DE3829423C1 - - Google Patents

Description

Metallische Schichtverbundwerkstoffe, wie solche, die für Verbundlager verwendet werden, werden je nach der Werkstoffkombination und den geometrischen Abmessungen nach unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Dieses sind bei­ spielsweise Aufgießverfahren, wie nach der bekanntgemachten deutschen Patentanmeldung Sch 11 908 VI/31 c, Sinter-, Elek­ trolyse- oder Ionisationsverfahren, die auch in Kombination miteinander eingesetzt werden können. Diese Verfahren sind aufwendig und nur bei bestimmten Werkstoffkombinationen an­ wendbar. Zur Herstellung metallischer Schichtverbundwerkstoffe, bei denen wenigstens eine der Metallkomponente Reinaluminium oder eine Aluminiumlegierung ist, wendet man am häufigsten Walzplattierverfahren an, wie eines beispielsweise in der DE-AS 12 03 086 beschrieben ist.

Beim Walzplattierverfahren werden zwei bahnförmige feste Me­ tallkomponenten unter Hindurchführung durch den Walzspalt eines die Dicke der Gesamtheit der beiden Metallkomponenten reduzierenden Walzenpaares miteinander vereinigt. Um eine gute Haftung der beiden bahnförmigen Metallkomponenten an­ einander zu erzielen, müssen die in Kontakt zueinander tre­ tenden Oberflächen der beiden Metallbahnen vorher sorgfältig vorbereitet und von störenden Einflüssen, wie Zunder, Oxid­ schichten, Fett und anderen Verunreinigungen befreit werden. Außerdem erfordert das Walzplattieren eine gute Prozeßsteu­ erung zur Erzielung optimaler Umformbedingungen, wobei die Umformung so gesteuert werden muß, daß die niedrigschmelzenden Bestandteile der Legierung durch die Umformwärme ihren Soliduspunkt nicht überschreiten.

Häufig führen die beim Walzplattieren erforderlichen hohen Umformgrade zu Kantenrissen, die die Nutzbreite des Verbund­ werkstoffes einschränken. Nachgeschaltete Glühvorgänge führen in Kombination mit weiteren Umformungen zu Entmischungs­ vorgängen und einer Konglomeration der niedrigschmelzenden Phase sowie zu Zeiligkeit im Gefüge.

