DE574903C

DE574903C - Process for coating a metal or a metal alloy with one or more other metals or alloys

Info

Publication number: DE574903C
Application number: DER77879D
Authority: DE
Original assignee: Research Corp
Current assignee: Research Corp
Priority date: 1928-04-30
Filing date: 1929-04-23
Publication date: 1933-04-22

Description

Bibliotheek
Bur. Ind. EigendornBibliotheek
Bur. Ind. Own thorn

17 MEI 1933.17 MEI 1933.

AUSGEGEBEN AISI 22.APR1L 1933ISSUED AISI 22 APR1L 1933

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überziehen eines Metalls oder einer Metalllegierung mit einem oder mehreren anderen Metallen oder Legierungen, bei dem das Überzugsmetall auf das Grundmetall z. B. durch Plattieren in dünner, ununterbrochener Schicht aufgebracht wird und die beiden Metalle an der Berührungsfläche durch Anwendung von hochfrequenten Induktionsströmen miteinander verbunden werden.The invention relates to a method for coating a metal or a metal alloy with one or more other metals or alloys in which the coating metal is applied to the base metal e.g. B. is applied by plating in a thin, uninterrupted layer and the two Metals on the contact surface through the use of high-frequency induction currents be connected to each other.

Hauptzweck der Erfindung ist, eine gute Verbindung zwischen dem Grundmetall und dem bzw. den Überzugsmetallen zu erzielen. Ferner bezweckt die Erfindung, die Behandlung derart durchzuführen, daß in der Hauptsache nur die Oberfläche des Grundmetalls beeinflußt wird, während die Hauptmasse des Grundmetalls ihre ursprünglichen mechanischen und physikalischen Eigenschaften beibehält. The main purpose of the invention is to ensure a good connection between the base metal and to achieve the coating metal or metals. Another object of the invention is the treatment to be carried out in such a way that in the main only the surface of the base metal is affected while the bulk of the base metal retains its original mechanical and maintains physical properties.

Nach einem der bekannten Verfahren zum Überziehen eines Metalls oder reiner Metalllegierung mit einem oder mehreren anderen Metallen bzw. Legierungen wird die Oberfläche des Metalls zunächst auf elektrischem Wege überzogen, worauf die Oberfläche erhitzt wird, um eine Legierung zwischen dem Überzugsinetall und dem Grundmetall zu erzeugen. Nach einem anderen Verfahren wird das Grundmetall in Metallpulver gelegt bzw. mit Metallpulver bestreut, worauf der Körper vorzugsweise in einer neutralen Atmosphäre erhitzt wird. Es ist ebenfalls vorgeschlagen worden, zwecks Erzielung einer guten Verbindung zwischen dem Grundmetall und dem Überzugsmetall die Metalle mittels hochfrequenter Induktionsströme zu erhitzen.According to one of the known processes for coating a metal or pure metal alloy with one or more other metals or alloys, the surface of the metal is first electrical Paths coated, whereupon the surface is heated to form an alloy between the To produce coating metal and the base metal. Another method is used The base metal is placed in metal powder or sprinkled with metal powder, whereupon the body preferably heated in a neutral atmosphere. It is also suggested in order to achieve a good bond between the base metal and the coating metal to heat the metals by means of high-frequency induction currents.

Sämtliche der bisher benutzten Verfahren weisen aber schwerwiegende Nachteile auf, indem entweder nur eine verhältnismäßig lose Verbindung zwischen Grundmetall und Überzugsmetall erzeugt wird oder die Metalle sich während der Behandlung so stark ändern, daß das Produkt unerwünschte Eigenschaften erhält.However, all of the methods used so far have serious disadvantages, by either just having a relatively loose connection between base metal and coating metal or the metals change so much during the treatment that the product has undesirable properties receives.

