DE3211943A1

DE3211943A1 - Verfahren und vorrichtung zum walzplattieren von baendern

Info

Publication number: DE3211943A1
Application number: DE19823211943
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Ing. 5750 Menden Rennebaum
Original assignee: SUNDWIGER EISEN MASCHINEN
Current assignee: SUNDWIGER EISEN MASCHINEN
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1983-10-13
Also published as: JPS58212884A; GB2117282A; GB8308593D0; FR2524359A1

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATE N TAN WALTS BÜRO
SCHUMANNSTH. 97 D-4OOO DÜSSELDORF 1

Telefon:(02II) G83346 Telex: 085H 6513 coud

PATENTANWÄLTE.
Dipi-Ing. W COHAUSZ - Dipl-In,; R. KNAUF - D,pi -Ing. H H COHAUS/ - Dipt-Ing. D. H WERNER

Anm.: Firma Sundwiger Eisenhütte Maschinenfabrik· Grah & Co, 5870 Hemer-Sundwig

Verfahren und Vorrichtung zum Walzplattieren von Bändern

Die Erfindung b.etrifft ein Verfahren zum Walzplattieren von vorerwärmten Bändern aus verschiedenen metallischen Werkstoffen, insbesondere Werkstoffen, von denen der eine Werkstoff eine Erweichungstemperatur hat, die unter der Rekristallisationstempcratur des anderen Werkstoffes liegt.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden Aluminiumband und rostfreies Stahlband vor dem Walzvorgang in einer nicht oxydierenden Atmosphäre auf eine Temperatur von etwa 500 C erwärmt. Aufgrund dieser Erwärmung bis weit oberhalb der Diffusionstemperatur von etwa 400 C kann im Walzspalt das Aluminiumband wesentlich stärker als das Stahlband in der Dicke reduziert werden. Das Stahlband wird nämlich nur um 2 bis 7 % in der Dicke bei einer Gesamtverminderung des Verbundmaterials von 30 bis 40 % vermindert. Durch weitere Temperaturerhöhung und den Einsatz eines Walzschmiermittels kann der unterschiedlich starke Verformungsgrad zwischen dem Aluminiumband und dem Stahlband noch vergrößert werden. Das Walzen mit einem derart unterschiedlichen Verformungs-

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grad für die beiden Komponenten dient ausschließlich dem Zweck, die Querschnitte des Verbundmaterials zu reduzieren. Der Metalldiffusion der beiden Bänder im Walzspalt wird dadurch entgegengewirkt, daß die Bänder bei Kontakt mit den gekühlten Walzen abgakühlt werden. Erst nach Verlassen des Walzspaltes werden die Bänder zur Erzielung der gewünschten Diffusionsbindung einer Wärmebehandlung bei Diffusion's temperatur unterworfen.

Ein solches Verfahren ist aufwendig, weil es die Behandlung der Bänder unter Schutzgasatmosphäre ■ erforderlich macht (DE-AS 1 621 320).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Walzplattieren und eine dazu geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, ohne großen Aufwand festhaftende Verbundstoffe zu erhalten, die für den jeweiligen Anwendungszweck verformungsfähig, insbesondere tiefziehfähig, bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bänder möglichst nahe vor dem Walzspalt auf etwa Diffusionstemperatur erwärmt werden und die Diffusion im Walzspalt erfolgt und daß die Dickenreduktion des Werkstoffes mit der höheren Erweichungstemperatur auf ein Maß begrenzt wird, das eine anschließende Wärmebehandlung des Verbundmaterials zum Zwecke der Rekristallisation des Werkstoffes mit der höheren Erweichungstemperatur nicht erforderlich macht.

