmaterials auf fünf Ebenen verändert werden konnte. Sodann wurde eine hochkohlenstoffhaltige Stahlschmelze mit 0,63% Kohlenstoff, 0,27% Silicium, 0,65% Mangan in die Form gegossen, bis auf eine vorgegebene Höhe vom oberen Ende des Kernmaterials, so daß die in der folgenden(1) A piece of metal was attached to an upper portion of a low carbon steel billet for holding purposes 0.12% carbon, 0.40% manganese and traces of silicon with a size of 20 cm (thickness) χ 100 cm (width) χ 200 cm (height) was welded on as the core material and then one made of epoxy resin and aluminum paste existing silver paint applied to the perimeter of the assembly to form a coating film with a thickness to form from about 400 to 800 μm. That achieved in this way Core material was placed in the middle of a mold for blocks measuring 50cm (thickness) χ 110 cm (width) χ 230 cm (height) arranged in such a way that the height of the top of the core material could be changed on five levels. Then became a high carbon steel melt with 0.63% carbon, 0.27% silicon, 0.65% manganese in the mold poured to a predetermined height from the top of the core material so that in the following

ίο Tafel 2 zusammengestellten Schichtmetallblöcke A bis E erzielt wurden. Diese Blöcke wurden mit einem vorgegebenen Gesamtreduktionsverhältnis zu Brammen oder Platinen ausgewalzt. Nach dem Abschneiden der Kopf- und Fußabschnitte mit einer Länge von 10 cm wurden die Brammen oder Platinen warm zu Bandmaterial mit einer Dicke von 7 mm ausgewalzt. Dieses Bandmaterial wurde abgegratet, zurechtgeschnitten und einer Inspektion unterzogen. Bei der Inspektion wurden die interlaminaren Trennungseigenschaften und das Plattierungsverhältnis untersuch, wobei die in Tafel 2 zusammengestellten Versuchsergebnisse ermittelt wurden.ίο Table 2 assembled layered metal blocks A to E were achieved. These ingots were made into slabs or with a given total reduction ratio Blanks rolled out. After cutting off the head and foot sections with a length of 10 cm, the Slabs or blanks rolled out warm to strip material with a thickness of 7 mm. This tape material was trimmed, trimmed and inspected. Upon inspection, the interlaminar Separation properties and the plating ratio are investigated using the test results compiled in Table 2 were determined.

Wie aus den in Tafel 2 zusammengestellten Ergebnissen ersichtlich, besitzt der Block A eine geringe Produktausbeute infolge der Abweichung von dem vorgegebenen Plattierungsverhältnis und zeigt der Block C gleichfalls eine geringe Produktausbeute wegen der interlaminaren Separation oder Trennung der Plattierungsschichten, wohingegen die Blöcke B, D und E zu befriedigenden Produktausbeuten führen.As can be seen from the results compiled in Table 2, block A has a low product yield due to the deviation from the predetermined plating ratio and the block C also shows a low product yield due to the interlaminar separation or separation of the cladding layers, whereas blocks B, D and E lead to satisfactory product yields.

(2) Zwei niedrig gekohlte Kohlenstoffstähle (C: 0,12%, Si: Spuren, Mn: 0,4%) mit jeweils einer Größe von 18cm (Dicke) χ 100cm (Breite) χ 195cm (Höhe) wurden unter Verwendung von Magnesiumoxidpulver als(2) Two low carbon steels (C: 0.12%, Si: traces, Mn: 0.4%) each having a size of 18 cm (thickness) χ 100 cm (width) 195 cm (height) using magnesia powder as

Tafel 2Table 2

Blockblock Abstand zwischendistance between Höhe der Schluß-Amount of final Gesamtreduk-Total reduction Ausbringen beimSpreading at Ausbringen beimSpreading at Produktproduct Bodenfläche derFloor area of the schmelzflächemelting surface tionsverhältnistion ratio PlatinenwalzenSinker rollers WarmwalzenHot rolling ausbringenspread Form u. Kern-Shape and core über dem oberenabove the top beim Auswalzenwhen rolling (%)(%) und Abgratenand trimming (%)(%) material (cm)material (cm) Ende des Kern-End of core zur Platineto the board (%)(%) matcrials (cm)matcrials (cm) AA. 33 1010 2,62.6 9494 8181 6363 BB. 77th 1010 2.62.6 9595 8282 9595 CC. 1010 44th 2.62.6 9494 8282 6060 DD. 1010 77th 2.42.4 9595 8181 9696 EE. 1010 77th 1.81.8 9393 8181 9191 FF. 1515th 1515th 1.61.6 8080 9090 8989 GG 1515th 1515th 1,451.45 7979 9191 5353 Tafelblackboard 2 (Fortsetzung)2 (continued) Blockblock Gesamt-Total- BemerkungenRemarks AusbringenApplication

4848

}} BB. 7474 LL. CC. 4646 νν ff
tt
DD. 7474
EE. 6969 FF. 6464 GG 3838

Am Kopf und am Fuß der Platine wurden 10 cm lange Abschnitte geschnitten. Die10 cm long sections were cut at the top and bottom of the board. the

Abweichung des Plattierverhältnisses ist häufig verursacht.Plating ratio deviation is often caused.