Die US-PS 43 03 741, die US-PS 42 24 978 und die FR-PS 13 64 758 beschreiben Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung metallischer Schichtverbundwerkstoffe, bei denen eine Metall­ komponente schmelzflüssig aus einer Schlitzdüse austritt und hinter der Schlitzdüse mit ein bzw. zwei Metallbahnen verei­ nigt wird und bei denen die vereinigten Metallkomponenten durch den Walzspalt eines Kühlwalzenpaares hindurchgeführt werden. Da die aus der Schlitzdüse austretende Metallkomponente den Walzspalt zumindest im Kern schmelzflüsig verläßt, bekommt man keinen Walzeffekt mit den damit verbundenen positiven Auswirkungen auf die Gefügeausbildung.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand somit darin, metallische Schichtverbundwerkstoffe nach einem neuen Verfahren herzustellen, das die Nachteile bekannter Verfahren besei­ tigt und die Gefügeausbildung des Produktes verbessert. Insbe­ sondere soll das Anschmelzen der aus der Schlitzdüse austretenden Metallkomponente an die Metallbahnen verbessert, gleich­ zeitig aber die erwünschte Gefügeveränderung durch Wal­ zen erhalten werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung metallischer Schichtverbundwerkstoffe, bei dem man wenigstens eine feste bahnförmige Metallkomponente mit einer zweiten aus einer Schlitzdüse schmelzflüssig austretenden Metallkomponente vor dem Walzspalt eines Kühlwalzenpaares vereinigt und die verei­ nigten Metallkomponenten durch den Walzspalt hindurchführt, ist dadurch gekennzeichnet, daß man die bahnförmigen Metallkom­ ponenten zunächst in einem Bereich der Berührung mit der aus der Schlitzdüse austretenden schmelzflüssigen zweiten Metall­ komponente gegen die benachbarte Kühlwalze wärmeisoliert hält und auf diese Weise die zweite Metallkomponente wenigstens in einem Teil dieses Bereiches an der Kontaktfläche zu der bahnförmigen Metallkomponente schmelzflüssig hält, sodann aber durch Wärmeableitung mit Hilfe der benachbarten Kühlwalze derart kühlt, daß die zweite Metallkomponente vor dem Eintritt in den Walzspalt insgesamt ihre Solidustemperatur unterschritten hat, und beim Hindurchführen durch den Walzspalt die Dicke der vereinigten Metallkomponenten reduziert.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die aus der Schlitzdüse austretende Schmelze der zweiten Metallkomponente solange nicht oder nicht wesentlich abgekühlt wird, wie für ein ausreichendes Anschmelzen an die Oberflächen der bahnförmigen Metallkom­ ponenten erforderlich ist, was in dem wärmeisolierten Bereich zwi­ schen dem Austritt der Schlitzdüse und dem Walzspalt erfolgt. Nach dem Verlassen dieses wärmeisolierten Bereiches treten die bahnförmigen Metallkomponenten mit der angeschmolzenen zweiten Metallkomponente in Wärmeleitkontakt mit der benachbar­ ten Kühlwalze, wodurch ein rasches Erstarren der zweiten Me­ tallkomponente erfolgt, so daß diese noch vor dem Austritt der vereinigten Metallkomponenten aus dem Walzspalt völlig erstarrt ist, wobei ihre Temperatur erforderlichenfalls ober­ halb ihrer Rekristallisationstemperatur liegt, um den die ge­ wünschte Gefügeausbildung mit sich bringenden Effekt zu erzie­ len.

Zweckmäßig ist es, daß man die bahnförmigen Metallkomponenten in einem bezüglich der Länge in Richtung von der Schlitzdüse zum Walzspalt variablen Bereich wärmeisoliert hält, d. h. den wärmeisolierten Bereich in seiner Länge in Richtung zwischen der Schlitzdüse und dem Walzspalt verändern kann. Auf diese Weise kann man das Verfahren unterschiedlichen Werkstoffen anpassend und unterschiedliche Gefüge erzielen. Wenn man dem Verfahren zwei feste bahnförmige Metallkomponenten auf beiden Seiten der schmelzflüssig aus der Schlitzdüse austretenden zweiten Metallkomponente zuführt, kann man durch unabhängige variable Einstellung des wärmeisoliert gehaltenen Bereiches oberhalb und unterhalb der zweiten Metallkomponente in dieser beidseitig unterschiedliche Gefüge bekommen, wenn diese für bestimmte Eigenschaften des Schichtverbundwerkstoffes erwünscht ist.

Zweckmäßig ist es, den Bereich der Wärmeisolierung zwischen der jeweiligen Kühlwalze und der benachbarten bahnförmigen Metallkomponente entgegen der Einlaufrichtung der bahnförmigen Metallkomponente zu verlängern, und zwar vorzugsweise so weit, daß die bahnförmige Metallkomponente vor dem Eintritt zwischen der Schlitzdüse und der benachbarten Kühlwal­ ze überhaupt nicht in Berührung mit der Oberfläche der Kühlwal­ ze kommt. Die bahnförmige Metallkomponente wird dann erst auf der Strecke zwischen dem Austritt der Schlitzdüse und dem Walz­ spalt nach Verlassen der Wärmeisolierzone durch die benachbarte Kühlwalze gekühlt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens werden die bahnförmigen Metallkomponenten vor dem Eintritt zwischen der Schlitzdüse und der benachbarten Kühlwalze erwärmt, um das Anschmelzen der zweiten Metallkompo­ nente weiter zu verbessern. Die Erwärmung kann beispielsweise durch Wärmestrahler, Induktionsheizungen oder dergleichen er­ folgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren überwindet gleichzeitig auch die eingangs geschilderten Nachteile bekannter Verfahren und reduziert die Anzahl der Arbeitsgänge, da ein Schichtverbund­ werkstoff erhalten wird, der zumindest annähernd die erwünschten Endabmessungen besitzt. Zudem muß höchstens eine Oberfläche, und zwar die der bahnförmigen Metallkomponente vorbehandelt und von störenden Einflüssen befreit werden. In bestimmten Fällen erübrigt sich eine solche Vorbehandlung generell.

