DE487410C - Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtmetallen, insbesondere mit Edelmetallauflage - Google Patents

Description

Das neue Verfahren ermöglicht die Herstellung von sogenannten Halbstoffen, d. h. durch ein Doublierungs- oder Triplierungsverfahren hergestellten Blechen, Rohren, Drähten o. dgl., die als Rohstoffe für die Herstellung von Fertigwaren dienen. Im folgenden soll nur von Doubleblechen gesprochen werden. Alles Gesagte gilt aber entsprechend auch für Halbstoffe von mehreren Schichten und für Röhren, Drähte

ίο u. dgl.

In erster Linie soll durch die Erfindung die Aufgabe gelöst werden, Gefäße und andere Geräte, im besonderen für die chemische Industrie, welche bisher aus reinem Edelmetall hergestellt wurden, aus Double herstellbar zu machen. Hier sind wieder am wichtigsten mehrstückige Geräte, bei welchen die einzelnen Stücke durch Schweißen verbunden werden müssen. Die neuen Doublebleche haben aber auch Vorzüge für andere Verwendungsweisen, bei welchen eine Schweißung nicht in Frage kommt.

Die auf gewöhnliche Weise hergestellten Doublebleche lassen nun eine Schmelzschweißung deshalb nicht zu, weil bei der Schmelzung' sich eine Legierung von Unterlage und Auflage bildet, die regelmäßig einen tieferen Schmelzpunkt hat als die Feinmetalle, so daß an der Naht das Gerät nicht den geforderten reinen Edelmetallüberzug zeigt. Diese Schmelzschweißbarkeit wird nun ganz allgemein nach der Erfindung dadurch erreicht, daß an der Schweißnaht eine Sperrung gegen den Zusammenfluß der beiden Metalle in dem Halbstoff angeordnet wird. Dies kann dadurch geschehen, daß durch Druckschweißung an einer für' die spätere Schmelzschweißung bestimmten Kante (siehe Zeichnung) eine Randzone aus Edelmetall b von der Dicke der beiden Schichten gebildet wird, daß also die Unterlagsschicht α an dem von der Kante abgelegenen Rand der Randzone aufhört. Dies ist jedoch für viele Zwecke nicht angängig, im besonderen dann, wenn erheblich gebogene Schweißnähte herzustellen sind. Für alle Fälle geeignet ist aber eine andere Ausführungsform der Erfindung, welche in der Anordnung einer metallischen Sperrschicht zwischen der Unterlage und der Auflage besteht, die das Ineinanderfließen der beiden Metalle an der Schweißstelle verhindert. Diese Zwischenschicht muß ein Metall sein, welches sich einmal mit den beiden anderen Schichten genügend zu Double unter Druck verschweißen läßt, welches bei der Schmelzschweißhitze zur Nahtverbindung nicht selbst flüssig wird, und welches keine Legierungsfähigkeit mit den beiden anderen Metallen besitzt bzw. eine so geringe Legierungsfähigkeit oder Legierungsgeschwindigkeit, daß diese bei der praktischen Anwendung des Verfahrens nicht schädlich in Betracht kommt. Diese Zwischenschicht hat auch dann, wenn keine Schweißverbindungen vorkommen, den Vorzug, daß auf der ganzen Ausdehnung des Doublebleches auf beiden Seiten der Sperrschicht nur reines Metall vorhanden ist und

keine legierte Zwischenschicht, welche sich auch in gewissem Maße bei der Druckschweißtmg bildet. Das bedeutet eine Ersparung, namentlich von Edelmetallen, für alle Fälle, wo schon nach kurzer Abnutzung das Zutagetreten der legierten Zone den Gegenstand unbrauchbar machen würde.

Aus dem Gesagten geht hervor, daß die Erfindung auch für die Fälle Bedeutung hat, ίο wo durch irgendwelche anderen Umstände als gerade Schmelzschweißung eine solche Erhitzung stattfindet, daß dadurch eine schädliche Legierung eintritt.

Als Sperrmetall, z. B. zwischen Silber und Kupfer, besitzen nun die Metalle der Eisen-Nickel-Gruppe die gewünschten Eigenschaften, vollständig mit Silber, Kupfer und Bronze nach den üblichen Doublierverfahren sich fest verbinden zulassen, bei einer Schmelzschweißung der Kanten aber keine Legierung einzugehen, und daß dann die Kupfer- oder Bronzeschicht in einer bekannten Weise durch Druckschweißung aufgebracht wird.

Es hat sich gezeigt, daß für ein solches Doubleblech, nachdem es heruntergewalzt ist, eine Sperrschicht von wenigen hundertste! Millimetern genügt. Ein solches Doubleblech... besteht also beispielsweise aus einer dicken, für die Festigkeit des ganzen Bleches notwendigen Kupfer- oder Bronzeunterlage, einer sehr dünnen Zwischenlage, zweckmäßig eines Metalls der Eisengruppe, und einer Silberauflage, welche, je nach, dem Verwendungszweck, von beliebiger Stärke sein !kann. Die Schmelzschweißung findet dann so -statt, daß die Silberauflage in bekannter Weise unter Anwendung eines entsprechenden Feinsilberschweißdrahtes verschweißt wird, und daß dann zur Erhöhung der Festigkeit der ganzen Naht die noch unverbundenen Kupfer- oder Bronzeunterlagen durch eine so leicht flüssige Legierung, z. B. ein leicht flüssiges Silberlot, verschweißt oder verlötet werden, daß die Höchsttemperatur dieser Vorgänge immer noch so tief bleibt, daß sie die vollzogene Feinsilberschweißung nicht schädigt.

