DE641323C

DE641323C - Process for the production of multilayer metals from several, primarily two metals of very different extensibility or machinability and hardness

Info

Publication number: DE641323C
Application number: DEK134256D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Georg Durst
Original assignee: FR KAMMERER A G
Current assignee: FR KAMMERER A G
Priority date: 1934-05-30
Filing date: 1934-05-30
Publication date: 1937-03-01

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
t MÄRZ 1937ISSUED ON
t MARCH 1937

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVl 641323 KLASSE 491 GRUPPE JVl 641323 CLASS 491 GROUP

Fr. Kammerer A.-G. in Pforzheim*)Ms. Kammerer A.-G. in Pforzheim *)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. Mai 1934 abPatented in the German Empire on May 30, 1934

Es sind Mehrschichtenmetalle bekannt, bei denen zwischen zwei für das Wesen des Mehrschichtenmetalls wesentlichen Schichten eine Zwischenschicht angebracht ist. Bei denThere are multilayer metals known in which between two for the essence of the Multilayer metal essential layers an intermediate layer is attached. Both

"5 bekannten derartigen Metallen haben diese Zwischenschichten metallurgische, chemische oder elektrochemische Aufgaben zu erfüllen. So hat man Zwischenschichten verwendet, um die Diffusion der beiden Metalle ineinander oder eine schmelzflüssige Legierungsbildung aus den beiden Metallen während des Schweißvorganges zu verhindern. Weiter hat man solche Zwischenschichten von dem Gesichtspunkte aus gewählt, daß sich das Metall der Zwischenschicht mit jedem der beiden Hauptmetalle leicht und gut verschweißen läßt, was dann von Vorteil ist, -wenn sich die beiden Hauptmetalle selbst nur schlecht schweißen lassen. Auch zur Verstärkung der Schutzwirkung einer nur dünnen Edelmetallauflage auf einer unedlen Unterlage hat man eine Zwischenschicht aus einem widerstandsfähigeren Metall als die Unterlage ist angebracht, z. B. Nickel unter einer sehr dünnen Goldauflage. Dann hat man auch Zwischenschichten so ausgewählt, daß durch sie das elektrochemische Spannungsgefälle zwischen den beiden Hauptmetallen unterteilt ist und so die Korrosionsneigung herabgesetzt wird. Aus Gründen der Metallfärbung hat man auch Zwischenschichten angewendet, um-bei Verletzung der oberen Schicht kein anders gefärbtes Unterlagsmetall zutage treten zu lassen. Schließlich hat man auch schon zwischen zwei Schichten aus harten Metallen eine Zwischenschicht aus einem weichen Metall eingeschaltet, die als eine Art Gleitschicht beim Herüberziehen des einen Metalls über die Kante des anderen dienen soll."5 known such metals, these intermediate layers have metallurgical, chemical or to perform electrochemical tasks. So one has used interlayers to the diffusion of the two metals into one another or a molten alloy formation to prevent from the two metals during the welding process. One has further such intermediate layers are chosen from the point of view that the metal is the Interlayer can be easily and well welded to each of the two main metals, what then it is advantageous if the two main metals only weld poorly permit. Also to strengthen the protective effect of a thin layer of precious metal On a non-noble surface there is an intermediate layer made of a more resistant one Metal as the base is attached, e.g. B. Nickel under a very thin gold plating. Then one has also chosen intermediate layers so that through them the electrochemical The voltage gradient between the two main metals is divided and so the tendency to corrosion is reduced. the end For reasons of metal coloring, intermediate layers have also been used to prevent injuries not to reveal any differently colored underlying metal of the upper layer. After all, you already have between two layers of hard metal an intermediate layer of a soft metal switched on, which acts as a kind of sliding layer when pulling over one metal the edge of the other should serve.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Mehrschichtenmetall mit einer Zwischenschicht zwischen zwei Hauptmetallschichten. Es unterscheidet sich von den bekannten Mehrschichtenmetallen grundsätzlich durch den Zweck, dem die Zwischenschicht dienen soll, und demgemäß auch 'durch die Gesichtspunkte, nach denen die Zwischenschicht ausgewählt ist. In vielen Fällen besteht das Bedürfnis nach Zweischichtenmetallen, die aus zwei Metallen von sehr verschiedenen mechanischen Eigenschaften zusammengesetzt sind, ■welche für -die Möglichkeit der Herstellung und der Bearbeitungsfähigkeit entscheidend sind. Es sind dies die Festigkeit, die Streckfähigkeit und die Härte, kurz alle jene Eigenschäften, die bei der Verschweißung der beiden Metalle und der nachfolgenden Bearbeitung durch Walzen u. dgl. eine Rolle spielen. Sie sollen im folgenden unter dem Begriff der Bearbeitungsfähigkeit zusammengefaßt werden. Dem Auswalzen zweier derartig verschiedener, miteinander verschweißter Me-The invention also relates to a multilayer metal with an intermediate layer between two main metal layers. It differs fundamentally from the known multilayer metals in that it is used the purpose that the intermediate layer is intended to serve, and accordingly also 'through the points of view, according to which the intermediate layer is selected. In many cases there is a need after two-layer metals, consisting of two metals of very different mechanical Properties are composed, ■ which for -the possibility of manufacture and the ability to work are decisive. It is strength, the ability to stretch and the hardness, in short all the properties that come with welding the two together Metals and the subsequent processing by rolling and the like play a role. In the following, they will be summarized under the concept of processing ability. The rolling out of two such different, welded together

*) Von detn Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The inventor has been indicated by the patent seeker:

Difl.-Ing. Georg Durst in Pforzheim.Difl.-Ing. Georg Durst in Pforzheim.

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taue haben sich bisher nahezu unüberwindliche Schwierigkeiten entgegengesetzt, so daß solche Zweischichtenmetalle überhaupt nicht oder mit einem durchaus unwirtschaftlichen Aufwand an Herstellungskosten und mit außerordentlich großem Ausschuß hergestellt werden konnten. So kann man z. B. Bimetalle, bestehend aus einem Nickelstahl mit einer Festigkeit von 65 kg/mm² und aus einer Aluminiumlegierung mit einer Festigkeit von 12 kg/mm² wegen der großen Festigkeitsunterschiede nicht fabrikmäßig herstellen. Denn beim Walzen löst sich wegen der verschiedenen Streckfähigkeit der beiden Metalle die Schweißverbindung zwischen ihnen. Diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung behoben, die darin besteht, daß das Mehrschichtenmetall aus zwei Hauptschichten von Metallen mit sehr verschiedener Bearbeitungsf ähigkeit und einer Zwischenschicht mit einer mittleren Bearbeitungsfähigkeit zusammengesetzt ist. Es kann unter Umständen wünschenswert sein, die Unterschiede in der Bearbeitungsfähigkeit der beiden Hauptschichten nicht durch eine, sondern mehrere Zwischenschichten aufnehmen zu lassen. Zu diesem Zweck kann man die Zwischenschicht in mehrere Schichten unterteilen, deren Bearbeitungsfähigkeit schrittweise zunimmt und die den Unterschied zweckmäßig annähernd gleichmäßig aufteilen.Taue have hitherto faced almost insurmountable difficulties, so that such two-layer metals could not be produced at all or with an absolutely uneconomical expenditure in terms of production costs and with an extremely large amount of waste. So you can z. B. bimetals, consisting of a nickel steel with a strength of 65 kg / mm ² and an aluminum alloy with a strength of 12 kg / mm ² due to the large strength differences do not manufacture factory-made. Because when rolling, the welded joint between them loosens due to the different extensibility of the two metals. These difficulties are overcome by the invention, which consists in that the multilayer metal is composed of two main layers of metals with very different machinability and an intermediate layer with an intermediate machinability. Under certain circumstances it may be desirable to have the differences in the machinability of the two main layers absorbed not by one but by several intermediate layers. For this purpose, the intermediate layer can be divided into several layers, the workability of which increases gradually and which expediently distribute the difference approximately evenly.

Die Erfindung ist sowohl auf platten-, blech- und bandförmige Mehrschichtenmetalle als auch auf Drähte oder Rohre aus mehreren Schichten anwendbar, ebenso sinngemäß auf Mehrschichtenmetalle aus beliebig vielen Schichten zum Ausgleich von Härte- usw. Unterschieden der einzelnen Schichten. Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet ergibt sich für solche Zweischichtenmetalle, bei denen das eine Hauptmetall streifenförmige oder ähnliche Einlagen im anderen Hauptmetall bildet. Derartige Bimetalle werden z. B. für elektrische Kontakte verwendet. Bei derartigen Zweischichtenmetallen, bei denen die schmale, im wesentlichen rechteckige Einlage auf drei Seiten von dem Unterlagsmetall umgeben ist, genügt es nicht, nur auf der Unterseite der Einlage eine Zwischenschicht anzuordnen, denn auch durch eine solche werden die Schwierigkeiten der Verbindung zwischen Einlage und Unterlage an den Seiten nicht beseitigt. Vielmehr hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die streifenförmige Einlage auf allen Seiten von der Unterlage durch eine Zwischenschicht zu trennen.The invention applies to both plate, sheet and strip-shaped multilayer metals as well as on wires or pipes made of several layers, also analogously to Multilayer metals from any number of layers to compensate for hardness, etc. Differences between the individual layers. A particularly important area of application results are suitable for two-layer metals in which the one main metal is strip-shaped or similar deposits in the other main metal. Such bimetals are z. B. used for electrical contacts. In such two-layer metals, where the narrow, substantially rectangular insert on three sides of the underlying metal is surrounded, it is not sufficient to just an intermediate layer on the underside of the insert to be arranged, for even through such the difficulties of connection become between the insert and the underlay on the sides not eliminated. Rather, it has Proven to be useful, the strip-shaped insert on all sides of the pad separated by an intermediate layer.

Auch bei dieser Anordnung haben sich noch Nachteile in solchen Fällen herausgestellt, in denen die ausgeschnittenen Kontakte noch Biegungen quer zur Längsrichtung des Einlagestreifens unterworfen werden.With this arrangement, too, disadvantages have emerged in such cases, in which the cut-out contacts are still subjected to bends transversely to the longitudinal direction of the insert strip.

Dann können sich leicht Risse an den seitlichen Schweißfugen bilden. Dieser Übelstand kann erfindungsgemäß dadurch behoben . werden, daß die Einlage mit ihrer Unterlage in einer gewölbten Fläche zusammenstößt. An die Stelle der im allgemeinen rechteckigen Einlage tritt also jetzt eine Einlage mit einem Querschnitt etwa von der Form eines Kreisabschnittes. Selbstverständlich muß dabei die gebogene Begrenzungslinie des Querschnittes kein Kreisbogen sein, sondern kann auch durch einen ellipsenförmigen oder ähnlichen Bogen gebildet werden.Then cracks can easily form on the side welding joints. This evil can be remedied according to the invention. be that the deposit with its backing collides in a curved surface. In place of the generally rectangular Insert now occurs an insert with a cross-section approximately in the shape of a segment of a circle. Of course, the curved delimitation line of the cross-section does not have to be a circular arc, but can can also be formed by an elliptical or similar arc.

Auf der Zeichnung sind beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:For example, some embodiments of the invention are shown in the drawing, namely shows:

Fig. ι den Schnitt durch ein Mehrschichtenmetall mit zwei Hauptschichten und einer Zwischenschicht,Fig. Ι the section through a multilayer metal with two main layers and one intermediate layer,

Fig. 2 den Schnitt durch ein -solches Metall mit mehreren Zwischenschichten,2 shows the section through such a metal with several intermediate layers,

Fig. 3 den Querschnitt durch einen Draht, Fig. 4 den Schnitt durch ein Mehrschichtenmetall, bei dem das Auflagemetall eine Einlage im Unterlagsmetall bildet, mit Zwischenschicht und3 shows the cross section through a wire, FIG. 4 shows the section through a multilayer metal, in which the overlay metal forms an insert in the underlay metal, with an intermediate layer and

Fig. 5 eine andere Ausführungsform davon. Das Mehrschichtenmetall nach Fig. 1 besteht aus einer Metallschicht 1 von sehr hoher Festigkeit und einer Metallschicht 2 von sehr geringer Festigkeit. Zwischen beiden sitzt die Zwischenschicht 3, deren Metall so ausgewählt ist, daß die Festigkeit in der Nähe des Mittelwertes der beiden Hauptschichten liegt. Beispielsweise könnten die beiden Hauptschichten durch einen Nickelstahl und eine Aluminiumlegierung, die Zwischenschicht durch Kupfernickel mit einer Festigkeit von etwa 35 kg/mm^a gebildet werden. Dadurch ergibt sich eine Walzausbeute, welche der von Bimetallen mit annähernd gleichharten Teilschichten nicht nachsteht.Fig. 5 shows another embodiment thereof. The multilayer metal according to FIG. 1 consists of a metal layer 1 of very high strength and a metal layer 2 of very low strength. Between the two sits the intermediate layer 3, the metal of which is selected so that the strength is close to the mean value of the two main layers. For example, the two main layers could be formed by a nickel steel and an aluminum alloy, the intermediate layer by copper-nickel with a strength of about 35 kg / mm ^a . This results in a rolling yield which is not inferior to that of bimetals with partial layers of almost the same hardness.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform gezeichnet, bei der zwischen die beiden Hauptschichten 1 und 2 drei Zwischenschichten 4, 5 und '6 eingeschaltet sind. Hat das Metall der Schicht ι die größte und das Metall der Schicht 2 die kleinste Festigkeit, dann sinken die Festigkeitszahlen der Metalle der Schich- no ten 4, 5 und 6 stufenweise um annähernd gleiche Beträge, so daß die Differenz der beiden Festigkeiten durch sie unterteilt wird. Die Gesamtdicke der Zwischenschichten hängt vom Einzelfall ab. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Zwischenschichtdicke im Rahmen der an das Bimetall gestellten Anforderungen möglichst groß zu wählen.2 shows an embodiment in which three intermediate layers 4, 5 and 6 are inserted between the two main layers 1 and 2. If the metal of layer 1 has the greatest strength and the metal of layer 2 has the smallest strength, then the strength numbers of the metals in layers 4, 5 and 6 gradually decrease by approximately equal amounts, so that the difference between the two strengths is divided by them will. The total thickness of the intermediate layers depends on the individual case. It has proven to be expedient to choose the intermediate layer thickness as large as possible within the framework of the requirements placed on the bimetal.

In Fig. 3 ist der Querschnitt eines in gleicher Weise hergestellten Mehrschichtenoder Manteldrahtes gezeichnet, bei dem 1 denIn Fig. 3 is the cross section of a multilayer or made in the same way Sheathed wire drawn, in which 1 den

Kern, 2 die Mantelschicht und .3 die Zwischenschicht darstellt, für deren Festigkeit das gleiche gilt, das zu Fig. 1 gesagt wurde. Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch ein Kontaktband mit einer streifenförmigen Einlage, wobei die Banddicke zehnfach übertrieben gezeichnet ist. Die Unterlage 2 besteht aus einem Metall von verhältnismäßig geringer Härte, z. B. Messing, die Einlage 1 aus einem sehr harten Metall, z. B. 20°/_Oigem Platiniridium. Die harte Einlage von rechteckigem Querschnitt. ist auf drei Seiten von der Zwischenschicht 3 aus einem Werkstoff mittlerer Härte, z. B. Nickelstahl, Monelmetall "o. dgl., umgeben.Core, 2 represents the cladding layer and 3 represents the intermediate layer, the strength of which is the same as that which was said about FIG. 1. Fig. 4 shows the cross section through a contact strip with a strip-shaped insert, the strip thickness being shown ten times exaggerated. The base 2 consists of a metal of relatively low hardness, e.g. B. brass, the insert 1 made of a very hard metal, for. B. 20 ° / _o sodium platinum iridium. The hard insert with a rectangular cross-section. is on three sides of the intermediate layer 3 made of a material of medium hardness, for. B. nickel steel, Monel metal "o. The like. Surrounded.

In Fig. 5 ist gezeigt, wie die Unterseite der Einlage zweckmäßig gewölbt gestaltet wird. Dadurch wird der.Gefahr des Einreißens vorgebeugt, die sich bei der Ausführungsform nach der Fig. 4 an den seitlichen Schweiß-' nähten 7, 8, 9 und 10 bei Querbiegungen zeigt.In Fig. 5 it is shown how the underside of the insert is expediently designed arched. This prevents the risk of tearing, which is the case with the embodiment according to Fig. 4 on the side welding ' shows seams 7, 8, 9 and 10 in transverse bends.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 tritt an den Stellen 7, 8, 9 und 10 kein derartiges Reißen mehr ein.In the embodiment according to FIG. 5, there is no such occurrence at points 7, 8, 9 and 10 Tear more.

Claims

Patent claims:

i. Process for the production of multilayer metals from several, mainly two metals with very different extensibility or machinability and hardness by rolling or drawing one through. Pressure weld formed Block, characterized in that the several layers of the block with each .einer.Schicht a Me- · tails of medium ductility and hardness are welded together and the block then rolled out in the usual way or is pulled.

2. The method according to claim 1, characterized by a subdivision of the Interlayer in several layers that make the difference in stretchability or Divide the hardness of the main layers, expediently approximately evenly.

3. The method according to claim 1 or 2 for multilayer metals, in which the one main metal strip-shaped or similar deposits in the other main metal forms, characterized in that the strip-shaped insert on all with the base in contact Pages is surrounded with an intermediate layer.

4. The method according to claim 3, characterized in that the interface between The insert and the base are designed to be arched.

Please refer to the sheet of drawings

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