Das erfindungsgemäße Verfahren verbessert außerdem die Gefü­ geausbildung durch Reduzierung der Umform- und Glühprozesse, da nachgeschaltete Glühvorgänge im allgemeinen überflüssig sind, und läßt eine Optimierung der Abkühlbedingungen zu. Schließlich wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Aus­ schuß stark reduziert, da im Gegensatz zum Walzplattierver­ fahren im Regelfall keine Kantenrisse entstehen und dadurch die Nutzbreite des Schichtverbundwerkstoffes nicht oder nur geringfügig eingeschränkt wird.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise eine einzige feste bahnförmige Metallkomponente verwendet und mit der zweiten Metallkomponente vereinigt werden. Solche Schicht­ verbundwerkstoffe werden besonders vorteilhaft zur anschlie­ ßenden Vereinigung mit Stützkörpern für Verbundlager verwendet, d. h. zur Bildung des Lagerwerkstoffes und der metallischen Zwischenschicht in Schichtverbundlagern.

Es können aber im vorliegenden Verfahren auch zwei feste bahnförmige Metallkomponenten, die in ihrer metallischen Zu­ sammensetzung gleich oder verschieden sein können, verwendet werden, wobei die schmelzflüssige Metallkompo­ nente zwischen diesen beiden Metallbahnen eingeführt und mit beiden gleichzeitig vereinigt wird. In diesem Fall bekommt man einen sandwichartig aufgebauten Schichtverbundwerkstoff.

Unabhängig davon, ob eine oder zwei Metallbahnen zugeführt werden, erfolgt die Zuführung zweckmäßig so, daß die Metall­ bahnen im wesentlichen horizontal in den Walzspalt eintreten und die zweite schmelzflüssige Metallkomponente ebenfalls im wesentlichen horizontal aus der Schlitzdüse austritt. Bei Verwendung zweier Metall­ bahnen und Erzeugung eines sandwichartigen Aufbaues wird zweckmäßig eine Metallbahn von oben und eine von unten der Schlitzdüse zugeführt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also im Gegensatz zum Walzplattieren eine Metallkomponente schmelzflüssig zuge­ führt. Diese tritt aus einer über die Breite wenigstens einer bahnförmigen Metallkomponente sich erstreckenden Schlitzdüse aus und wird im wesentlichen unmittelbar hinter der Schlitz­ düse und vor dem Austritt aus dem Walzspalt mit den festen bahnförmigen Metallkomponenten vereinigt.

Bevorzugt werden die Materialien so gewählt, daß die bahnförmi­ gen Metallkomponenten bei der Berührung mit der zweiten schmelzflüssigen Metallkomponente an ihren Oberflächen an­ schmelzen, während unmittelbar danach durch die Wärmeableitung mit Hilfe der Kühlwalzen die angeschmolzenen Bereiche und ge­ wöhnlich auch die benachbarten Bereiche der schmelzflüssigen Metallkomponente unter Bildung einer homogenen Verbindungszo­ ne mit der zweiten Metallkomponente wieder erstarren.