Nach Ausgestaltungen der Erfindung wird der Werkstoff mit der höheren Erweichungstemperatur im Walzspalt um mehr als 10 % seiner Dicke reduziert. Eine solche Reduktion ist wegen der verhältnismäßig niedrigen Diffusionstemperatur möglich, weil bei dieser Temperatur

die Festigkeiten der beiden Werkstoffe noch nicht zu weit auseinander liegen, um es im wesentlichen nur zu einer Dickenreduktion des Werkstoffes mit der niedrigeren Erweichungstemperatur kommen zu lassen. Eine sehr schnelle Erwärmung der Bänder auf Diffusionstem- . peratur läßt sich mit Heizrollen erzielen, über die die Bänder geführt werden. Vorzugsweise erfolgt die Erwärmung stufenweise an mehreren Heizrollen. Um vor allem das leichter oxydierende Band vor einer Oxydation bei Erwärmung zu schützen, sollten die Bänder vor oder beim Erwärmen zusammengeführt werden.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus einem Walzwerk und einer vor dem Walzwerk angeordneten Durchlauf-Heizeinrichtung, die mehrere,unmittelbar vor dem Walzspalt angeordnete, von den miteinander zu verbindenden Bändern umschlungenen, Heizrollen aufweist.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Erwärmung der Bänder unmittelbar vor dem Walzspalt erfolgt und die Bänder dabei gleichzeitig zusammengeführt werden, kann :es nicht zu einer so starken Oxydation an der Grenzschicht der Bänder kommen, die eine Verbindung der Bänder durch Diffusion beeinträchtigt. Da der Werkstoff mit der geringeren Erweichungstemperatur, z.B. bei einer Werkstoffkombination von Aluminium und rostfreiem Stahl, Aluminium in der Dicke sehr stark reduziert wird, reißt die Oxydationsschicht auf, so daß genügend nicht oxy- .

dierte Bereiche in Kontakt geraten und diffundieren können. Durch die Begrenzung der Dickenreduktion ist gewährleistet, daß eine.anschließende Wärmebehandlung nicht erforderlich ist, die bei einer Temperatur erfolgen müßte, die über der Erweichungstemperatur des Werkstoffes der niederen Erweichungstemperatur liegt. Die Grenze für die

Reduktion hängt vom jeweiligen Anwendungsfall des Verbundmaterials ab.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Äusfüh-• 5 rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 ein Plattierwalzwerk in schematischer Darstellung in Seitenansicht, 10

Fig. 2 ein zu Fig. 1 abgewandeltes Plattierwalzwerk in schematischer Darstellung in Seitenansicht.

Von einem nicht dargestellten Ablaufhaspel wird rostfreies Stahlband 1 über drei hintereinander angeordnete, elektrisch beheizte Rollen 2, 3, 4 geführt, die unmittelbar vor dem Walzspalt eines aus Arbeitswalzen 5, 6 und Stützwalzen 7, 8 bestehenden Walzwerkes angeordnet sind.

Zwischen der ersten Heizrolle 2 und der zweiten Heizrolle 3 wird von einem Haspel 9 Aluminiumband 10 zugeführt. Die Heizrollen 2, 3, 4 sind so beheizt, daß die Bänder stufenweise bis auf Diffusionstemperatur von etwa 400 C erwärmt werden. Beim .Zusammenführen der beiden Bänder 1, 10 ist das Stahlband -1 bereits auf eine erste, niedere Temperatur erwärmt. Die Erwärmung·des Aluminiumbandes 10 erfolgt dagegen erst an der Heizrolle 3, also beim Zusammenführen der beiden Bänder 1, 10. Da die Bänder 1, 10 im weiteren Verlauf dicht aufeinander liegen, kann bei der weiteren Erwärmung auf Diffusionstemperatur der Oxydationsprozeß nicht weiter fortschreiten. Mit den von den Bändern 1, 10 umschlungenen Heizrollen 2 bis 4 ist es möglich, sehr nahe an den Walzenspalt heranzu-. rücken und aufgrund des innigen Kontaktes zwischen RoI-lenoberflache und Band für eine schnelle Aufheizung der

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Bänder 1, 10 zu sorgen. Die Dickenreduktion am Walzenspalt wird in Abhängigkeit von dem Anwendungszweck so eingestellt, daß es zu keiner unzulässig starken Verfestigung des Stahlbandes 1 kommt, das die Weiterverarbeitung, z.B. das Tiefziehen, ausschließt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 nur dadurch, daß das Aluminiumband an einer vergleichsweise noch späteren Stelle durch eine Heizrolle 11 erwärmt wird und erst an dieser Stelle mit dem anderen Band 1 zusammengeführt wird. Eine solche Ausführung kann nützlich sein, wenn es gilt, die geringere Bandgeschwindigkeit des stärker reduzierten Aluminiumbandes 10 gegenüber der Bandgeschwindigkeit des Stahlbandes 1 auszugleichen.