Der Grundgedanke der Einlagerung einer druckschweißbaren, aber nicht oder schwer schmelzlegierbaren Zwischenschicht zwischen einem Edelmetall und einem Unedelmetall ist nun in der mannigfachsten Weise ausführbar und weiter entwickelbar.

Es ist bekannt, bei der Vergoldung von Weichmetallen Sperrschichten von.Messing oder Kupfer anzuwenden. Demgegenüber besteht die Erfindung in einer Anwendung dieses Grundgedankens auf Fälle, in welchen beispielsweise eine so hohe Erhitzung stattfindet, daß Unterlage und Auflage in eine schmelzflüssige Legierung geraten könnten.

Endlich ist ein besonderer Fall der -Sperrschicht der folgende, bei welchem die Sperrschicht als Auflageschicht nur einer Unterlage auftritt. Es kommt vor, daß Silberstücke von verwickeiteren Formen, z. B. ein T-Stück, als innere Auskleidung in ein Rotgußstück gesetzt werden, und zwar so, daß die innere Auskleidung erst nach Einfügung der einzelnen Teile in das äußere Mantelstück durch Schmelzschweißung verbunden wird, wie z. B. die Naht zwischen den beiden Teilen des T-Stücks. Hier ist wegen der Nähe des Mantels und der Auskleidung eine Schmelzung des Mantels und Legierung mit der Edelmetalleinlage möglich und kann nun ebenso durch eine Sperrschicht auf dem Mantel verhindert werden, z. B. durch Vernickelung oder durch Verchromung.

Für die verschiedenen Verbindungsweisen und Herstellungsweisen der Schichten kommen hiernach außer der Druckschweißung noch folgende Verfahren beispielsweise in Betracht: Druckschweißung zwischen Silber und Eisen und galvanischer Kupferniederschlag.

Wenn eine Festigkeitswirkung der Eisen-•zwischenläge gewünscht wird, kann diese verstärkt werden. Es sind aber auch Triplebleche," d.h. auf beiden Seiten mit Edelmetall über-7,OgPTiP. Bleche, so herstellbar, bei welchen dann auf der unechten Unterlage auf beiden Seiten eine "Sperrschicht .angebracht wird, auf die das .Edelmetall aufgeschweißt wird. In solchen -Fällen, in welchen jain Silberüberzug aus Handelssilber, d.h. einer Legierung von Silber mit Kupfer bis zu etwa 2,0 °/₀ Kupfer, gewünscht -sein sollte, ist also die Bedingung die, daß keine schädliche Veränderung dieser Legierung an den Schweißstellen durch Einlegierung van mehr Unedelmetall stattfindet.

Aus dem Gesagten geht auch hervor, daß örtliche zufällige Beschädigungen einer Feinmetallauflage durch Schmelzaufschweißung von Silber wieder ausgebessert werden können. So aufgeschmolzenes Silber haftet auch an der durch den Schaden bloßgelegten Stelle der Zwischenlage, ohne sich mit ihr so zu legieren, daß die Legierung überhaupt mit den üblichen Methoden, z.B. metallographisch, festgestellt werden könnte.

Für Gold und die Metalle der Eisengruppe besteht nun neben der Druckschweißbarkeit theoretisch auch die Legierbaxkeit bei dem Schmelzpunkt des Goldes. Die Legierungsgeschwindigkeit ist jedoch so gering, daß auch hier die' Zwischenlagerung einer Sperrschicht aus einem solchen Metall erhebliche Vorteile mit sich bringt. Versuche haben ergeben, daß die Legierungsgeschwindigkeit zwischen Gold und Eisen bei der Schmekschweißhitze für die Goldschweißung so gering ist, daß es ohne besondere Kunstgriffe gelingt, die Schweißnaht rein zu erhalten.

Die genannte Legierungsfähigkeit besteht nun aber für Silber und Gold hinsichtlich Kupfer und Bronze in erheblichem Umfange auch für andere thermische Verfahren bei niedrigeren Temperaturen als die Schmelzschweißung, so daß sich auch in diesem Falle die besprochenen Vorteile der Sperrschicht ergeben.
Es ist auch bekannt, eine Zwischenschicht

ίο als Sperrschicht gegen Legierung zu verwenden. Hier aber soll die Zwischenschicht selbst eine Legierung sein, die ihrerseits durchaus nicht legierungsunfähig mit den Außenschichten ist, also den vorliegenden Zweck weder erreicht noch anstrebt, außerdem aber gerade dasjenige Metall zur Legierungsbildung benutzt, dessen Ersparung der Endzweck der vorliegenden Erfindung ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtmetallen, insbesondere mit Edelmetallauflage, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verunreinigung der Auflage durch Einlegierung des Unterlagemetalls bei der Verbindung der Ränder der Mehrschichtmetalle miteinander in der Hitze dadurch verhindert wird, daß die Unterlage nicht bis an den Rand heranreicht und die Auflage auf einer Randzone zur Dicke der beiden Schichten verstärkt wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtmetallen und Mehrschichtmetallwaren, insbesondere mit Edelmetallauflage, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung der Auflage durch Einlegierung des Unterlagemetalls sowohl für die Randzonen bei der Verbindung der Ränder der Mehrschichtmetalle miteinander in der Hitze als bei späterer Erhitzung der Waren auf der ganzen Ausdehnung derselben, unter Verwendung einer die Unterlage und die Auflage gegen gegenseitige Legierung sperrenden, für andere Zwecke bekannten Zwischenschicht, dadurch verhindert wird, daß für die Zwischenschicht ein Metall gewählt wird, welches bei der Weiterverarbeitung und dem Gebrauch bei den dann auftretenden Temperaturen keine Legierung mit der Auflage eingeht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen