DE652545C - Verfahren zum Plattieren von Eisen mit Kupfer - Google Patents

Description

• Verfahren zum Plattieren von Eisen mit Kupfer Bei der Herstellung kupferplattierterEisen-. waren und -gegenstände, z. B. von :Blechen, Drähten, -Barren, Maschinenelementen usw., ist es bereits bekannt, zur Erzielung einer besseren Verbindung zwischen Kupfer und Eisen diese in inniger Berührung, etwa in Gestalt eines galvanischen Kupferniederschlages, bis zur begrenzten Legierungsbildung-an der Verbindungsstelle zu erhitzen und darauf abzukühlen, doch ergab sich aus dem Vorbekannten keine technische Regel, durch eine solche Behandlung nicht nur eine hohe Haftfestigkeit, sondern außerdem 'auch noch eine weitgehende Korrosionsfestigkeit des kupferplattieiten Eisens zu erzielen. Kupferplattierte Eisengegenstände, die zur Erhöhung einer besseren Haftfähigkeit des überzugs auf höhere Temperaturen erhitzt und dann abgekühlt wurden, weisen infolgedessen häufig eine unzureichende Korrosionsfestigkeit auf, die zu einer ;vorzeitigen Zerstörung derselben führt, ohne daß die Gründe für diese Erscheinung bisher erkennbar' waren.
• Es wurde nun gefunden, daß die Ursache für diese Erscheinung darin zu suchen ist, daß bei längerem Erhitzen kupferplattierten Eisens auf eine die a-y-Eisenumwandlungstemperatur übersteigende Temperatur und darauffolgendes - Abkühlen sich Kupfer in eutektoider Form in der Legierungszone ab-.scheidet, was elektrolytische Reaktionen zur Folge hat, die zu einer Korrosion führen.
• Auf Grund. dieser neuen Erkenntnis wurde neun weiter .gefunden, däß man nicht nur eine ausgezeichnete Haftfestigkeit, sondern vor allem auch eine hohe Korrosionsfestigkeit kupferplattierten Eisens zuverlässig .dadurch erreichen kann, daß man beim Erhitzen der in inniger Berührung miteinander stehenden Metalle, etwa in Gestalt eines galvanischen Kupferniederschlages, auf, Temperaturen, die über der a-y-Eisenumwandlungstemperatur liegen, Temperatur und Zeitdauer..der Erhitzung derart bemißt, daß einerseits die Sättigungsgrenze von a-Eisen an Kupfer möglichst erreicht wird, andererseits @an keiner Stelle derLegierungszone ein höhererKupfergehalt als ein solcher von 3,q.°% auftritt, während y-Eisen bekanntlich auch größere Mengen von Kupfer zu lösen vermag, die sich aber .beim Abkühlen in eutektoider Form abscheiden. Bei einer solchen Regelung der vom Eisen aufgenommenen Kupfermenge kante auch mit Sicherheit vermieden werden, daß die Kupferplattierung eine zu 'große Eisenmenge aufnimmt oder Eisen gar bis zu deren Oberfläche vordringt, in welchem Falle die Korrosionsfestigkeit der Plattierung gleichfalls leiden würde. Die Abkühlung hat zweckmäßig möglichst rasch zu erfolgen, damit die gelösten f,#upferteilchen beim Abkühlen nicht genügend Zeit finden, sich zu größeren Gebilden zusammenzuschließen. _ Versuche haben nämlich ergeben, daß durch Anwendung des neuen Verfahrens eine Einwanderung von Kupfer in das zu schützende Eisen in solcher Menge und mit solcher Geschwindigkeit erfolgt, daß zwischen dem Eisen und Kupfer eine aus einer Eisen-Kupfer-Legierung mit einem Kupfergehalt bis zur Sättigungsgrenze von o:-Eisen mit Kupfer gebildete Schicht entsteht, wobei das Kupfer fast ausschließlich in; fester Lösung im Eisen vorhanden ist, und die höchste erreichbare Korrosionsfestigkeit jener Eisen-Kupfer-Zwischenschicht erreicht wird. Diese korrosidnsfeste Zwischenschicht verhindert (las Eindringen korrodierender Einflüsse durch die in der Kupferschicht befindlichen unverineidlichen Poren und Risse. Die Vorschrift, daß dabei .die- Sättigungsgrenze von Q:-Eisen a n 'X upfer nicht .überschritten werden .soll, bietet eine Gewähr für -das Erre-ichen der günstigsten Bedingungen für. die Bildung einer Zwischenschicht möglichst hoher Korrosionsfestigkeit und Haftfähigkeit der Kupferschicht auf dem Eisen.
• Vor der Wärmebehandlung galvanisch verkupferten Eisens kann man in manchen Fällen, z. B. bei Blechen, Platten, Barren u. dgl., den Xupferi.iberzug zuerst durch Walzen verdichten, wodurch beim nachfolgenden Erhitzen eine besonders undurchlässige Kupferschutzschieht erzielt wird. Aber auch ohne diese mechanische Verdichtung des Kupfers auf dein Eisen zeigt die Kupferdecke bei allen nach dem neuen Verfahren erzeugten Gegenständen einen besonders hohen Grad von Undurchlässigkeit, Dichte und Korrosionsfestigkeit.
• Die zur Erzielung einer derartigen Plattierung erforderlichen Temperaturen und Zeiten können in einfacher Weise durch einige Vorversuche unter Zuhilfenahme des Mikroskops ermittelt werden, da sich dabei eutektoid in Lisen. abgeschiedenes Kupfer als solches durch seine dunkle Färbung zu erkennen gibt, während in fester Lösung befindliches Kupfer auch unter dem Mikroskop unsichtbar bleibt.
• -.-Das neue Verfahren ermöglicht die Erzielung korrosionsfester kupferplattierter Eisengegenstände in erheblich verkürzter Zeit, beispielsweise durch Hindurchführen eines kupferplattierteii Eisenbandes durch einen Glühofen in fortlaufender Bewegung, durch Anwendung entsprechend hoher Temperaturen und entsprechend kurzer Erhitzungszeiten.
• Das Erhitzen des kupferplattierten Eisens in einem Glühofen erfolgt zweckmäßig unter Bedingungen, die jede Oxydation ausschließen, mithin vorzugsweise in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre.
• Als Eisen kommt vorzugsweise ein solches mit wenig oder ohne Kohlenstoffgehalt in Betracht, doch können auch Stahlsorten mit verschiedenem Kohlenstoffgehalt, ferner Nickelstahl, Manganstahl, Vanadiumstahl u. a. m. Verwendung finden. Ebenso können an Stelle von Kupfer auch Kupferlegierungen, wie Messing, Bronze, Kupfernickel u. a. m., für den Überzug- verwendet werden. Das neue Verfahren erstreckt sich daher ,auch auf die Behandlung derartig plattierter Metalle.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Plattieren von Eisen mit Kupfer durch deren Erhitzung bei inniger Berührung, etwa in Gestalt eines galvanischen Kupferniederschlages, bis zur begrenzten Legierungsbildung an der Verbindungsstelle und folgendes Abkühlen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erhitzung über a-y-Eisenumwandlungsteinperatur Temperatur und Zeitdauer der Erhitzung derart bemessen werden, daß die Sättigungsgrenze von o:-Eisen an Kupfer erreicht, jedoch dicht ein Kupfergehalt von 3,4"/o überschritten wird.