Kopf- und Fußabschnitte in einer Länge von 10 cm wurden von der Platine genommen.Head and foot sections 10 cm long were removed from the board.

Kopf- und Fußabschnitte wurden in einer Länge von 10 cm von der Platine genommen.Head and foot sections were removed from the board over a length of 10 cm.

Der interlaminare Trennungsfehler wird häufig verursacht.The interlaminar separation failure is often caused.

Fuß- und Kopfabschnitte wurden in einer Länge von 10cm von der Platine genommen.Foot and head sections were removed from the board to a length of 10 cm.

Fuß- und Kopfabschnitte wurden in einer Länge von 10 cm von der Platine genommen.Foot and head sections were removed from the board over a length of 10 cm.

Fuß- und Kopfabschnitte wurden in einer Länge von 15 cm von der Platine geschnitten.Foot and head sections were cut from the board to a length of 15 cm.

Kopf- und Fußabschnitte wurden in einer Länge von 15 cm von der Platine geschnitten.Head and foot sections were cut from the board to a length of 15 cm.

Der interlaminare Trennungsfehler ist häufig verursacht.The interlaminar separation failure is often caused.

Separator aufeinander angeordnet und am Umfang und außerdem an der Bodenoberfläche mit einem sogenannten »chilier« verschweißt, der aus dem niedrig gekohlten Kohlenstoffstahl mit der gleichen Zusammensetzung bestand, wie mit Hilfe des Bezugszeichens 12 in Fig. 3 dargestellt. Daraus wurde ein Kernmaterial mit einer Größe von 36cm (Dicke) χ 100cm (Breite) χ 200cm (Höhe) hergestellt. Das derart erzeugte Kernmaterial wurde in der bereits beschriebenen Weise behandelt und zu zwei SchichtmeUillblöcken F und G verarbeitet. Diese Blöcke wurden zu Platinen ausgewalzt. Nachdem Abschnitte von 15 cm Länge von beiden Seiten genommen worden waren, wurden die Platinen in der Mittellinie voneinander getrennt und sodann warm zu Bandmaterial mit einer Dicke von 7 mm ausgewalzt. Die Produktionsausbeute des Bandmaterials wurde wie vorstehend beschrieben in einem Inspektionsschritt untersucht und die Ergebnisse sind gleichfalls in Tafel 2 zusammengestellt. Wie aus den in Tafel 2 enthaltenen Ergebnissen ersichtlich, ist bei dem Block G die Produktausbeute wegen der interlaminaren Separation gering, weshalb das gesamte Reduktionsverhältnis beim Auswalzen des Blockes zur Platine 1,54 beträgt, wohingegen der Block F eine befriedigende Produktausbeute bestitzt, da sein Gesamtverformungsverhällnis 1,6 beträgt.Separator arranged on top of one another and on the circumference and also on the bottom surface with a so-called "Chilier" welded, which consisted of the low carbon steel with the same composition, as shown with the aid of reference numeral 12 in FIG. 3. This became a core material with a Size of 36cm (thickness) χ 100cm (width) χ 200cm (Height) made. The core material produced in this way was treated and in the manner already described processed into two layer blocks F and G. These Blocks were rolled into blanks. After having taken sections of 15 cm length from both sides had been, the sinkers were separated from each other in the center line and then warm to strip material rolled out to a thickness of 7 mm. The production yield of the tape material was as described above examined in one inspection step and the results are also summarized in Table 2. As can be seen from the results contained in Table 2, the product yield of block G is due to the interlaminar separation low, which is why the total reduction ratio when rolling out the block to Plate is 1.54, whereas the block F has a satisfactory product yield, since its overall deformation ratio 1.6.

