DE60012369T2 - DRAWN METAL COMPOSITE WIRE - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft einen verformten Metallverbunddraht und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbunddrahts. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendungen eines derartigen verformten Metallverbunddrahts.The The present invention relates to a deformed metal composite wire and a method for producing such a composite wire. The present invention also relates to the uses of such deformed metal composite wire.
Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art
Gemäß allgemeinem Verständnis sind Metallverbunddrähte als Metalldrähte zu verstehen, die aus Elementen bestehen, die aus verschiedenen Metallen bestehen.According to general understanding are metal composite wires as metal wires to understand, which consist of elements, which consist of different ones Consist of metals.
Derartige Metallverbunddrähte sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die Patentschrift GB 325 248 (Anmeldedatum: 1928) einen Verbunddraht, der als elektrischer Leiter verwendet werden soll. Dieser Leiterdraht besteht aus zumindest drei Filamenten. Zumindest ein Filament, z. B. ein Stahlfilament, fungiert als Zugelement und zumindest ein Filament, z. B. ein Kupferfilament, fungiert als leitendes Element.such Metal composite wires are known in the art. For example, the Patent GB 325 248 (date of filing: 1928) discloses a composite wire, to be used as an electrical conductor. This conductor wire consists of at least three filaments. At least one filament, z. As a steel filament acts as a tension element and at least one Filament, e.g. As a copper filament acts as a conductive element.
Die Japanische Patentanmeldung JP-A-09-047810 offenbart einen Metallverbunddraht, der wie folgt gefertigt wird: einzelne Stahlfilamente werden zunächst mittels einer elektrolytischen Plattierungstechnik mit Aluminium beschichtet, die so beschichteten Filamente werden gebündelt und im Ganzen gezogen, so dass das Aluminiumbeschichtungsmaterial die Lücken zwischen den Stahlfilamenten füllt. Die Stahlfilamente werden nicht verformt.The Japanese Patent Application JP-A-09-047810 discloses a metal composite wire which is manufactured as follows: individual steel filaments are first by means of an electrolytic plating technique coated with aluminum, the filaments coated in this way are bundled and pulled together, so that the aluminum coating material the gaps between the steel filaments crowded. The steel filaments are not deformed.
Die JP-A-09-047810 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 und 17.The JP-A-09-047810 discloses the features of the preamble of claim 1 and 17.
Metallverbundstrukturen, bei denen Metallfilamente durch ein anderes Metall getrennt sind, wurden z. B. in der Patentschrift US-A-3.394.213 und in den Japanischen Dokumenten JP-A-51-017163, JP-A-62260018 als Fertigungsverfahren zur Herstellung von Metallfasern beschrieben. In all diesen Dokumenten bestand die einzige Aufgabe der Kombination verschiedener Metalle darin, die Herstellung sehr dünner Fasern zu ermöglichen. Die Funktion des Metalls um und zwischen den Filamenten bestand darin, die Filamente während der Verformung getrennt zu halten. Nach der Verformung wird dieses Metall entfernt, um Fasern zu erhalten. Dieses Metall ist damit nicht Teil des Endprodukts.Metal composite structures where metal filaments are separated by another metal, were z. In US-A-3,394,213 and in Japanese JP-A-51-017163, JP-A-62260018 as a manufacturing method for the production of metal fibers described. In all these documents the only task was to combine different metals in it, the production very thin To allow fibers. The function of the metal around and between the filaments was in it, the filaments during to keep the deformation separate. After deformation, this becomes Metal removed to obtain fibers. This metal is with it not part of the final product.
Das trennende Metall ist auch ein Metall, das bei den Temperaturen des Heißrollens oder der in diesem Prozess beschriebenen Behandlung nicht schmilzt (typischerweise Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt). Die Zahl der Filamente ist immer ziemlich hoch, da dies die einzige Weise ist, um mit diesem Prozess Fasern kleiner Größe zu erhalten (typischerweise mehr als 500).The Separating metal is also a metal that can withstand the temperatures of hot rolling or the treatment described in this process does not melt (typically low carbon steel). The number The filaments are always pretty high as this is the only way in order to obtain small size fibers (typically more than 500).
