DE598766C - Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallen Es ist bekannt, plattierte Metallstücke durch Zusammenschweißen und anschließendes Verwalzen kompakter Metalle herzustellen. Das Verfahren setzt jedoch große Erfahrung voraus und erfordert den Aufwand beträchtlicher Arbeit. Anstatt die beiden zu vereinigenden Metalle in kompakter Form miteinander zu verschweißen, hat man auch schon vorgeschlagen, die eine Schicht in fein verteilter und die andere in kompakter Form anzuwenden.
• Es wurde nun gefunden, daß man in besonders einfacher und vorteilhafter Weise mit festhaftenden Auflagen versehene Metallstücke bzw. Verbundmetalle herstellen kann, wenn man bei dem letzterwähnten Verfahren für die Schicht aus fein verteiltem Material die aus Metallcarbonylen erhaltene Produkte, z. B. die durch thermische Zersetzung ihrer Carbonyle unmittelbar als Pulver gewonnenen Metalle, wie Eisen, Nickel, Kobalt oder Molybdän, verwendet; diese Metallpulver bilden außerordentlich gut haftende Metallschichten. Sollen legierte Metallschichten hergestellt werden,- so wählt man entsprechend zusammengesetzte Pulvergemische. Da die Carbonylmetallpulver bei der technischen Herstellung kohlenstoff- und bzw. oder sauerstoffiialtig anfallen, kann man bei der Verarbeitung so verfahren, daß man die Pulver in solchen Verhältnissen mischt, daß Kohlenstoff und Sauerstoff während der Sinterung verflüchtigt werden und ein Metall der gewüngchten Zusammensetzung, insbesondere mit dem gewünschten Kohlenstoffgehalt, erhalten wird. Als Ausgangs- oder Zusatzstoffe sind auch die durch thermische Zersetzung von Metallcarbonylen unter oxydierenden Bedingungen erhaltenen Metalloxyde geeignet. Bei der Verarbeitung nicht metallischen Materials arbeitet man zweckmäßig in reduzierender Atmosphäre oder unter Zusatz fein verteilter Reduktionsmittel, wie Ruß. Dem Pulver können auch sonstige nicht metallische Stoffe, wie Metalloxyde anderer Herkunft oder Metalloide, Schlacken, Silikate, Ammoniumchlorid u. dgl., zugefügt werden, die z. B. das Sintern -und Schweißen begünstigen.
• Je nach der Ausführung des Verfahrens gelangt man zu verschiedenartigen Verbundmetallen. Zur Herstellung von Bimetallen sintert man auf ein kompaktes Metallstück das Pulver in genügender Dicke auf und verwalzt anschließend. Auch kann man das Pulver zunächst für sich zu einem porösen Stück sintern und dieses dann noch warm oder nach dem Erkalten durch Verwalzen mit dem kompakten Material fest verbinden. Hierbei kann es zweckmäßig sein, die Vereinigung der Stücke noch durch zwischengestreutes ,Metallpulver zu begünstigen. Statt durch Verwalzen können die Schichten durch eine andere, gegebenenfalls allmählich sich steigernde Druckbehandlung, wie Pressen oder Schmieden, fest verbunden werden, und zwar zweckmäßig in der Wärme, indem man unmittelbar oder allmählich, z. B. stufenweise, auf die gewünschte Arbeitstemperatur erhitzt.
• Zur Herstellung von Bi- oder Trimetallen u. dgl. bringt man zwischen zwei Metallstücken eine Metallpulverschicht an und versalzt das Ganze anschließend. Wählt man die Schicht zwischen den beiden Metallstücken, die entweder aus dem gleichen Metall oder aus verschiedenen Metallen bestehen können, sehr dünn, so dient das Pulver gewissermaßen nur als Bindemittel. Der Vorteil dieser Arbeitsweise liegt darin, daß man in einfacherer Weise als bisher, und zwar ohne das früher meist erforderliche Planieren der zu vereinigenden Metallstücke, Verbundmetalle herstellen kann.
• Nach dem neuen Verfahren lassen sich nicht nur Metallstücke mit ebenen Flächen, wie Bleche oder Platten, sondern z. B. auch Drähte oder Rohre erzeugen. Zur Herstellung plattierter Drähte arbeitet man zweckmäßig in der Weise, daß man in Stangen, oder Blockform vorliegendes Metall in Metallpulver bzw. Metallpulvergemische einbettet, dann die ganze Masse durch eine Wärmebehandlung, gegebenenfalls unter Anwendung von Druck, zu einem Stück verbindet und dieses in bekannter Weise weiter zu Draht walzt und nötigenfalls zieht. Ganz ähnlich können plattierte Hohlkörper, z. B. Rohre, hergestellt werden, indem man die Metallpulver entweder auf einen kompakten hohlen oder vollen Kern aufsintert und gegebenenfalls nach einem Lochpressen nach bekannten Verfahren zu Rohren weiterverarbeitet.