Beispiel 3Example 3

(1) Zwei hochkohlenstoffhaltige Stahlbleche mit jeweils einer Querschnittsgestalt von 5.5 χ 200cm2 wurde unter Verwendung von Magnesiumoxidpulver als Separator aufeinandergelegt und am Umfang sowie an der Bodenfiäche mit einem sogenannten »chiller« verschweißt, der aus einem Kohlenstoffstahl der gleichen Zusammensetzung bestand, wie in Fig. 3 angegeben. Nachdem auf diese Weise ein Kernmaterial hergestellt worden war, wurde ein aus Epoxyharz bestehendes Kunstharz auf die gesamte Oberfläche des Kernmaterials aufgebracht, um so einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 300 bis 700μΐη zu erzielen. Nachdem das Kernmaterial in der Mitte einer Gußform mit einer Querschnittsfläche von 80 χ 210 cm2 eingebracht worden war, wurde eine Schmelze eines hoch auf Spannung belastbaren Stahls rings um das Kernmatcrial vergossen, wobei verschiedene Aufstiegsgeschwindigkeiten der Schmelze verwendet wurden, die im Bereich von 0,67 bis 1.67cm/Sek. lagen. Die derart erzielten Schichtmetallblöcke wurden bei einem Gesamtverformungsverhältnis von 2.7 zu Platinen ausgewalzt. Nachdem die beiden Enden der Platine mit Hilfe eines Gasbrenners abgeschnitten worden waren, wurde die Platine in ihrer Mitte getrennt. Der in der folgenden Tafel 3 erwähnte Block K war im Bodenbereich des Kernmaterials unter Einschluß des sogenannten »chillers« während des Vergießens beträchtlich gelöst worden, weil der Überhitzungsgrad in Bezug auf die Liquidustemperatur des Kerns 110°C betrug, weswegen ein gegebenes Plattierungsverhältnis nicht erreicht werden konnte und auch infolge der Penetration der Schmelze in die Berührungsfläche des Kernmaterials ein Trennen der Platine nicht mehr möglich war. Aus diesem Grunde wurde der Block verworfen. Die anderen aus den Blöcken H, I und J gemäß Tafel 3 hergestellten Platinen wurden getrennt und warmgewalzt, um Flachknüppel mit einer Dicke von 12,7 mm zu ίο erzielen. Sodann wurden die von diesen Flachknüppeln genommenen Proben hinsichtlich ihrer Scherfestigkeit beim Bruch gemäß US-Norm ASTM A-264 geprüft. Außerdem wurde der Transversalschnitt der Probekörper mit Hilfe eines Mikroskopes untersucht, wobei das Verhältnis des mit eingeschlossenem Schaum behafteten Bereiches entsprechend einer Linealanalyse bestimmt wurde. Eine Beziehung zwischen der so ermittelten Scherfestigkeit beim Bruch und dem Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche ist graphisch in Fig. 4 veranschaulicht. Beträgt gemäß Fig. 4 das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche nicht mehr als 5 % so liegt die Scherfestigkeit beim Bruch bei mehr als etwa 30 kg/mm2 und zeigt sich im allgemeinen ein Gleitbruch. Beträgt im Gegensatz dazu das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche (ratio of scum entrapped area) mehr als 5 %, so nimmt die Scherfestigkeit beim Bruch ab und wird ein Trennbruch hervorgerufen. Demzufolge wird eine ausreichende interlaminare Bindungsintensität dadurch hervorgerufen, daß das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche auf nicht mehr als 5% begrenzt wird.(1) Two high-carbon steel sheets, each with a cross-sectional shape of 5.5 χ 200cm 2 , were placed on top of one another using magnesium oxide powder as a separator and welded on the circumference and on the bottom surface with a so-called »chiller«, which consisted of a carbon steel of the same composition, as shown in Fig 3 specified. After a core material was prepared in this way, a synthetic resin made of epoxy resin was applied to the entire surface of the core material so as to obtain a coating film having a thickness of 300 to 700 µm. After the core material had been placed in the center of a casting mold with a cross-sectional area of 80 χ 210 cm 2 , a melt of a steel capable of withstanding high stresses was poured around the core material, using different rates of ascent of the melt, ranging from 0, 67 to 1.67cm / sec. lay. The layered metal blocks obtained in this way were rolled out with a total deformation ratio of 2.7 to form blanks. After the two ends of the board were cut off with the aid of a gas burner, the board was separated in its middle. The block K mentioned in the following table 3 had been considerably dissolved in the bottom area of the core material including the so-called "chiller" during casting, because the degree of overheating in relation to the liquidus temperature of the core was 110 ° C., which is why a given cladding ratio cannot be achieved and also as a result of the penetration of the melt into the contact surface of the core material, a separation of the board was no longer possible. For this reason the block was discarded. The other blanks made from blocks H, I and J according to Table 3 were separated and hot-rolled to obtain flat billets with a thickness of 12.7 mm. The samples taken from these flat billets were then tested for shear strength at break in accordance with US Standard ASTM A-264. In addition, the transverse section of the test specimen was examined with the aid of a microscope, the ratio of the area covered with enclosed foam being determined according to a ruler analysis. A relationship between the thus determined shear strength at break and the ratio of enclosed foam area is graphically illustrated in FIG. If, according to FIG. 4, the ratio of the area provided with enclosed foam is not more than 5%, the shear strength at break is more than about 30 kg / mm 2 and there is generally a sliding break. In contrast, if the ratio of scum entrapped area is more than 5%, the shear strength decreases at break and a separation break is caused. Accordingly, sufficient interlaminar bonding intensity is produced by limiting the ratio of the enclosed foam area to not more than 5%.