Die US-A-3,907,550 offenbart Verbundknüppel, die als Ausgangsstoff für supraleitende Drähte fungieren. Stangen eines Metalls, das in der Lage ist, einen Supraleiter zu bilden, werden in ein geschmolzenes Bad aus normalem Material getaucht, d. h., das nicht in der Lage ist, einen Supraleiter zu bilden. Nach dem Erstarren ist ein grober Knüppel gebildet, der starken Verformungen unterworfen werden kann, die durch zwischenzeitliche Wärmebehandlungen möglich gemacht werden. Die Funktion des Festigens oder Verstärkens ist kein Thema.The US-A-3,907,550 discloses composite billets as starting material for superconducting wires act. Rods of a metal that is capable of producing a superconductor To form, are in a molten bath of normal material dipped, d. h., which is unable to accept a superconductor form. After solidification, a coarse billet is formed, the strong Deformations can be subjected by interim heat treatments possible be made. The function of consolidating or amplifying is no problem.
Gemäß anderem Stand der Technik ist es auch allgemein bekannt, die Biegsamkeit eines langen Metallelements zu verbessern, indem man aus dünneren Elementen (Drähte, Filamente,...) eine Litze oder ein Seil fertigt. Den Verbesserungen der Biegsamkeit, die so erhalten werden, steht eine Verminderung der Festigkeit (verglichen mit einem ähnlich langen Element mit massivem Querschnitt; wegen eines geringen Füllgrades) und auch eine niedrigere Leistung bezüglich z. B. der Korrosionsfestigkeit und der Abriebfestigkeit entgegen. Eine weitere Verbesserung dieser Kabel beinhaltet die Kompaktifizierung dieser Litzen oder Seile (Kompaktifizieren, Gesenkbearbeitung, Ziehen): die Filamente werden so kompaktifiziert, dass der Füllgrad zunimmt, wodurch die Festigkeit je Einheitsquerschnitt verbessert wird und in geringerem Maße auch die Abriebfestigkeit und Korrosionsfestigkeit verbessert wird. (Siehe z. B. die Patentschriften US-A-3.131.469, US-A-3.364.289, US-A-3.130.536, US-A-3.083.817). Bei diesem Prozess können die Ausgangslitzen oder Seile nur in geringerem Maße (typischerweise 30–50% Längung) gezogen werden (gelängt mit einer Querschnittsverminderung).According to other It is also well known in the art to be flexible to improve a long metal element by using thinner elements (Wires, Filaments, ...) makes a strand or a rope. The improvements of the flexibility thus obtained stands a diminution the strength (compared to a similar long element with solid Cross-section; because of a low degree of filling) and also a lower one Performance re z. B. the corrosion resistance and abrasion resistance. A further improvement of these cables involves the compactification of these strands or ropes (compacting, swaging, drawing): the filaments are compacted so that the degree of filling increases, whereby the strength per unit cross-section is improved and to a lesser extent also the abrasion resistance and corrosion resistance is improved. (See, for example, the patents US-A-3,131,469, US-A-3,364,289, US-A-3,130,536, US-A-3,083,817). In this process, the Starting strands or ropes pulled to a lesser extent (typically 30-50% elongation) be (lengthened with a necking).
Die Patentanmeldung WO-A-99/23673 beschreibt auch die Möglichkeit in der Mitte eines Filaments ein weicheres Material hinzuzufügen, das durch Kompaktifizierung die offenen Räume zwischen den Filamenten besser füllt. Aber auch hier ist der Verformungsgrad begrenzt.The Patent application WO-A-99/23673 also describes the possibility in the middle of a filament to add a softer material that by compacting the open spaces between the filaments better fill. But here, too, the degree of deformation is limited.
