DE3327657A1 - Verfahren zur herstellung von aluminium-verbundwerkstoffen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von aluminium-verbundwerkstoffenInfo
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- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
- B23K20/227—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded with ferrous layer
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Description
Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Verbundwerkstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Verbundwerkstoffen durch Walzplattieren einer
0,5 bis 5 mm dicken Aluminiumschicht und einer 0,5 bis 10 mm dicken Stahlschicht mit einer Plattiergeschwindigkeit
von 1,5 bis" 5 m/min bei einer Plattiertemperatur von 200 bis 400 0C, vorzugsweise um 250 0C.
Die Herstellung von Verbundwerkstoffen durch Walzplattieren,
bei dem Platinen eines Grund- und Auflagemetalls beim gemeinsamen Auswalzen durch den Walzdruck durch Verschweißen
miteinander zum Haften gebracht werden, ist seit vielen Jahren bekannt. Als Grundmetall dient normalerweise
unlegierter, gut schweißbarer, weicher oder aber auch warmfester Stahl; als Auflagemetalle kommen Kupfer und
Kupferlegierungen der verschiedensten Art, Nickel und Nickellegierungen, Aluminium und Aluminiumlegierungen,.
Silber und Silberlegierungen sowie legierte Stähle in Betracht. Plattiert werden Bleche, Bänder, Rohre, Stangen,
Drähte und Profile/ die überall dort eingesetzt werden/ wo die Herstellung aus dem Auflagemetall allein zu teuer ist
und/- oder dessen mechanische Vierte konstruktiv zu niedrig sind/ wie Münzplättchen/ Thermobimetalle oder dergleichen.
Inbesondere sind Verbundwerkstoffe bestehend aus auf Stahl aufplattierten Aluminiumlegierungen seit vielen Jahren vor
allem in Form von Lagern im Einsatz. Dabei übernimmt die Aluminiumlegierung die Gleit- und der Stahl die Stützfunktion
(DE-PS 706 655). Diese Verbundwerkstoffe eignen sich wegen ihrer großen Festigkeit für die Herstellung vergleichsweise
sehr dünnwandiger Lagerschalen, wie etwa Pleuellager, sind allerdings bei relativ großer Verschleiß-
und Druckbeanspruchung, z.B. infolge der beachtlich gestiegenen spezifischen Leistungen von Brennkraftmaschinen,
den durch Sintern oder Aufgießen hergestellten Stahl-Bronze-Verbundwerkstoffen, bezüglich Druck- und
Dauerfestigkeit/ unterlegen. Dieses nachteilige Verhalten ist darauf zurückzuführen, daß die Aluminiumlegierung im
plattierten Zustand eine vergleichsweise niedrige Härte von 45 bis 55 HB besitzt. Eine Erhöhung der Härte durch
eine spezielle Wärmebehandlung ist nicht möglich, da die bei einer Temperatur von etwa 500 0C durchzuführende Homogenisierung,
verbunden mit einer nachfolgenden Abschreckung und Warmauslagerung, zu einer Zerstörung der
zwischen der Aluminiumlegierung und dem Stahl bestehenden Reibschweißverbindung führen würde.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu finden, durch die sich eine Aushärtung der
Aluminiumlegierung im plattierten Zustand auf solche Werte einstellen läßt, die den entsprechenden Werten von Stahl-Bronze-Verbundwerkstoffen
gleichwertig sind, ohne daß dadurch in irgendeiner Weise die Festigkeit der zwischen der
Aluminiumlegierung und Stahl bestehenden Reibschweißverbindung beeinträchtigt wird.
-X-
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß eine bandförmige
aushärtbare Aluminiumlegierung bei Temperaturen von 450 bis 55O0C für eine Dauer von 0,5 bis 3 h homogenisiert,
anschließend abgeschreckt, auf das Stahlband aufgewalzt und der Verbundwerkstoff unmittelbar bei Austritt
aus dem Walzspalt abgeschreckt und gegebenenfalls für eine Dauer von 2 bis 10 h bei Temperaturen von 150 bis 250 0C
ausgelagert wird.
Zweckmäßigerweise werden als Reib- oder Lagerlegierungen geeignete Aluminiumlegierungen, vorzugsweise des Typs
AlSil2CuNiMg, AlZn5PbCuMg, AlSn6Cu, AlSiISNiMg oder
AlSi21CuNiMg, verwendet.