In Tafel 3 sind Mittelwerte der Scherfestigkeit beim Bruch sowie das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche in den aus den Blöcken H, 1 und J hergestellten Flachknüppel dargestellt, wobei unterschiedliche Überhitzungsgrade für die Blöcke angegeben sind.Table 3 shows the mean values of the shear strength at Fraction and the ratio of the enclosed foam area in the blocks from blocks H, 1 and J, with different degrees of overheating indicated for the billets are.

(2) Ein aus zwei unberuhigten Stählen zusammengesetztes Kernmaterial wurde in eine Gußform eingebracht und sodann wurde eine Schmelze eines für hohe Zugbeanspruchung bestimmten Stahls in der bereits beschriebenen Weise in die Form vergossen, um so einen Schichtmetallblock herzustellen. Dieser Block wurde zu einer Platine ausgewalzt. Nachdem mit Hilfe eines Gasbrenners beide Enden abgeschnitten waren, wurde die Platine längs der Mitte ihrer Dickenabmessung getrennt. Die getrennten Platinen wurden zur Erzielung eines Flachknüppels mit einer Dicke von 38 mm warmgewalzt. Die Scherbruchfestigkeit und der Anteil der mit Schaumeinschlüssen versehenen Fläche wurde an einer Probe des Materials in der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben bestimmt und als Ergebnis wurde gefunden, daß die in Fig. 4 wiedergegebene Relation auch quantitativ in diesem Fall bestätigt ist und daß die Scherbruchfestigkeit(2) A core material composed of two non-killed steels was placed in a mold and then a melt of a high tensile steel was made in that already described Way poured into the mold to make a layered metal block. That block became one Blank rolled out. After both ends were cut off with the help of a gas burner, the circuit board was separated along the middle of their thickness dimension. The separate sinkers were used to achieve a flat billet hot rolled to a thickness of 38 mm. The shear rupture strength and the proportion of those with foam inclusions The provided area was applied to a sample of the material in the same manner as described above and as a result it was found that the relation shown in Fig. 4 is also quantitatively in this case is confirmed and that the shear rupture strength

Tafel 3Plate 3

Blockblock A ufstiegsgeschwin-Ascent rate Überhitzung inOverheating in Überhitzung inOverheating in ScherbruchfestigShear strength Anteil der SchaumProportion of foam digkeit derage of Bezug auf die LiquiRegarding the Liqui Bezug zur LiquidusRelation to the liquidus keit (kg/mm2)speed (kg / mm 2 ) einschlüsse aufweiinclusions Schmelze (m/min)Melt (m / min) dustemperatur T'i dust temperature T'i temperatur rs'-temperature r s ' - senden Fläche (%)send area (%) (0C)( 0 C) (0C)( 0 C) HH 0.80.8 1616 5858 2525th 1515th II. 0,50.5 3535 7777 3434 44th JJ 0,60.6 4343 8585 3939 0,30.3 KK 0.60.6 6868 110110 Wegen Lösungsveriust verworfenDiscarded due to loss of solution

1313th 2727 13 02013 020 1414th Anteil an mitShare of with SchaumeinschlüssenFoam inclusions Tafel 4Plate 4 AufstiegsgeschwinRate of ascent ScheibruchfestigResistant to breakage versehener Flächeprovided area Blockblock digkeit derage of Überhitzung gegenOverheating against Überhitzung gegenOverheating against keit (kg. mm2)speed (kg. mm 2 ) Schmelze (m/min)Melt (m / min) über der Liquidus-above the liquidus über der Liquidus-above the liquidus 0.40.4 temperatur (0C)temperature ( 0 C) temperatur (0C)temperature ( 0 C) 0.20.2 0.70.7 der Schmelzethe melt des Kernsof the core 3838 55 1.1. 0,60.6 5050 3434 3737 2828 MM. 0,70.7 7373 5757 3333 NN 0.80.8 9595 7979 2525th OO 103103 8787

abnimmt, wenn der Anteil an mit Schaumeinschlüssen versehener Fläche mehr als 5 % beträgt. In der folgenden Tafel 4 sind die Mittelwerte der Scherbruchfestigkeiten und der mit Schaumeinschlüssen versehenen Flächeanteile zusammengestellt, wobei die Ergebnisse an Flachknüppeln gewonnen wurden, welche aus den Blöcken L, M, N und O bei verschiedenen Überhitzungsgraden erzielt wurden.decreases if the proportion of area provided with foam inclusions is more than 5%. In the following Table 4 shows the mean values of the shear rupture strengths and the area fractions provided with foam inclusions compiled, whereby the results were obtained on flat billets, which were obtained from the blocks L, M, N and O were achieved at different degrees of superheat.