Da die bahnförmigen festen Metallkomponenten zusätzlich zu der aus der Schlitzdüse austretenden zweiten Metallkomponente durch den Walzspalt geführt werden müssen, d. h. zwischen Schlitzdüse und einem der wärmeisolierenden Körper bzw. einer der Walzen des Walzenpaares hindurchgeführt werden müssen, muß die Schlitzdüse entlang einer ihrer Mündungsseiten entlang der Schlitzlänge gegen eine der beiden Walzen des Walzenpaares bzw. gegen eine der festen Metallbahnen abgedichtet sein, wäh­ rend die andere Mündungsseite entlang der Länge des Schlitzes gegen die zwischen ihr und der anderen Walze des Walzenpaares hindurchgeführte Metallbahn abgedichtet sein muß.

Die Abdichtung ist im allgemeinen nicht problematisch und kann beispielsweise selbsttätig durch einen erstarrten Anteil der in den abzudichtenden Spalt eingedrungenen zweiten Metallkompo­ nente erfolgen.

Die Größe des Walzspaltaustrittes, die in der Zeichnung als h _l be­ zeichnet ist, wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren zweck­ mäßig so eingestellt, daß der den Walzspalt verlassende Schichtverbundwerkstoff nach dem Abkühlen angenähert die er­ wünschte Enddicke besitzt. Bei diesem Prozeß kann je nach Werkstoff eine dynamische Rekristallisation unter Erzeugung des erwünschten Gefügeaufbaues erfolgen. Entsprechend den obigen Ausführungen ist es dazu erforderlich, daß die zweite Komponente bei Eintritt in den Walzspalt bereits voll­ ständig erstarrt ist, d. h. ihre Solidustemperatur unter­ schritten hat und die notwendige Umformung erfährt. Anderer­ seits wird beim Durchgang durch den Walzspalt die aus dem Schmelzvorgang stammende Wärme ausgenutzt, so daß ein zusätz­ licher Erwärmungsvorgang, wie er beispielsweise beim Walz­ plattieren gemäß der DE-AS 12 03 086 erforderlich ist, über­ flüssig wird.

Um eine homogene und gleichmäßige Vereinigung der beiden Me­ tallkomponenten zu erreichen, ist es zweckmäßig, die bahnförmigen festen Metallkomponenten unter Zugspannung der Stelle der Vereinigung mit der zweiten Metallkomponente zuzuführen und damit günstigerweise auch unter Zugspannung durch den Walzspalt zu führen.

Die Breite der Schlitzdüse, die Größe des Walzspaltes, der Durchmesser der Walzen und der sich daraus ergebende Abstand der Schlitzdüse vom Walzspalt hängt beim erfindungsgemäßen Verfahren von den für den Schichtverbundwerkstoff zu verwendenden Ma­ terialien und der erwünschten Enddicke des Schichtverbundwerk­ stoffes ab. Zweckmäßig werden jedoch die Schlitzdüse und der Walzspalt so eingestellt, daß die Stichabnahme

1 bis 30%, vorzugsweise 5 bis 15%, beträgt, wobei h _x die Dicke des Schichtverbundwerkstoffes am Punkt des Unterschrei­ tens der Solidustemperatur der zweiten Metallkomponente über im wesentlichen ihren gesamten Querschnitt und h _l die Dicke des Schichtverbundwerkstoffes bei Austritt aus dem Walzspalt bedeutet. Bei einer solchen Einstellung von Schlitzdüse und Walzspalt bekommt man eine besonders günstige Vereinigung der beiden Metallkomponenten unter Erzeugung eines endabmessungs­ nahen Schichtverbundwerkstoffes.