Kurze Darstellung der ErfindungBrief description of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu beheben.A The object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior Fix technique.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen hochverformten Metallverbunddraht bereitzustellen.A Another object of the invention is to provide a highly deformed To provide metal composite wire.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, Drähte bereitzustellen, die entweder durch eine hohe Zugfestigkeit (d. h. wesentlich höher als 2000 MPa), eine hohe Korrosionsfestigkeit, eine hohe Biegsamkeit, eine hohe Leitfähigkeit,.. (oder eine beliebige Kombination) im Vergleich zu herkömmlichen Drähten gekennzeichnet sind.A The object of the invention is also to provide wires that either by a high tensile strength (i.e., substantially higher than 2000 MPa), high corrosion resistance, high flexibility, one high conductivity, .. (or any combination) compared to conventional ones wires Marked are.
Eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Drähte mit einer hohen Korrosionsfestigkeit bereitzustellen.A particular object of the present invention is to wire with to provide a high corrosion resistance.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein verformter Metallverbunddraht bereitgestellt. Dieser Verbunddraht umfasst eine Matrix aus einem ersten Metall mit einem ersten Schmelzpunkt und zwei oder mehr Filamente aus einem zweiten oder dritten Metall, die in der Matrix eingebettet und von der Matrix umgeben sind. Entweder das zweite oder weitere Metall oder beide sind ein Kohlenstoffstahl oder ein rostfreier Stahl. Das zweite oder weitere Metall weist einen Schmelzpunkt auf, der höher oder gleich dem ersten Schmelzpunkt ist. Der Verbunddraht ist in einem deformierten Zustand, so dass zwei oder mehr Filamente einen nicht kreisförmigen Filamentquerschnitt aufweisen.According to one First aspect of the present invention is a deformed metal composite wire provided. This composite wire comprises a matrix of one first metal having a first melting point and two or more filaments from a second or third metal embedded in the matrix and are surrounded by the matrix. Either the second or further Metal or both are a carbon steel or a stainless one Stole. The second or further metal has a melting point, the higher or equal to the first melting point. The composite wire is in a deformed state, so that two or more filaments one not circular Have filament cross section.
Die Funktion der Matrix aus dem ersten Metall kann mehrfach sein:
- – Sie hält die Filamente während der Verformung zusammen;
- – Sie fungiert als Gleitmittel während des Verformungsprozesses;
- – Sie fügt eine zusätzliche Eigenschaft zu dem endgültigen verformten Metallverbunddraht hinzu, wie beispielsweise eine Antireibungseigenschaft, elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsfestigkeit,...
- – Sie sorgt für eine höhere Verformung und Spannungshärtung der Filamente. Die Menge des Matrixmaterials und sein Volumenverhältnis in Bezug zum Volumen der Filamente haben Einfluss auf die Ziehfähigkeit. Ein Volumenverhältnis von 1 zu 1 erlaubt bereits einen hohen Verformungsgrad.
- - It holds the filaments together during the deformation;
- - It acts as a lubricant during the deformation process;
- It adds an additional property to the final deformed metal composite wire, such as anti-friction property, electrical conductivity, corrosion resistance, ...
- - It ensures a higher deformation and stress hardening of the filaments. The amount of matrix material and its volume ratio relative to the volume of the filaments have an influence on the drawability. A volume ratio of 1 to 1 already allows a high degree of deformation.
Die Filamente in dem verformten Verbunddraht erhalten typischerweise einen Querschnitt, der einem Polygon ähnlich ist. Aufgrund des Verformungsgrads, der sehr hoch sein kann, können einige "Seiten" des Polygons ein grobes Aussehen haben.The Filaments in the deformed composite wire are typically obtained a cross section similar to a polygon. Due to the degree of deformation, which can be very high some "sides" of the polygon have a rough appearance.
Der Verbunddraht weist vorzugsweise aufgrund seines Ziehens durch ein Zieheisen einen runden Querschnitt auf.Of the Composite wire preferably has due to its pulling through Peel a round cross section.