• Die Carbonylmetallpulver zeichnen, sich durch eine so außerordentliche Sinterfähigkeit aus, daß sie mit den kompakten Metallstücken auch ohne Druck zu Stücken von völlig genügender Festigkeit zusammensintern, welche anschließend zu den fertigen Verbundmetallen ohne Schwierigkeiten weiterverarbeitet werden können. Zufolge der großen Haftfestigkeit zwischen Sinterschicht und kompakter Schicht tritt keine Rißbildung beim Walzen und, beim Biegen des ausgewalzten Schichtmetalls auf.
• In manchen Fällen ist es zweckmäßig, das mit einem anderen Metall zu überziehende Kernstück durch eine Innenheizung, z. B. durch Gasbeheizung, falls es sich um einen Hohlkörper, z. B. ein Rohr, handelt, oder durch den elektrischen Strom, auf die zum Aufsintern des Pulvers erforderliche Temperatur zu bringen. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, daß Entkohlung und Oxydation des Pulvers. durch den Sauerstoff der Luft nicht so leicht auftreten wie bei der Anwendung einer Außenheizung, bei der die äußeren Teile des Pulvers am höchsten erhitzt werden. Weiter gelingt es bei der Innenheizung, einen besonders gleichmäßig zusammengesetzten Metallüberzug zu erhalten, weil bei der von innen nach außen fortschreitenden, Verfestigung aus Kohlenstoff und Sauerstoff enthaltenden Pulvern Gase leichter entweichen können als bei einer in, umgekehrter Richtung verlaufenden Verfestigung. Beispiel i Eine Kupferplatte wird mit i,31 °/o Kohlenstoff und 1,920/, Sauerstoff enthaltendem Carbonyleisenpulver bestreut, so daß sich eine 2 mm hohe Schicht bildet, und dann eine vom Rost befreite Eisenplatte darauf gelegt. Man erhitzt das Ganze auf 9-50', wobei das .Pulver zusammensintert. Durch Versalzen 'des warmen Stückes erhält man ein Eisenblech mit gleichmäßig festhaftendem Kupferüberzug. Beispiel e Eine Platte aus V2A-Stahl wird mit einer etwa 2 mm hohen Schicht aus 1,31 °/o Kohlenstoff und 1,92 0/p Sauerstoff enthaltendem Carbonyleisenpulver versehen und dann eine saubere Eisenplatte aufgelegt. Durch kurzes Erhitzen auf iioo° und Versalzen in der Wärme erhält man ein mit festhaftendem Überzug aus V2A-Stahl versehenes Eisenblech. Beispiel 3 Auf eine Platte aus tiefziehfähigem Eisen wird eine 2o mm hohe Schicht aus kohlenstoffhaltigem Carbonylnickelpulver gebracht. Nach dem Erhitzen auf ii5o° wird das Stück warm versalzt. Man erhält ein vernickeltes Eisenblech, das durch eine besonders gute Tiefziehfähigkeit ausgezeichnet ist und zur Herstellung der verschiedensten Gegenstände, wie Kochgeschirre, Armaturen usw., dienen kann. Beispiel q. In der Längsachse einer aufrecht gestellten zylindrischen Form aus feuerfestem Steinmaterial wird ein Nickelrohr angeordnet und der Raum zwischen Rohr und Form mit 1,92 % Sauerstoff und 1,31 % Kohlenstoff enthaltendem Carbonyleisenpulver gefüllt. Die beiden Enden des Nickelrohres werden an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen und in dieser Weise der Inhalt der Form auf etwa 120o° erhitzt. Hierbei sintert das Eisenpulver auf der äußeren Wandung des Nickelrohres fest, so daß ein kompaktes Nickelrohr mit einem porösen Stahlüberzug entsteht. Das Rohr wird dann bei etwa der gleichen Temperatur durch Walzen zu einem kompakten Stahlrohr mit einer Innenplattierung aus Nickel verarbeitet. Beispiel s Ein 3 mm dickes Blech aus V2A-Stahl wird mit einer 3 mm starken Schicht aus i,31'/,Kohlenstoff und. 1,92°/o Sauerstoff enthaltendem Carbonyleisenpulver bestreut und eine 8 mm starke Kupferplatte oben aufgelegt. Nach halbstündigem Erhitzen. auf 90o° wird das Stück warm verwalzt. Man erhält ein Kupferblech mit einem festhaftenden Überzug aus V2A-Stahl.
• Beispiel 6 Zwischen eine Aluminium- und Eisenplatte wird reines Carbonyleisenpulver gestreut und das Ganze in einer Blechtasche auf 60o° erhitzt und warm ausgewalzt. Man erhält ein homogen mit Aluminium überzogenes Eisenblech.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallen, wie plattierten Gegenständen, Schichtmetallen u. dgl., unter Ausschluß des Schmelzweges, wobei mindestens eine der zu vereinigenden Schichten. in fein verteilter Form und mindestens eine andere in kompakter Form angewendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als fein verteiltes Material die aus Metallcarbonylen erhaltenen Produkte verwendet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen den zu vereinigenden kompakten Metallstücken vor ihrer Verarbeitung durch Erhitzen und gegebenenfalls Pressen eine Schicht aus fein. verteiltem Carbonvlmetall anordnet.