Je nach den verwendeten Materialien kann es zweckmäßig sein, diejenige Oberfläche der festen bahnförmigen Metall­ komponenten, die mit der zweiten Metallkomponente vereinigt wird, vor der Zuführung zu der Stelle, die die Abdichtung zwischen der Schlitzdüse und der ersten bahnförmigen Metall­ komponente bildet, von solchen Einflüssen zu befreien, die die Vereinigung der beiden Metallkomponenten miteinander stören würden. Solche Einflüsse sind beispielsweise Zunder, Oxidschichten, Fett und andere Verunreinigungen, die durch Entzundern, Entfernung von Oxidschichten, Entfetten (Waschen oder Reinigen) beseitigt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung metallischer Schichtverbundwerkstoffe mit einem einen Walzspalt bildenden Kühlwalzenpaar, mit einem vor dem Walzspalt angeordneten Be­ hälter für geschmolzenes Metall mit einer auf den Walzspalt gerichteten Schlitzdüse und mit Einrichtungen zum Einführen wenigstens einer Metallbahn zwischen der Schlitzdüse und wenig­ stens einer der Kühlwalzen und zum anschließenden Führen dieser Metallbahn durch den Walzspalt hindurch ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtungen zum Führen der Metallbahn die­ se in einem Teilbereich der Strecke zwischen dem Austritt der Schlitzdüse und dem Austritt des Walzspaltes bis zu letz­ terem mit der benchbarten Kühlwalze in Kühlkontakt bringen, während in dem restlichen, an die Schlitzdüse anschließenden Teilbereich dieser Strecke zwischen der Metallbahn und der benachbarten Kühlwalze ein wärmeisolierender Körper angeordnet ist.

Zweckmäßig ist die Schlitzdüse derart auf den Walzspalt gerich­ tet, daß der Austritt der Schlitzdüse im wesentlichen waage­ recht verläuft und die geschmolzene zweite Metallkomponente im wesentlichen waagerecht weiter in Richtung auf den Walz­ spalt und in diesen geführt wird.

Der wärmeisolierende Körper kann unterschiedliche Gestalt haben. Zweckmäßig besitzt er jedoch die Form eines sichel­ förmigen Leitelementes. Der Werkstoff des wärmeisolierenden Körpers mit schlechter Wärmeleitfähigkeit hängt von den je­ weils zu verarbeitenden Werkstoffen und anderen Verfahrens­ bedingungen ab. Zweckmäßig ist es, wenn der wärmeisolierende Körper eine Oberfläche besitzt, auf der die auf ihr ablaufende Metallbahn ausreichende Gleitfähigkeit oder rollende Ele­ mente hat. Gegebenenfalls kann der wärmeisolierende Werkstoff mit einer die Gleitfähigkeit der Metallbahn verbessernden Oberfläche versehen werden.

Wie oben erwähnt, ist es zweckmäßig, die Länge der Wärmeiso­ lierzone zwischen dem Austritt der Schlitzdüse und dem Walz­ spalt verändern zu können, um die Vorrichtung unterschiedli­ chen Werkstoffen und unterschiedlichen Gefügewünschen anpassen zu können. Hierzu kann der wärmeisolierende Körper derart ver­ schwenkbar oder verschiebbar sein, daß die Länge des Wärmeiso­ lierbereiches zwischen der Schlitzdüse und dem Walzspalt va­ riabel ist. Statt dessen kann auch der wärmeisolierende Körper feststehen und die Schlitzdüse in Richtung zum Walzspalt vor- und zurückbewegbar sein. Letzteres ist besonders zweckmäßig, wenn der Vorrichtung zwei Metallbahnen oberhalb und unterhalb der Schlitzdüse zugeführt werden sollen.

Wie oben bereits in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren erläutert wurde, ist es zweckmäßig, den wärmeisolierenden Körper entgegen der Einlaufrichtung der Metallbahnen so zu verlängern, daß die Metallbahnen vor dem Beginn der Kühl­ zone im Bereich zwischen der Schlitzdüse und dem Walzspalt überhaupt nicht mit der benachbarten Kühlwalze in Berührung kommen.

Vorzugsweise wird vor dem Eintritt der Metallbahn zwischen der Schlitzdüse und dem benachbarten wärmeisolierenden Körper eine Heizeinrichtung zum Erwärmnen der Metallbahn angeordnet. Diese Heizeinrichtung kann beispielsweise ein Wärmestrahler, eine Induktionsheizung oder dergleichen sein.