Für das erste, weichere Metall kann Zink, eine Zinklegierung, Aluminium, Messing, Zinn, eine Zinnlegierung, etc... verwendet werden.For the first, softer metal can be zinc, a zinc alloy, aluminum, brass, Tin, a tin alloy, etc ... are used.
Die Metallfilamente können in beliebiger Zahl, beginnend mit der Mindestzahl von zwei Filamenten, vorhanden sein. Typische Werte liegen zwischen drei und zwanzig. In den meisten Fällen ist die Zahl der Filamente kleiner als siebenundzwanzig.The Metal filaments can in any number, starting with the minimum number of two filaments present be. Typical values are between three and twenty. In most make the number of filaments is less than twenty-seven.
Die Metallfilamente sind aus einem zweiten oder dritten Metall mit einem Schmelzpunkt gefertigt, der höher als oder gleich dem Schmelzpunkt des Matrixmaterials ist.The Metal filaments are made of a second or third metal with a Melting point made, the higher is equal to or equal to the melting point of the matrix material.
Wie bereits erwähnt wurde, besteht entweder das zweite Metallfilament oder das dritte Metallfilament oder beide Filamente aus Kohlenstoffstahl oder rostfreiem Stahl, um den erwünschten Festigungs- oder Verstärkungswirkung zu erhalten.As already mentioned is either the second metal filament or the third Metal filament or both filaments of carbon steel or stainless Steel, to the desired Strengthening or strengthening effect to obtain.
Die Metallfilamente können eine beliebige Größe aufweisen. Typische Werte für die Querschnittsfläche variieren zwischen 0,01 mm2 und 10 mm2.The metal filaments can be of any size. Typical values for the cross-sectional area vary between 0.01 mm 2 and 10 mm 2 .
Die Metallfilamente weisen die gleiche Längsorientierung des Drahtes auf; sie können entweder parallel oder verdrillt, gedreht, gebündelt oder verseilt... sein. Die einzelnen Metallfilamente können auch eine beliebige Metallbeschichtung einer beliebigen Dicke aufweisen (z. B. Zn-beschichteter Stahl,...) und diese Beschichtung kann durch ein beliebiges Verfahren aufgebracht werden (elektrolytisch, Heißtauchen, Verkleiden,..). Auch einzelne Metallfilamente ohne Beschichtung sind ebenso möglich.The Metal filaments have the same longitudinal orientation of the wire on; you can either parallel or twisted, twisted, bundled or stranded ... The individual metal filaments can also have any metal coating of any thickness (eg Zn-coated steel, ...) and this coating can by any method (electrolytic, hot dipping, Dress, ..). Also single metal filaments without coating are also possible.
Erfindungsgemäß ist eine
Endverformungsreduzierung von zumindest 50%, z. B. mehr als 90%
oder sogar mehr als 99% möglich.
Der Begriff 'Endverformung' bezieht sich auf
eine Verformung des Verbunddrahts ohne zwischenzeitliche Wärmebehandlungen.
Der Begriff "Reduzierung" ist als Querschnittsreduzierung
definiert und kann berechnet werden als:
Wobei
Si der Wert der Ausgangsquerschnittsfläche des
Verbunddrahts ist;
und wobei Sf der
Wert der Endquerschnittsfläche
des Verbunddrahts ist.Where S i is the value of the starting cross-sectional area of the composite wire;
and where S f is the value of the final cross-sectional area of the composite wire.
Der Draht kann Filamente in einer beliebigen Kombination der oben genannten Fälle halten (z. B. ein Kohlenstoffstahlfilament umgeben von sechs kleineren Kupfer- oder Aluminiumfilamenten oder Stahlfilament mit niedrigem Kohlenstoffgehalt oder ein Kupferfilament umgeben von sechs Stahlfilamenten mit hohem Kohlenstoffgehalt).Of the Wire can be filaments in any combination of the above Hold cases (eg a carbon steel filament surrounded by six smaller ones Copper or aluminum filaments or low filament steel filaments Carbon content or a copper filament surrounded by six steel filaments with high carbon content).
Die Filamente können irgendwo im Querschnitt des Drahtes platziert werden und können in Untergruppen gruppiert werden (z. B. 3 × 3 oder 7 × 3). Einige Filamente können in der Mitte eines Drahtquerschnitts platziert sein ("Kernfilamente") und von einem oder mehreren Schichten anderer Filamente umgeben sein ("Schichtfilamente"). Bei anderen Ausführungsformen sind keine Kernfilamente vorhanden und alle Filamente sind mehr oder weniger im gleichen Abstand vom Mittelpunkt eines Drahtquerschnitts positioniert.The Filaments can can be placed anywhere in the cross section of the wire and can in Subgroups are grouped (eg 3 × 3 or 7 × 3). Some filaments may be in the center of a wire cross section ("Kernfilamente") and one or be surrounded by several layers of other filaments ("Schichtfilamente"). In other embodiments There are no core filaments and all filaments are more or less at the same distance from the center of a wire cross-section positioned.
Das Metall der Filamente kann eine beliebige metallurgische Struktur z. B. aufgrund von Wärmebehandlungen oder mechanischen Verformungen aufweisen.The Metal filaments can be any metallurgical structure z. B. due to heat treatments or have mechanical deformations.
Die Metallfilamente können Wellen, Torsionen, Wellenformen, etc. aufweisen oder auch nicht.The Metal filaments can Waves, torsions, waveforms, etc. or not.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbunddrahts vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst
- (a) Bereitstellen von zwei oder mehr Filamenten aus einem zweiten oder dritten Metall,
- (b) Bereitstellen einer Matrix aus einem ersten Metall mit einem ersten Schmelzpunkt um die zwei oder mehr Filamente, um eine Verbundstruktur zu erhalten, wobei die Filamente in der Matrix eingebettet und von der Matrix umgeben sind; das zweite oder dritte Metall besitzen einen Schmelzpunkt, der höher oder gleich dem ersten Schmelzpunkt ist;
- (c) Verformen der Verbundstruktur zu einem Verbunddraht, so dass die Filamente einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
- (a) providing two or more filaments of a second or third metal,
- (b) providing a matrix of a first metal having a first melting point about the two or more filaments to obtain a composite structure, wherein the filaments are embedded in the matrix and surrounded by the matrix; the second or third metal has a melting point higher than or equal to the first melting point;
- (c) deforming the composite structure into a composite wire such that the filaments have a non-circular cross-section.
Der Schritt des Bereitstellens einer Matrix um die Filamente kann mittels eines elektrolytischen Beschichtungsschritts oder eines Heißtauchvorgangs oder einer Kombination von beiden erfolgen, wobei der elektrolytische Beschichtungsschritt dem Heißtauchvorgang vorausgeht.Of the Step of providing a matrix around the filaments can by means of an electrolytic coating step or a hot dip process or a combination of both, the electrolytic Coating step the hot dipping process precedes.
Der Verformungsvorgang erfolgt durch Kaltziehen, vorzugsweise ohne eine Zwischenwärmebehandlung.Of the Deformation process is carried out by cold drawing, preferably without a Intermediate heat treatment.
Die zwei oder mehr Filamente können vor der Bereitstellung der Matrix um diese zwei oder mehr Filamente verdrillt werden oder auch nicht.The two or more filaments can before providing the matrix around these two or more filaments twisted or not.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen beschrieben werden:The Invention will now be more detailed with reference to the following attached drawings become:
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindungdescription of the preferred embodiments the invention
Die
mit Zink beschichtete, verdrillte Struktur wird dann durch eine
Reihe von Zieheisen kaltgezogen.