Das Walzplattieren erfolgt zweckmäßigerweise auf heißem Wege, d.h. bei Temperaturen über 200 0C. In Fällen, in
denen die Ermüdungsfestigkeit der Bindungszone von untergeordneter Bedeutung ist, reicht es aus, wenn das Walzplattieren
auf kaltem Wege erfolgt.
Um das Einlaufen der aus einem erfindungsgemäß hergestellten
Verbundwerkstoff gefertigten Lager zu erleichtern, wird auf die Aluminiumschicht eine wenige Mikrometer
dicke Schicht aus PbSnCu, AlSn, AlPb oder Eisenphosphat aufgebracht.
Durch die erfindungsgemäßen Verfahrensmaßnahmen wird erreicht,
daß die Härte der auf Stahl aufplattierten Aluminiumlegierung von 45 bis 55 HB auf Werte von 65 bis 85 HB
gesteigert werden kann. Das bedeutet, daß damit die Härte von auf Stahl aufplattierte Bronzeschichten erreicht und
teilweise übertroffen wird. !
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend näher und
beispielhaft erläutert.
Ein Stahlband von 200 mm Breite und 3 mm Dicke wird einseitig aufgerauht, unter Schutzgas in einer Induktionsspule
auf rd. 5000C erhitzt und dem Walzspalt zur WaIzplattie'rverformung
zugeführt. Getrennt davon wird eine Aluminiumlegierung des Typs AlZn5PbCuMg oder AlSil2CuNiMg
mit einer Dicke von 1,2 mm und einer Breite von 195 mm bei einer Temperatur von 510 0C für die Dauer von 2 h nach
einer Oberflächenaktivierung homogenisiert, abgeschreckt und gleichzeitig mit dem Stahlband dem Walzspalt zur Walzplattierverformung
kalt zugeführt. Bei Austritt aus dem Walzspalt wird der Verbundwerkstoff abgeschreckt und dann
bei einer Temperatur von 185 0C für eine Dauer von 10 h
ausgelagert. Die Härte der aufplattierten Aluminiumlegierung betrug 81 HB.
Claims (4)
- -χ-PATENTANSPRÜCHEVerfahren zur Herstellung von Aluminium-Verbundwerkstoffen durch Walzplattieren einer 0,5 bis 5 mm dicken, Aluminiumschicht und einer 0,5 bis 10 mm dicken Stahlschicht mit einer Plattiergeschwindigkeit von 1,5 bis 5 m/min bei einer Plattiertemperatur von 200 bis 400 0C, vorzugsweise um 250 0C, dadurch gekennzeichnet, daß eine bandförmige aushärtbare Aluminiumlegierung bei Temperaturen von 450 bis 5500C für eine Dauer von 0,5 bis 3 h homogenisiert, anschließend abgeschreckt, auf das Stahlband aufgewalzt und der Verbundwerkstoff unmittelbar bei Austritt aus dem Walzspalt abgeschreckt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerkstoff bei einer Temperatur von 150 bis 250 0C für eine Dauer von 2 bis 10 h warm ausgelagert wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer als Reib- oder Lagerlegierung geeigneten Aluminiumlegierung, vorzugsweise des Typs AlSil2CuNiMg, AlZn5PbCuMg, AlSn6Cu, AlSil8NiMg oder AlSi21CuNiMg.
- 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüchen1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Aluminiumschicht eine wenige Mikrometer dicke Schicht, bestehend aus PbSnCu, AlSn, AlPb oder Eisenphosphat aufgebracht wird.
Priority Applications (3)
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DE19833327657 DE3327657A1 (de) | 1983-07-30 | 1983-07-30 | Verfahren zur herstellung von aluminium-verbundwerkstoffen |
FR8410238A FR2549758A1 (fr) | 1983-07-30 | 1984-06-28 | Procede de preparation de materiaux composites a base d'aluminium |
GB08418872A GB2144061B (en) | 1983-07-30 | 1984-07-24 | Process for producing aluminium-clad composite materials by roll cladding |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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1984
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EP2065116A1 (de) | 2007-10-15 | 2009-06-03 | Wickeder Westfalenstahl GmbH | Verbundwerkstoff, insbesondere Reibverbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs |
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GB2144061A (en) | 1985-02-27 |
GB8418872D0 (en) | 1984-08-30 |
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Legal Events
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8130 | Withdrawal |