Weiterhin ist es für die Herstellung sandwichartig aufgebauter Schichtverbundwerkstoffe mit je einer Metallbahn auf beiden Seiten der zweiten Metallkomponente zweckmäßig, daß jeder der beiden Kühlwalzen ein wärmeisolierender Körper zugeordnet ist und daß diese beiden wärmeisolierenden Körper unabhängig von­ einander verschwenkbar oder verschiebbar sind, so daß man den oberen und unteren Wärmeisolierbereich zwischen der Schlitz­ düse und dem Walzspalt separat hinsichtlich der Länge verändern kann, so daß man Schichtverbundwerkstoffe mit unterschiedlichem Gefüge auf beiden Seiten der zweiten Metallkomponente bekommen kann.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Weise eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens in einer Ausführungsform der Erfindung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Walzspaltbereiches entsprechend der ersten in Fig. 1 erläuterten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Walzspaltbereiches entsprechend Fig. 2 für eine zweite Ausfüh­ rungsform der Erfindung und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Walzspaltbereiches entsprechend Fig. 2 und 3, jedoch für noch eine weite­ re Ausführungsform der Erfindung.

Die in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellte Anlage zur Durch­ führung des Verfahrens nach der Erfindung besitzt ein Walzen­ paar 5 mit einer oberen Walze 5 a und einer unteren Walze 5 b. In einem Warmhalteofen 1 befindet sich die Schmelze 2 der zwei­ ten Metallkomponente. An den Warmhalteofen 1 schließt sich die Gießrinne 3 an, welche als Schlitzdüse 4 endet. Der Warm­ halteofen 1, die Gießrinne 3 und die Schlitzdüse 4 sind in senkrechtem Schnitt dargestellt. Die Gießrinne 3 enthält die zweite Metallkomponente noch in schmelzflüssigem Zustand 2 a, während sich die gleiche Komponente beim Durchgang durch den Walzspalt bereits in festem Zustand 2 b befindet.

Von dem in der Grube 8 angeordneten Haspel 7 wird die bahnför­ mige Metallkomponente in Form eines Bandes 6 in Richtung des Pfeiles 12 zwischen der Walze 5 b und der Schlitzdüse 4 und anschließend durch den Walzspalt hindurchgeführt. Bei der Reinigungsstation 10 wird die Kontaktfläche 9 des Bandes 6 von störenden Einflüssen befreit, wie beispielsweise entfettet, entzundert oder von Oxidschichten befreit. Zwischen dem Band 6 und der Walze 5 b ist ein wärmeisolierender Körper 13 in Schaufelform angeordnet, dessen Spitze bis in den Bereich zwi­ schen dem Austritt der Schlitzdüse 4 und dem Walzspalt reicht. Gegenüber dem wärmeisolierenden Körper 13 auf der anderen Seite des Bandes 6 ist eine Heizeinrichtung 14 vorgesehen. Der am Ende das Verfahren verlassende metallische Schichtverbund­ werkstoff ist in der Zeichnung mit 11 bezeichnet.

In den Fig. 2 bis 4 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform entspricht derjenigen der Fig. 1, in wel­ cher der Vorrichtung nur eine Metallbahn 6 zugeführt wird und daher nur ein wärmeisolierender Körper 13 und eine Heizein­ richtung 14 vorgesehen sind. Der schaufelförmige wärmeisolie­ rende Körper 13 ist in diesem Fall fest, d. h. unverschiebbar und unverschwenkbar angeordnet. Die Dicken des Schichtverbund­ werkstoffes einerseits am Punkt des Unterschreitens der Soli­ dustemperatur der zweiten Metallkomponente (h _x ) und anderer­ seits am Austritt aus dem Walzenspalt S (h _l ) sind in Fig. 2 angegeben.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 2 dadurch, daß man eine Sandwichstruktur des Schichtverbundwerkstoffes bekommt, da zwei Metallbahnen 6 und 6′ zugeführt werden, so daß in diesem Fall zwei wärmeisolie­ rende Körper 13 und 13′ sowie zwei Heizeinrichtungen 14 und 14′ vorgesehen sind.