Ein Enddurchmesser von 0,10 mm bedeutet, dass ein Reduktionsgrad von 99.55 % ohne eine Zwischenwärmebehandlung erreicht wurde.One Final diameter of 0.10 mm means that a reduction of 99.55% without an intermediate heat treatment was achieved.
Das
Resultat des Heißtauchgalvanisierungsbades
ist, dass eine kleine Eisen-Zink-Legierungsschicht an der Oberfläche der
3×1 Stahlfilamente
Diese
Eisen-Zink-Legierungsschicht kann zu brüchig werden, z. B. wenn die
Eintauchzeit in dem Zinkbad zu lang ist. Diese Brüchigkeit
kann vermieden werden, indem die Eintauchzeit vermindert wird, indem
die 3×1
Stahlfilamente
Ein
verformter Metallverbunddraht, wie er in Bezug auf die
Ein Beispiel einer derartigen Anwendung ist die Verwendung als Draht zur Elektroerosionsbearbeitung.One An example of such an application is the use as a wire for electric discharge machining.
Ein anderes Beispiel einer derartigen Anwendung ist das abschließende Verdrillen des Drahtes in ein 3 × [3×1 Stahl + Zink] Seil und seine Verwendung bei Fensterhebeanwendungen.Another example of such an application is the final twisting of the wire into a 3 × [3 × 1 steel + zinc] rope and its use in window lifting applications.
Als
Alternative zu der oben beschriebenen Ausführungsform, kann Messing als
das Matrixmaterial
- 1) Bereitstellen von Stahlfilamenten mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,80% mit einem Zwischenfilamentdurchmesser von 0,68 mm;
- 2) Beschichten der bereitgestellten Stahlfilamente mit einer dünnen Messingbeschichtung mittels eines Thermodiffusionsvorgangs;
- 3) Verdrillen von drei (oder mehr) mit Messing beschichteten Stahlfilamenten mittels einer rohrförmigen Drillmaschine;
- 4) Durchleiten der verdrillten 3×1 Filamente durch ein ZnCl2(NH4Cl) Bad;
- 5) Entfernen von Badresten von der verdrillten Struktur und Trocknen der verdrillten Struktur;
- 6) Kurzes (i. e. weniger als 1,0 Sekunde, z. B. weniger als 0,50 Sekunden) Eintauchen der verdrillten Struktur in ein Heißtauchmessingbad, mit einer Temperatur über 930°C, und der folgenden Zusammensetzung: 62% bis 70% Kupfer (z. B. 64% Cu), 30% bis 38% Zn (z. B. 36% Zn). Der Grund für die kurze Eintauchzeit besteht darin, dass die Temperatur der Stahlfilamente so niedrig wie möglich gehalten werden muss, um Änderungen der Metallstruktur zu vermeiden und eine mögliche Reaktion des Stahls mit dem Messing zu begrenzen;
- 7) Entfernen der überschüssigen Messingmengen von der mit Messing beschichteten Struktur und Kühlen der mit Messing beschichteten Struktur;
- 8) Nassziehen der mit Messing beschichteten Struktur von einem Durchmesser von etwa 1,50 mm auf einen Enddurchmesser von 0,10 mm oder sogar geringer. Während dieses Ziehvorgangs fungiert die Messingmatrix als exzellentes Schmiermittel, das hohe Verformungsgrade ermöglicht.
- 1) providing steel filaments having a carbon content of 0.80% with an intermediate filament diameter of 0.68 mm;
- 2) coating the provided steel filaments with a thin brass coating by means of a thermal diffusion process;
- 3) Twisting three (or more) brass-coated steel filaments by means of a tubular drill;
- 4) passing the twisted 3 x 1 filaments through a ZnCl 2 (NH 4 Cl) bath;
- 5) removing bath residue from the twisted structure and drying the twisted structure;
- 6) Short (ie, less than 1.0 second, eg, less than 0.50 seconds) immersion of the twisted structure in a hot dip brass bath, having a temperature above 930 ° C, and the following composition: 62% to 70% copper (eg 64% Cu), 30% to 38% Zn (eg 36% Zn). The reason for the short immersion time is that the temperature of the steel filaments must be kept as low as possible in order to avoid changes in the metal structure and to limit a possible reaction of the steel with the brass;
- 7) remove the excess brass from the brass coated structure and cool the brass coated structure;
- 8) Wet drawing the brass coated structure from a diameter of about 1.50 mm to a final diameter of 0.10 mm or even less. During this drawing process, the brass matrix acts as an excellent lubricant, allowing high degrees of deformation.