Wie sich aus den Tafeln 3 und 4 ergibt, liegt eine geeignete Gießtemperatur Tzum Erzeugen eines Schichtmetallblockes mit verbesserten interlaminaren Bindungseigenschaften innerhalb eines die folgende Gleichung definierten Bereiches:As can be seen from Tables 3 and 4, there is a suitable casting temperature T for producing a layered metal block having improved interlaminar bonding properties within one defined the following equation Area:

digkeit bei gegebenen Werten für d und H zurückzuführen ist.for given values for d and H.

Zwecks Untersuchung der Frage, ob die in Fig. 5 veranschaulichte kritische Bedingung der Fehlerentstehung von den Zusammensetzungen des Kernmetalls und der Schmelze beeinflußt wird, wurde eine Schmelze eines niedriggekohlten beruhigten Stahls rings um das Kernmaterial aus hochzugfesten Stahl unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beschrieben vergossen, und als Ergebnis wurde die in F i g. 5 dargestellte kritische Bedingung im wesentlichen auch in diesem Falle bestätigt. Die kritische Bedingung kann durch die folgende Gleichung definiert werden.For the purpose of examining the question of whether the critical condition illustrated in FIG. 5 of the occurrence of errors is influenced by the compositions of the core metal and the melt, a melt became one low-carbon killed steel around the core material of high tensile steel under the same conditions potted as described above, and as a result, the film shown in FIG. 5 critical condition shown essentially confirmed in this case too. The critical condition can be expressed by the following equation To be defined.

In vorstehender Gleichung bezeichnet der Ausdruck Γ{: einen zwischen T\ und Tlf hegenden niedrigeren Wert.In the above equation, the expression Γ {: denotes a lower value between T \ and Tlf.

Beispiel 4Example 4

Ein Kernmaterial wurde dadurch hergestellt, daß ein aus Epoxyharz bestehender Anstrich auf die Oberfläche unberuhigter Stahlplatten mit unterschiedlichen Dicken und Höhen aufgetragen wurde, um so einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von etwa 300 bis 700 μιη zu bilden. Das Kernmaterial wurde sodann jeweils in der Mitte von drei Gußformen angeordnet, welche Kapazitäten von 7 t (150 cm Höhe), 9 t (230cm Höhe) bzw. 18 t (280 cm Höhe) besaßen. Die Anordnung des Kernmaterials in der Gußform erfolgte jeweils so, daß ein mittlerer Abstand (d) zwischen der Formwandung und der Oberfläche des Kernmaterials im Bereich von 3,5 bis 9 cm eingehalten wurde. Sodann wurde eine Schmelze eines hochkohlenstoffhaltigen Stahles mit verschiedenen Aufstiegsgeschwindigkeiten rings um das Kernmaterial in die Gußform vergossen, um Schichtmetallblöcke zu erz'eleii. Diese Blöcke wurden zu Platinen ausgewalzt, welche warm zu Bandmaterialien mit einer Dicke von 9 mm gewalzt wurden. Die Proben wurden den Bandmaterialien blockweise entnommen, und Fehler in der Oberflächenschicht des kohlenstoffreichen Stahls wurden mit Hilfe eines Eindring-Fehlerdetektors ermittelt, um die in Fig. 5 veranschaulichten Ergebnisse zu gewinnen. In der genannten Figur bezeichnen die nur Konturen aufweisenden Symbole ο, Π und Δ die fehlerfreien Blöcke, während die in Flächenfärbung dargestellten Symbole ·, ■ und A die mit Fehlern behafteten Blöcke bezeichnen. Bei der Untersuchung von Platinen, die unter den gleichen Bedingungen wie fehlerbehaftete Bandmaterialien hergestellt worden waren, wurde gefunden, daß die Fehler auf einem lockeren Gefüge und/oder Hohlräumen beruhten, die infolge unzureichender Zufuhr von Schmelze in dem Umhüllungsmetall entstanden waren, was mit anderen Worten auf eine unrichtige Wahl der Aufstiegsgeschwin-A core material was prepared by applying paint made of epoxy resin to the surface of unkilled steel plates of various thicknesses and heights so as to form a coating film having a thickness of about 300 to 700 μm. The core material was then placed in the middle of three molds, which had capacities of 7 t (150 cm high), 9 t (230 cm high) and 18 t (280 cm high), respectively. The core material was arranged in the casting mold in such a way that an average distance (d) between the mold wall and the surface of the core material in the range from 3.5 to 9 cm was maintained. A melt of a high-carbon steel was then poured into the casting mold around the core material at various rates of ascent in order to produce laminated metal blocks. These blocks were rolled into blanks, which were hot rolled into strip materials with a thickness of 9 mm. The samples were taken out of the strip materials in blocks, and defects in the surface layer of the high carbon steel were detected by a penetration defect detector to obtain the results shown in FIG. In the figure mentioned, the symbols ο, Π and Δ, which only have contours, designate the error-free blocks, while the symbols ·, ■ and A, which are shown in area coloring, designate the blocks with errors. When examining blanks manufactured under the same conditions as defective strip materials, it was found that the defects were due to a loose structure and / or voids which had arisen as a result of insufficient supply of melt in the cladding metal, in other words on an incorrect choice of the rate of ascent