Schließlich unterscheidet sich die Ausführungsform gemäß Fig. 4 von der gemäß Fig. 2 dadurch, daß der wärmeisolierende Körper 13 verschwenkbar ausgebildet ist, was durch mehrere Stellungen bei 13 c angedeutet ist. Durch die Verschwenkbarkeit kann der wärmeisolierende Körper 13 mit dem Fortsatz 13 b unter­ schiedlich weit in den Bereich zwischen dem Austritt der Schlitzdüse und dem Walzspalt eintauchen, so daß die Wärmeiso­ lierzone 13 a in diesem Bereich variiert werden kann.

Beispiel

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren nun anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels erläutert, das zur Herstellung eines Schichtverbundwerkstoffes zur Vereinigung mit Stützkörpern für Verbundlager geeignet ist.

Als festes Band der ersten Metallkomponente wird ein Alumi­ niumband aus Reinaluminium mit 99,5%iger Reinheit zwischen Schlitzdüse und wärmeisolierenden Körper 13 in den Walzspalt geführt. Die flüssige zweite Metallkomponente, die aus der Schlitzdüse 4 austritt, besitzt die Zusammensetzung AlSN6CulNil. Die Schmelze dieser zweiten Metallkomponente besitzt eine Tem­ peratur von etwa 750°C. Die in der Reinigungsstation 10 vor­ behandelte erste Metallkomponente in der Form des Reinaluminium­ bandes 6 besitzt Raumtemperatur.

Die Bandbreite des Reinaluminiumbandes 6 liegt bei 300 mm, die Breite der Schlitzdüse liegt ebenfalls bei 300 mm, der Walzendurchmesser beträgt ca. 500 mm, die Dicke h _x 9,4 mm und die Dicke h _l 8 mm.

Nach diesem Beispiel wird in kontinuierlicher Arbeitsweise ein Schichtverbundwerkstoff hergestellt, der als Lagerwerk­ stoff mit metallischer Zwischenschicht zur Vereinigung mit dem Stützkörper für Verbundlager geeignet ist.

Claims (15)

1. Verfahren zur Herstellung metallischer Schichtverbundwerk­ stoffe, bei dem man wenigstens eine feste bahnförmige Me­ tallkomponente mit einer zweiten aus einer Schlitzdüse schmelzflüssig austretenden Metallkomponente vor dem Walz­ spalt eines Kühlwalzenpaares vereinigt und die vereinigten Metallkomponenten durch den Walzspalt hindurchführt, da­ durch gekennzeichnet, daß man die bahnförmigen Metallkom­ ponenten zunächst in einem Bereich der Berührung mit der aus der Schlitzdüse austretenden schmelzflüssigen zweiten Metallkomponente gegen die benachbarte Kühlwalze wärmeiso­ liert hält und auf diese Weise die zweite Metallkomponente wenigstens in einem Teil dieses Bereiches an der Kontakt­ fläche zu der bahnförmigen Metallkomponente schmelzflüssig hält, sodann aber durch Wärmebehandlung mit Hilfe der be­ nachbarten Kühlwalze derart kühlt, daß die zweite Metall­ komponente vor dem Austritt (S) aus dem Walzspalt über ih­ ren gesamten Querschnitt ihre Solidustemperatur unter­ schritten hat, und beim Hindurchführen durch den Walzspalt die Dicke der vereinigten Metallkomponenten reduziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die bahnförmige Metallkomponenten in einem bezüglich der Länge in Richtung von der Schlitzdüse zum Walzspalt variab­ len Bereich gegen die benachbarte Kühlwalze wärmeisoliert hält.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die bahnförmigen Metallkomponenten unter Zugspannung der Stelle der Vereinigung mit der zweiten Metallkomponente zuführt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Schlitzdüse und den Austritt des Walzspaltes (S) so einstellt, daß die Stichabnahme 1 bis 30%, vorzugsweise 5 bis 15%, beträgt, wobei h _x die Dicke des Schichtverbundwerkstoffes am Punkt des Unter­ schreitens der Solidustemperatur der zweiten Metallkomponente über ihren gesamten Querschnitt und h _l die Dicke des Schichtverbundwerkstoffes bei Austritt aus dem Walzspalt bedeutet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die bahnförmigen Metallkomponenten auf ihrer der zweiten Metallkomponente zugewandten Seite vor der Vereinigung mit letzterer von die Verbindung stö­ renden Einflüssen befreit.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die bahnförmigen Metallkomponenten vor der Berührung mit der zweiten schmelzflüssigen Metall­ komponente erwärmt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man die bahnförmigen Metallkomponenten bei der Berührung mit der zweiten schmelzflüssigen Metall­ komponente an ihren Oberflächen anschmilzt und unmittelbar danach durch die Wärmeableitung mit Hilfe der Kühlwalzen die angeschmolzenen Bereiche unter Bildung einer homogenen Verbindungszone mit der zweiten Metallkomponente wieder erstarren läßt.