Ein verformter Metallverbunddraht mit einer Messingmatrix kann als Armierung von Gummiartikeln wie beispielsweise Reifen, Förderbändern, Zahnriemen verwendet werden.One deformed metal composite wire with a brass matrix can be used as a reinforcement used by rubber articles such as tires, conveyor belts, toothed belts become.
Der mit Messing beschichtete verformte Metallverbunddraht kann in dieser Armierung als solcher verwendet werden oder er kann gebündelt werden oder zusammen mit anderen Drähte oder Filamenten, die Verbundmaterial sein können oder nicht, verdrillt werden, bevor er in dem Gummiartikel eingebettet wird.Of the Molded metal composite wire coated with brass may be used in this Reinforcement can be used as such or it can be bundled or together with other wires or filaments, which may or may not be composite material before being embedded in the rubber article.
Ein
derartiger Metallverbunddraht kann als Kabel für Starkstromanwendungen verwendet
werden. Das Stahlfilament
Für diese 1+6 Konfiguration sind auch andere Ausführungsformen möglich.For this 1 + 6 configuration, other embodiments are possible.
Es
kann ein Kernfilament
Wenn die sechs Schichtfilamente aus einem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt bestehen (Kohlenstoffgehalt über 0.6%), kann das Kernfilament aus einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (% C weniger als 0.5%), aus Kupfer oder aus Aluminium bestehen.If the six layer filaments made of a high-carbon steel consist (carbon content over 0.6%), the core filament can be made of a low carbon steel (% C less than 0.5%), made of copper or aluminum.
Im Falle einer 1+6 Konfiguration hat es sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, als Ausgangskonfiguration ein Kernfilament mit einem Durchmesser etwas größer als der Durchmesser der sechs Schichtfilamente zu haben. Dies verbessert das Eindringen des Metallmatrixmaterials in die Litze und verbessert die Ziehbarkeit.in the In the case of a 1 + 6 configuration, it has been shown to be beneficial is, as initial configuration, a core filament with a diameter a bit bigger than to have the diameter of the six layer filaments. This improves the penetration of the metal matrix material into the strand and improves the drawability.
Beispiele und ErgebnisseExamples and results
1. Rostfreier Stahl in 3×1 Konfiguration1. Stainless steel in 3 × 1 configuration
Rostfreie Stahldrähte mit der Zusammensetzung 316L werden von 1,50 mm zu einem 0,50 mm Filament gezogen. Drei Filamente werden zu 3×0,50 mm (Außendurchmesser des Verbunddrahts gleich 1.08 mm) verdrillt, in Zink heißgetaucht und anschließend gezogen. Der Verbunddraht wurde ohne Probleme auf einen Außendurchmesser von 0,15 mm gezogen, d. h. weit jenseits der normalen Ziehbarkeit von rostfreiem Stahldraht. Der anfängliche Metallquerschnitt des rostfreien Stahldrahts (Durchmesser 1,50 mm) wurde auf einen Metallquerschnitt mit einem Durchmesser von annähernd 0,07 mm innerhalb des Querschnitts des verformten Verbunddrahts reduziert. Dies ist äquivalent zu einer Reduzierung von 99,8% ohne Zwischenwärmebehandlung.stainless steel wires with the composition 316L will be from 1.50 mm to 0.50 mm Filament pulled. Three filaments are added to 3 x 0.50 mm (outside diameter of the Composite wire equal to 1.08 mm) twisted, hot dip in zinc and subsequently drawn. The composite wire was without problems on an outer diameter drawn from 0.15 mm, d. H. far beyond the normal drawability of stainless steel wire. The initial metal cross section of the stainless steel wire (diameter 1.50 mm) was placed on a metal cross-section with a diameter of approximately 0.07 mm within the cross-section of the deformed composite wire reduced. This is equivalent to a reduction of 99.8% without intermediate heat treatment.