d>d>

29,08//-10Ot-413
4,154//-106
29.08 // - 10Ot-413
4.154 // - 106

Wobei gilt: 0,0125// + 0,011 > ι !0,33.
Gilt: 6,67> r SO1Ol 25 // + 0,011,
dann gilt i/S4.
Where: 0.0125 // + 0.011> ι! 0.33.
Applies: 6.67> r SO 1 Ol 25 // + 0.011,
then i / S4 applies.

In vorstehenden Gleichungen bedeuten d (cm) einen Abstand oder Raum zwischen der Formwand und der Oberfläche des Kernmaterials, r (cm/Sek.) eine Anstiegsgeschwindigkeit der Schmelze in dem genannten Raum oder Abstand und H (cm) eine Blockhöhe.In the above equations, d (cm) denotes a distance or space between the mold wall and the surface of the core material, r (cm / sec.) Denotes a rate of rise of the melt in said space or distance, and H (cm) denotes a block height.

Beispiel 5Example 5

Zwei Bleche oder Platten aus unberuhigtem Stahl mit einer Querschnittsfläche von 23 χ 90 cm2 bzw. 28 χ 130 cm2 wurden mit einem Anstrich beschichtet, der aus Epoxyharz bestand, um einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 300 bis 700 μιη zu bilden. Das beschichtete Material wurde sodann in zwei GuOformen angeordnet, deren Querschnittsflächen 60 χ 120 cm2 (für die Herstellung von 9 Tonnen-Blöcken) bzw. 80 χ 150 cm (für die Herstellung von 23 Tonnen-Blöcken) betrugen. Sodann wurde eine Schmelze eines hochkohlenstoffhaltigen Stahls bei einer Temperatur von 1540 bis 156O0C unter unterschiedlichen Aufstiegsgeschwindigkeiten der Schmelze vergossen, um Schichtmetallblöcke zu erzeugen. Diese Schichtmetallblöcke wurden unter einem Gesamtreduktionsverhältnis von 3,0 zu Platinen ausgewalzt und sodann warm zu Bandmaterial mit einer Dicke von 7 mm ausgewalzt.Two sheets or plates made of boiled steel with a cross-sectional area of 23 × 90 cm 2 and 28 × 130 cm 2 , respectively, were coated with a paint made of epoxy resin to form a coating film with a thickness of 300 to 700 μm. The coated material was then placed in two GuO molds, the cross-sectional areas of which were 60 120 cm 2 (for the production of 9 ton blocks) and 80 150 cm (for the production of 23 ton blocks). Then, a melt was cast of a high carbon steel at a temperature from 1540 to 156o C 0 under different advancement speeds of the melt to produce metal layer blocks. These laminated metal blocks were rolled into blanks at a total reduction ratio of 3.0 and then hot rolled into strip material with a thickness of 7 mm.

Die den Bandmaterialien entnommenen Proben wurden an ihren Querschnittsflächen mit dem Mikroskop untersucht, wobei der Anteil oder das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche gemäß einer Linealanalyse bestimmt wurde. Die Veränderung des Anteiles (Verhältnisses) an eingeschlossenen schaumauf-The samples taken from the tape materials were microscopic on their cross-sectional areas investigated, the proportion or the ratio of the enclosed foam area according to a Ruler analysis was determined. The change in the proportion (ratio) of enclosed foam build-up

t>5 weisender Fläche in Abhängigkeit von der Anstiegsgeschwindigkeit ist in Fig. 6 dargestellt. Außerdem wurde die Scherbruchfestigkeil des Bandmaterials in der bei Beispiel 3 beschriebenen Weise bestimmt, wobei im wc-t> 5 facing area depending on the rate of rise is shown in FIG. In addition, the shear strength wedge of the strip material in the at Example 3 determined manner described, wherein in the wc-