Es wurde jetzt gefunden, daß es mittels ■ hochfrequenter Induktionsströme möglich ist, eine zuverlässige Verbindung zwischen Grundmetall und Überzugsmetall zu erzeugen, ohne daß eine zu starke Legierungsschicht entsteht und die Eigenschaften der Metalle sich wesentlich ändern. Bedingung für das Gelingen dieses Verfahrens ist jedoch, daß die Behandlung unter Beachtung bestimmter Maßregeln und unter VerwendungIt has now been found that it is possible by means of ■ high-frequency induction currents, to create a reliable connection between base metal and cover metal, without creating an excessively thick alloy layer and without significantly changing the properties of the metals. condition For the success of this procedure, however, it is essential that the treatment is carried out with due observance of certain Measures and using

»74903»74903

von Induktionsströmen bestimmter Kennzeichen durchgeführt wird. Gemäß der Erfindung sind die Geschwindigkeit, mit welcherder zu überziehende Gegenstand durch die mit Induktionsströmen gespeiste Heizvorrichtung bewegt wird, und die Energie bzw. Periodenzahl der Induktionsströme derart bemessen, daß das Erhitzen die Oberfläche des Grundmetalls nur wenig verändert und ίο eine Überzugsschicht entsteht, die das Überzugsmetall in reinem Zustande enthält und durch eine verhältnismäßig dünne Legierungsschicht mit dem Grundmetall' verbunden ist.is carried out by induction currents of certain characteristics. According to the invention are the speed at which the object to be coated is caused by the heating device fed with induction currents is moved, and the energy or number of periods of the induction currents is dimensioned in such a way that that the heating changes the surface of the base metal only a little and ίο a coating layer is created, which the coating metal in the pure state and through a relatively thin layer of alloy is connected to the base metal '.

t5 Das Grundmetall wird vorzugsweise zunächst mit einem solchen Metall überzogen, welches eine Legierung mit dem Grundmetall bildet. Das Ganze wird dann in einem elektrischen Induktionsofen erhitzt, wobei die Temperatur bis zu einem Grade gesteigert wird, welche genügt, daß die beiden Metalle ineinanderfließen und ineinander an der Berührungsfläche diffundieren. Es ist bekannt, daß, je höher die Frequenz \^ron in einer Masse aus leitendem Stoff induzierten Wirbelströmen ist, desto ausgesprochener auch der sogenannte Hautheizeffekt ist. Von dieser Erscheinung wird bei dem vorliegenden Verfahren Gebrauch gemacht, bei welchem die größte Hitzeintensität unmittelbar an der Oberfläche geschaffen wird, d. h. an der Zwischenfläche zwischen dem Grundmetall und dein Überzugsmetall, wodurch die beiden Metalle bis oder bis nahe zum Legierungspunkt an dieser gemeinsamen Berührungsfläche gebracht werden, ohne daß die Masse des Grundmetalls irgendwie erhitzt wird und praktisch bei gewöhnlicher Temperatur bleibt. Nur an der Oberfläche oder der Haut wird die Erhitzung erfolgen, so daß die Härte und andere Eigenschaften des Grundnietalls unangegriffen bleiben.t5 The base metal is preferably first coated with a metal which forms an alloy with the base metal. The whole is then heated in an electric induction furnace, the temperature being increased to a degree sufficient for the two metals to flow into one another and diffuse into one another at the contact surface. It is known that the higher the frequency \ ^r on is in a mass of conductive material induced eddy currents, the more pronounced is the so-called Hautheizeffekt. This phenomenon is used in the present method, in which the greatest heat intensity is created directly at the surface, ie at the interface between the base metal and the coating metal, whereby the two metals are brought up to or close to the alloying point at this common contact surface without the bulk of the base metal being heated in any way and practically remaining at ordinary temperature. The heating will only take place on the surface or the skin, so that the hardness and other properties of the base rivet remain unaffected.

Beispielsweise wird ein Grundmetall aus Eisen oder Stahl mit Nickel oder Chrom mittels Elektroplattieren oder Eintauchens überzogen und dann Induktionsströmen mit einer Frequenz von mindestens 350 Perioden unterworfen. Der Hautheizeftekt wird alsdann genügend sein, um ein Ineinanderfließen bzw. Legieren des Grundmetalls und des Überzugsmetalls ohne Überhitzen oder Enthärten des ganzen Gegenstandes zu bewirken.For example, a base metal is made of iron or steel with nickel or chromium means Electroplating or immersion coating and then induction currents with a Subject to frequency of at least 350 periods. The skin heat effect then becomes sufficient be in order to flow or alloy the base metal and the coating metal without overheating or softening of the to effect the whole object.