8. Vorrichtung zur Herstellung metallischer Schichtverbund­ werkstoffe mit einem einen Walzspalt bildenden Kühlwalzen­ paar, mit einem vor dem Walzspalt angeordneten Behälter für geschmolzenes Metall mit einer auf den Walzspalt ge­ richteten Schlitzdüse und mit Einrichtungen zum Einführen wenigstens einer Metallbahn zwischen der Schlitzdüse und wenigstens einer der Kühlwalzen und außerdem zum Führen dieser Metallbahn durch den Walzspalt hindurch, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Führen der Metall­ bahn (6, 6′) diese in einem Teilbereich der Strecke zwi­ schen dem Austritt der Schlitzdüse (4) und dem Austritt des Walzspaltes (S) bis zu letzterem mit der benachbarten Kühlwalze (5) in Kühlkontakt bringen, während in dem rest­ lichen, an die Schlitzdüse (4) anschließenden Teilbereich dieser Strecke zwischen der Metallbahn (6, 6′) und der benachbarten Kühlwalze (5) ein wärmeisolierender Körper (13, 13′) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisolierende Körper (13, 13′) die Form eines si­ chelförmigen Leiterelementes besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisolierende Körper (13, 13′) derart ver­ schwenkbar oder verschiebbar angeordnet ist, daß die Länge des Wärmeisolierbereiches zwischen der Schlitzdüse (4) und dem Walzspalt variabel ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisolierende Körper (13, 13′) feststeht und die Schlitzdüse (4) in Richtung zum Walzspalt vor- und zurückbewegt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintritt der Metallbahnen (6, 6′) zwischen der Schlitzdüse (4) und den wärmeisolierenden Körpern (13, 13′) Heizeinrichtungen (14, 14′) zum Erwärmen der Metallbahnen angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Kühlwalzen (5 a, 5 b) ein wärmeisolierender Körper (13, 13′) zugeordnet ist, die unabhängig voneinander verschwenkbar oder verschiebbar sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisolierende Körper (13, 13′) außerhalb des Bereiches (13 a) zwischen dem Austritt der Schlitzdüse (4) und dem Walzspalt einen Fortsatz (13 b) aufweist, der einen Kontakt zwischen der Metallbahn (6, 6′) und der Kühlwalze (5) verhindert.

15. Verwendung eines nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellten Schichtverbundwerkstoffes zur Vereinigung mit Stützkörpern für Gleitlagerelemente aus Schichtverbundwerkstoffen.