Δ. Ι ι — Δ. Ι ι -

senilichen eine qualitative Übereinstimmung mit den in Fig. 4 aufgetragenen Ergebnissen erzielt wurde. Daraus ergibt sich, daß die Scherbruchfestigkeil abnimmt, wenn der Anteil (das Verhältnis) der eingeschlossenen schaumuufweisenden Fläche mehr als 5 % beträgt. Es ergibt sich somit, daß zum Erzielen einer verbesserten Bindung und damit zum Erreichen einer befriedigenden hohen interlaminaren Bruchfestigkeit eine Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze von 0,5 bis 1.8 cm/Sek. eingehalten werden sollte, wie aus Fig. 6 ersichtlich.senile a qualitative agreement with the results plotted in FIG. 4 was achieved. From it it is found that the shear strength wedge decreases when the proportion (the ratio) of the enclosed foam-exhibiting Area is more than 5%. It thus follows that in order to achieve an improved bond and thus a rate of ascent to achieve a satisfactorily high interlaminar breaking strength of the melt from 0.5 to 1.8 cm / sec. be respected should, as can be seen from FIG.

Der mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung gegenüber dem Verfahren nach der US-PS 3 695 337 erzielbare technische Fortschritt ergibt sich aus dem folgenden. The one achievable with the aid of the method according to the invention compared to the method according to US Pat. No. 3,695,337 technical progress results from the following.

VergleichsversuchsberichtComparative test report

Ein Block aus einem beruhigten Stahl mit 0.09 % Kohlenstoff. 0.31 % Mangan. 0.009 % Phosphor und 0,026 % Schwefel wurde in 5 Probekörper mit den Bezeichnungen A. B. C. D und E unterteilt, wobei jeder Probekörper die Abmessungen von 210 χ 830 χ 2000mm aufwiesen und als Kernmaterial dienen sollte. Die Probekörper wurden den folgenden Beschichtungsprozeduren unterworfen: Probekörper A: Entsprechend US-PS 3 695 337 wurden 5,4 kg einer wäßrigen Dispersion von Polytetrafluorethylen durch Bürsten auf den Probekörper A aufgetragen, bis ein Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 200 bis 400 μιη erzielt war. Die Beschichtung wurde 20 min lang bei 700C getrocknet und 30 min lang bei 4000C gebrannt, worauf auf Raumtemperatur abgekühlt wurde. Probekörpei B: Nach der Lehre des Anmeldungsvorschlages wurden 4,4 kg Epoxyharz auf den Probekörper B aufgebürstet und die aufgebrachte Beschichtung trocknete 24 h lang bei Raumtemperatur unter Ausbildung einer Beschichtung mit einer Dicke von 200 bis 400 um. Probekörper C: Nach der Lehre des Anmeldungsvorschlages wurden 5.0 kg Polyesterharz auf den Probekörper aufgebürstet und die aufgebrachte Beschichtung trocknete 24 h lang bei Raumtemperatur unter Ausbildung einer Beschichtung mit einer Dicke von 200A block of killed steel with 0.09% carbon. 0.31% manganese. 0.009% phosphorus and 0.026% sulfur were subdivided into 5 test specimens with the designations ABC D and E, each test specimen having the dimensions 210 × 830 × 2000 mm and serving as the core material. The test specimens were subjected to the following coating procedures: Test specimen A: According to US Pat. No. 3,695,337, 5.4 kg of an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene were brushed onto test specimen A until a coating film with a thickness of 200 to 400 μm was obtained. The coating was dried at 70 ° C. for 20 minutes and baked at 400 ° C. for 30 minutes, after which it was cooled to room temperature. Test specimen B: According to the teaching of the application proposal, 4.4 kg of epoxy resin were brushed onto test specimen B and the applied coating dried for 24 hours at room temperature to form a coating with a thickness of 200 to 400 μm. Test specimen C: According to the teaching of the application proposal, 5.0 kg of polyester resin were brushed onto the test specimen and the applied coating dried for 24 hours at room temperature to form a coating with a thickness of 200

bis 450 μιη.up to 450 μm.

Probekörper D: Nach der Lehre des Anmeldungsvorschlages wurden 4,5 kg Phenolharz auf den Probekörper D aufgebürstet to und die aufgebrachte BeschichtungTest specimen D: According to the teaching of the application proposal, 4.5 kg of phenolic resin were used brushed onto the specimen D and the applied coating

trocknete 24 h lang bei P.aumtemperatur unter Ausbildung einer Beschichtung mit einer Dicke von 250 bis 400 μιη.dried for 24 hours at room temperature to form a coating with a thickness of 250 to 400 μm.

is Probekörper E: Nach der Lehre des Anmeldungsvorschlages wurden 4,5 kg Acrylhaiz auf den Probekörper E aufgebürstet, worauf die Beschichtung 24 h lang bei Raumtemperatur trocknete, um eine Beschichtung mit einer Dicke von 200 bis 400 μπι zu bilden.is specimen E: According to the teaching of the registration proposal 4.5 kg of acrylic hair were brushed onto test specimen E, whereupon the coating dried at room temperature for 24 hours to form a coating 200 in thickness to form 400 μπι.