Bei der Behandlung eines Stahlrohres mitWhen treating a steel pipe with

einem Außendurchmesser von beispielsweise 25 mm und einer Wanddicke von 1,5 mm, welches mit einem Chromüberzug von 0,005 mm Dicke überzogen wurde, wird in einem Ofen von 22 bis 23 Kilowattleistung unter Verwendung einer Windung von 135 mm Länge und 40 mm Durchmesser sowie einer Frequenz von 30 000 Perioden in der Sekunde gearbeitet. Die beste Diffusion oder Legierung -wird bewerkstelligt, wenn das Rohr durch die Windung mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 14 mm in der Sekunde gefördert w-ird. Derselbe Effekt wird erzielt, wenn man in einem Ofen mit 300 kW und nur 500 Perioden in der Sekunde arbeitet, falls das Rohr durch die Windung mit einer Geschwindigkeit von 25 mm in der Sekunde bewegt wird. Je größer die Energie ist, desto geringer kann die Frequenz gewählt werden. Behufs Plattierens von Grundmetallen mit anderen können unterschiedliche Verfahren benutzt werden, beispielsweise das Elektroplattieren, Kaltschmieden, Eintauchen, Aufspritzen, Zerstäuben mit geschmolzenem Metali usw.an outside diameter of, for example, 25 mm and a wall thickness of 1.5 mm, which has been coated with a chrome coating 0.005 mm thick is shown in a furnace with a power of 22 to 23 kilowatts using a turn of 135 mm Length and 40 mm diameter as well as a frequency of 30,000 periods per second worked. The best diffusion, or alloying, is accomplished when the pipe is used conveyed through the winding at a speed of 10 to 14 mm per second will. The same effect is achieved if you are in a furnace with 300 kW and only 500 cycles per second works if the pipe goes through the coil at one speed is moved by 25 mm per second. The greater the energy, the lower the frequency that can be selected. Different methods can be used for plating base metals with others can be used, for example electroplating, cold forging, dipping, spraying, Atomizing with molten metal, etc.

Das Erhitzen der Metalle kann in der atmosphärischen Luft, im \^rakuum oder in einem inerten oder in einem reduzierenden Gas erfolgen. Wenn das Metall nicht bei derjenigen verhältnismäßig niedrigen Temperatur oxydiert, bei welcher die Oberflächenlegierung erfolgt, so ist es nicht erforderlich, den Gegenstand in ein inertes Gas einzubringen. Beispielsweise wird beim Aussetzen des elektroplattierten Chroms vom Hochfrequenzstroni Wasserstoff in solcher Menge entwickelt, daß dessen Volumen etwa ein 25ofaches des Chroms ist, so daß diese wesentliche Gasmenge als jegliche Oxydation hinderndes Mittel dient.The heating of the metals can take place in the \ acuum ^r or in an inert or in a reducing gas in the atmospheric air. Unless the metal oxidizes at the relatively low temperature at which surface alloying occurs, it is not necessary to place the article in an inert gas. For example, when the electroplated chromium is exposed to high frequency electrons, hydrogen is evolved in such an amount that its volume is about 25 times that of chromium, so that this substantial amount of gas serves as an anti-oxidation agent.

Obwohl es empfehlenswert ist, hochfrequente Wechselströme zwecks Bewirkung des Hautheizeffektes zu benutzen, ist es auch möglich, unterbrochene Gleichströme zu verwenden, bei welchen die Unterbrechungen eine genügend hohe Frequenz haben. Das Verfahren kann für die Behandlung von Rohren, Platten, beliebig gestalteten Gegenständen usw. verwendet werden, indem man die Windung in Gestalt eines Kreises, einer flachen Schraubenfeder oder ähnlichem ausbildet, um sie der Gestalt des Gegenstandes anzupassen und die induzierten Ströme auf die Oberfläche desselben zu konzentrieren.Although it is advisable to use high frequency alternating currents for the purpose of causing the To use skin heating effect, it is also possible to use interrupted direct currents, in which the interruptions have a sufficiently high frequency. The method can be used for the treatment of pipes, Plates, objects of any shape, etc. can be used by making the winding in the shape of a circle, a flat coil spring or the like trains them to the shape of the object adapt and concentrate the induced currents on the surface of the same.

Claims

Claim:

Process for coating a metal or a metal alloy with a or more other metals or alloys in which the coating metal is applied to the base metal e.g. B. by plating is applied in a thin, uninterrupted layer and the two metals on the contact surface by application are connected to one another by high-frequency induction currents, characterized in that the speed, with which the object to be coated by the induction

flow fed heating device is moved and the energy or number of periods of the induction currents are dimensioned such that the heating changes the surface of the base metal only a little and one

Coating layer is created which contains the coating metal in a pure state and connected to the base metal by a relatively thin layer of alloy is.