2. Kohlenstoffstahl in 3×1 Konfiguration-Zugfestigkeit2. Carbon steel in 3 × 1 configuration tensile strength
Die Zugfestigkeit Rm eines einzelnen Filaments (Referenz) wurde mit der Zugfestigkeit eines verformten Verbunddrahts (Erfindung) verglichen. Sowohl das einzelne Filament als auch die Filamente des Verbunddrahts bestehen aus einem 0,70% C Kohlenstoffstahl. Die drei Filamente in dem Verbunddraht wurden galvanisiert. Im Falle der Erfindung gibt es einen deutlichen Gewinn in der Zugfestigkeit aufgrund der erhöhten Verformung. Tabelle 1 fasst die Ergebnisse zusammen.The tensile strength R m of a single filament (reference) was compared with the tensile strength of a deformed composite wire (invention). Both the single filament and the filaments of the composite wire are made of a 0.70% C carbon steel. The three filaments in the composite wire were plated. In the case of the invention, there is a significant gain in tensile strength due to the increased deformation. Table 1 summarizes the results.
Tabelle 1 Table 1
3. Kohlenstoffstahl in 3×1 Konfiguration – Korrosionsfestigkeit3. Carbon steel in 3 × 1 configuration - corrosion resistance
Die Korrosionsfestigkeit eines einzelnen galvanisierten Drahtes wurde mit der Korrosionsfestigkeit eines erfindungsgemäßen verformten Verbunddrahts verglichen. Tabelle 2 gibt die Zeitspanne an, die es dauert, bis die ersten Flecken von dunklem braunen Rost (DBR) auftreten und bis 5% der Oberfläche mit dunklem braunen Rost bedeckt sind.The Corrosion resistance of a single galvanized wire was with the corrosion resistance of a deformed composite wire according to the invention compared. Table 2 indicates the amount of time it takes before The first spots of dark brown rust (DBR) occur and up to 5% of the surface covered with dark brown rust.
Tabelle 2 Table 2
4. Eigenschaften von aus den verformten Verbunddrähten gefertigten Tauen oder Seilen4. Properties of off the deformed composite wires manufactured ropes or ropes
Ein erfindungsgemäßer, verformter Verbunddraht von 0,15 mm (aus drei Filamenten bestehend) wurde verwendet, um ein Seil von 3 × 3 × 0, 15 mm zu fertigen. Dieses Seil wurde mit einem leicht galvanisierten 3 × 3 × 0,15 mm Seil und einem stark galvanisierten 3 × 3 × 0,15 mm Seil verglichen. Tabelle 3 gibt die Ergebnisse an.One inventive, deformed Composite wire of 0.15 mm (consisting of three filaments) was used around a rope of 3 × 3 × 0, 15 mm to manufacture. This rope was made with a slightly galvanized 3 × 3 × 0.15 mm Rope and a heavily galvanized 3 × 3 × 0.15 mm rope compared. Table 3 gives the results.
Tabelle 3 Table 3
Das aus dem erfindungsgemäßen Draht hergestellte Seil verhält sich hinsichtlich Zugfestigkeit und Korrosionsfestigkeit am besten. Hinsichtlich der Ermüdungsfestigkeit verhält es sich besser als ein stark galvanisiertes Seil und schlechter als ein leicht galvanisiertes Seil.The rope made from the wire according to the invention is best in terms of tensile strength and corrosion resistance. In terms of fatigue strength, it behaves better than a strong gal vanished rope and worse than a slightly galvanized rope.
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