Jeder der Probekörper A bis E wurde in der Mitte einer Gießform für 7t-Blöcke angeordnet. Sodann wurde eine Schmelze aus einem kohlenstoffreichen Stahl mit 0,85 % Kohlenstoff, 0.25% Silicium, 0,43% Mangan, 0,018% Phosphor und 0,004% Schwefel mit einer Aufstiegsrate von 80 bis 110 cm/min im steigenden Guß rings um den Probekörper vergossen, um so einen metallischen Verbundwerkstoff zu erzielen. Als nächstes wurden die Schichtblöcke A bis E warm zu Bandmaterialien mit einer Dicke von 7 mm ausgewalzt. Aus den Bandmaterialien A bis E wurden Kopf-, Mittel- und Fußproben (bezogen auf den Ausgangsblock) entnommen und unter dem Mikroskop untersucht. Dabei wurde die von Einschlüssen eingenommene Fläche bestimmt, was zu den folgenden Ergebnissen führte:Each of the test pieces A to E was placed in the center of a mold for 7t block. Then became a Melt of a high carbon steel with 0.85% carbon, 0.25% silicon, 0.43% manganese, 0.018% Phosphorus and 0.004% sulfur with a rise rate of 80 to 110 cm / min in the rising cast around the Test specimen cast in order to achieve a metallic composite material. Next up were the Layer blocks A to E rolled out warm to strip materials with a thickness of 7 mm. From the tape materials A to E head, middle and foot samples (based on the starting block) were taken and under the Microscope examined. The area occupied by inclusions was determined, leading to the following Results resulted in:

Aus den vorstehenden Versuchsergebnissen geht hervor, daß sich der Prozentsatz der Einschlüsse aufweisenden Fläche mii Hilfe der Erfindung beträchtlich gegenüber den Ergebnissen herabsetzen läßt, die unter Befolgung der Lehre der US-PS 3695 337 ermittelt wurden. Das bedeutet, daß mit Hilfe der Erfindung ein intensiverer Materialzusammenhang (interlaminare Bindungslestigkeit) erzielbar ist als nach der bekannten Lehre.It can be seen from the above experimental results that the percentage of inclusions is the same Area with the aid of the invention can be reduced considerably from the results obtained by following the teaching of US-PS 3695 337 were determined. This means that with the help of the invention a more intense one Material connection (interlaminar bond strength) is achievable than according to the known teaching.

Blockblock mil Einschlüssenmil inclusions Hierzu 4 BhTo do this, 4 hours versehene Fläche (%)provided area (%) Fußfoot Mittel-Middle- Kopf-Head- Mittel-Middle- abschnittsection wc r ιwc r ι abschniusection iibschnitiiibschniti AA. 7,27.2 6.26.2 US-PS 3 695 337U.S. Patent 3,695,337 2.42.4 4.14.1 0,70.7 0.40.4 BB. 0.30.3 0.20.2 1,21.2 0,70.7 CC. 0,50.5 0,30.3 0,80.8 0.60.6 DD. 0,60.6 0,40.4 0.80.8 0.80.8 EE. 1,41.4 0.30.3 (erfindungsgemäß)(according to the invention) itt Zeichnungenitt drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Herstellen schichtartiger Verbundmetaliwerkstofie, bei welchem auf die oxidfreie Oberfläche eines metallischen Kernmaterials ein thermisch zersetzbares Beschichtungsmaterial aufgetragen wird und ein geschmolzenes Metall von gleicher oder verschiedener Zusammensetzung im steigenden Guß rings um das in einer Form angeordnete ι ο beschichtete Kernmaterial vergossen wird, worauf der so erzeugte Schichtmetallblock durch Walzen oder Schmieden weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsmaterial eine aus der Phenolharz, Aminoharz, Epoxyharz, Polyamidharz, Acrylharz, Polyesterharz und Vinylacetatharz umfassenden Gruppe ausgewählte organische Substanz mit einer Schichtdicke von 50 bis 3000 μηι aufgetragen wird.1. Process for producing layered composite metal materials, in which a thermally decomposable coating material is applied to the oxide-free surface of a metallic core material becomes and a molten metal of the same or different composition in the rising Casting around the ι ο coated core material arranged in a mold is cast, whereupon the layered metal block produced in this way is further processed by rolling or forging, thereby characterized in that one of the phenolic resin, amino resin, epoxy resin, Selected organic group consisting of polyamide resin, acrylic resin, polyester resin and vinyl acetate resin Substance is applied with a layer thickness of 50 to 3000 μm. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial in einer Dicke von 100 bis 3000pm aufgetragen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the coating material in a Thickness from 100 to 3000pm is applied.
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