Bei einem Verbundmaterial aus Aluminiumband und rostfreiem Stahlband erfolgt die Erwärmung entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 stufenweise, indem an der ersten Heizrolle 2 das Stahlband 1 auf etwa 100 C, an der zweiten Heizrolle 3 das Stahlband 1 und das Aluminiumband 10 auf etwa 300° C und Stahlband 1 und Aluminiumband 10 an der dritten Heizrolle 4 auf etwa 400 C erwärmt werden. Wegen des innigen Kontaktes der Bänder 1, 10 an den Heizrollen 2 bis 4 im Umschlingungsbereich, der guten Wärmeleitfähigkeiten der Bandmaterialien und der Kontaktzeiten an den einzelnen Rollen von etwas weniger als einer Sekunde je Rolle bei einer Bandgeschwindigkeit von 6 bis 30 m/min läßt sich die gewünschte stufenweise Erwärmung ohne Schwierigkeiten in unmittelbarer Walzspaltnähe durchführen, ohne daß die Erwärmung in einer Schutzgasatmosphäre erforderlich ist. Die unmittelbare Nähe am Walzspalt läßt eine wesentliche Abkühlung des Bandmaterials nicht zu, jedenfalls reicht die Erwärmung aus, um im Walzspalt die Diffusion durch-

führen zu können. Sofern die Temperatur der Bänder bei Einlauf im Walzspalt etwas niedriger als die erforderliche Diffusionstemperatur ist, reicht die Verformungswärme aus, die Temperatur bis auf die Diffusionstemperatur zu erhöhen.

Claims

COHAUSZ & FLORACK

PATE NTAN WALTS BÜRO

SCHUMANNSTR.97 0-4000DUSSELDORi"!

Telefon:(02H) 683.146 Telex:0858fi5l3 ropd

. PATENTANWÄLTE: . .

Dipl.-Irg. W COHAUSZ ■ Dipl.-lng R. KNAUF · Dipl-Ing. H. B. COHAUSZ ■ · Dipl.-lng. O. H WERNER

30. März 1982 Ansprüche:

VI/. Verfahren zum Walzplattieren von vorerwärmten Bändern aus verschiedenen metallischen Werkstoffen, insbesondere Werkstoffen, von denen der eine Werkstoff eine Erweichungstemperatur hat, die unter der Rekristallisationstemperatur des anderen Werkstoffes liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder unmittelbar vor dem Walzspalt auf etwa Diffusionstemperatur erwärmt werden und die Diffusion im Walzspalt erfolgt und daß die Dickenreduktion des . Werkstoffes mit der höheren Erweichungstemperatur auf ein Maß begrenzt wird, das eine anschließende Wärmebehandlung des Verbundmaterials zum Zwecke der Rekristallisation des Werkstoffes mit der höheren Erweichungstemperatur nicht erforderlich macht.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

d--.sa durch gekennzeichnet, ■ daß der Werkstoff mit der höheren Erweichungstemperatur im Walzspalt um mehr als 10 % in seiner Dicke reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß.die Bänder zum Zwecke der Vorerwärmung über Heizrollen laufen.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerwärmung eines jeden Bandes von dessen Rückseite aus erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Bänder vor oder beim Erwärmen zusammengeführt werden.
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6. Vorrichtung zum Walzplattieren von Bändern, bestehend aus einem Walzwerk und einer vor dem Walzwerk angeordneten Durchlauf-Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlauf-Heizeinrichtung aus mehreren, unmittelbar vor dem Walzspalt angeordneten, von den miteinander zu verbindenden Bändern (1,10) umschlungenen, beheizten Rollen (2,3,4,11) besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Laufrichtung der Bänder (1,10) hintereinanderliegenden Rollen (2,3,4,11) auf stufenweise ansteigende Temperaturen erwärmbar sind..