DE69610320T2

DE69610320T2 - Plattiertes material

Info

Publication number: DE69610320T2
Application number: DE69610320T
Authority: DE
Inventors: Akira Takayasu
Original assignee: SPF Co Ltd
Current assignee: Spf Co ltd Tokio/tokyo Jp
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2016-07-05
Also published as: KR100436956B1; EP0842766A4; DE69610320D1; US6074764A; CN1189798A; EP0842766A1; KR19990028716A; EP0842766B1; WO1997002137A1; CN1086342C

Description

Gegenstand der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Hüllenmaterial, wobei eine korrosionsfeste Metallverkleidung auf ein Metallsubstrat nahtgeschweißt ist.

Hintergrund der Erfindung

In einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Hüllenmaterials, wird eine korrosionsfeste Metallverkleidung (beispielsweise Ti (Titan) oder Zr (Zirkon)) auf ein Metallsubstrat auf Fe (Eisen) Basis, Cu (Kupfer) Basis oder Al (Aluminium) Basis durch ein Nahtschweißverfahren aufgebracht. Beispielsweise wurden verschiedene Nahtschweisstechniken zur Herstellung derartiger Hüllenmaterialien vorgeschlagen, wie beispielsweise, daß eine dünne Kupferplatte und ein Gitter aus rostfreiem Stahl zwischen dem Metallsubstrat auf Fe-Basis und einer korrosionsfesten Metallverkleidung eingefügt werden und wobei das resultierende Laminat durch Nahtschweißen untereinander verbunden wird (Japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 24459 aus 1982), oder daß ein Kupfergitter, ein Gitter aus rostfreiem Stahl und eine korrosionsfeste Metallverkleidung auf ein mit Pb-Sn Lot beschichtetes Kupfersubstrat laminiert werden und untereinander durch Nahtschweißen untereinander verbunden werden (Japanische Patentveröffentlichung Nr. 22422 aus 1981), oder daß ein Gitter aus rostfreiem Stahl zwischen dem Metallsubstrat auf Al-Basis und einer korrosionsfesten Metallverkleidung eingebracht wird, und daß das daraus resultierende Laminat durch Nahtschweißen untereinander verbunden wird (Japanische Patentveröffentlichungen Nr. 38269 aus 1985 und Nr. 7155 aus 1986).
Jedoch wurde im gesamten vorveröffentlichten Stand dei Technik ein herkömmliches Metallgitter, welches durch untereinander Verknüpfen von zwei Arten Metalldrähten hergestellt wird, verwendet. Ein derartiges Gitter ist teuer, da sein Herstellprozeß vielerlei Schritte umfaßt, wie beispielsweise Drahtausziehen und Verknüpfen.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Hüllenmaterial vorzuschlagen, welches eine hervorragende Bindungsstärke aufweist, und welches mit günstigen Kosten hergestellt werden kann, indem ein Metallgitter verwendet wird, welches gemäß einem einfachen Herstellungsprozeß hergestellt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, weist das Hüllenmaterial gemäß Anspruch 1 folgende Zusammensetzung auf:
Ein Metallsubstrat, das aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Fe oder Cu ist, eine Metallgitterschicht, die sich auf dem Metallsubstrat befindet und die ein Streckmetall umfaßt, dessen Öffnungen erzeugt werden, in dem man versetzte Einschnitte über die Gesamtfläche einer Metallplatte durchführt, so daß jeder Einschnitt durch die Dicke der Metallplatte hindurchgeht und indem man die Metallplatte in einer Richtung, die die Länge der Einschnitte kreuzt, streckt, wodurch jeder Einschnitt geöffnet wird, und eine Metallverkleidung, die sich in Kontakt mit dem Metallgitter befindet, gegenüber dem Metallsubstrat und mit dem Metallgitter dazwischen, und die aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteile aus Ti, Zr, Nb, Ta und Ni ausgewählt ist, oder die aus Edelstahl besteht, und einen widerstandsgeschweißten Bereich aufweist, der das Metallsubstrat, die Metallgitterschicht und die Metallverkleidung aneinander bindet.
In einem derartigen Hüllenmaterial, sind das Metallsubstrat und die Metallverkleidung in hohem Maße durch die Metallgitterschicht aneinander gebunden und das Streckmetall, welches für die Metallgitterschicht verwendet wird, ist einfach herzustellen und kann zur Kostenreduktion des Herstellungsprozesses des Hüllenmaterials beitragen.
Das Streckmetall kann insbesondere durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem die Teile auf beiden Seiten jeden Schnittes entlang der Dicke der Metallplatte in jeweils entgegengesetzter Richtung deformiert werden, damit jeder Schnitt geöffnet wird. Das so erhaltene Streckmetall kann einem Walzprozeß unterworfen werden.
Das Hüllenmaterial kann so aufgebaut sein, daß es eine widerstandsgeschweißte Zone umfaßt, welche das Metallsubstrat, die Metallgitterschicht und das Hüllenmaterial zusammen bindet. Die widerstandsgeschweißte Zone kann durch ein Nahtschweißverfahren gebildet werden, durch ein Punktschweißverfahren oder mittels eines anderen Widerstandsschweißverfahrens. Das Nahtschweißverfahren ist für diese Erfindung besonders bevorzugt. Insbesondere werden die Metallgitterschicht und die Metallverkleidung in dieser Reihenfolge auf das Metallsubstrat auflaminiert. Walzenelektroden werden auf das Laminat mit einem vorbestimmten Druck aufgedrückt und leiten elektrischen Strom zum Laminat zum Zwkante elektrischen Widerstandsheizens. Anschließend werden die Walzenelektroden relativ zum Laminat gerollt, um eine Nahtschweißzone zu bilden. Der elektrische Strom kann in das Laminat geleitet werden, indem ein Mehrzahl von Walzenelektroden verwendet wird, zwischen denen das Laminat eingeklemmt ist. Auf der anderen Seite ist ein Verfahren wie serielles Nahtschweißen, bei dem das Laminat nicht zwischen den Walzenelektroden eingeklemmt ist, ebenso von Nutzen. Beim seriellen Nahtschweißverfahren wird eine Walzenelektrode auf dem Hüllenmetall angeordnet, und die andere Elektrode wird auf der gleichen Seite angeordnet. Der elektrische Strom wird in das Laminat entlang eines Weges geleitet, der bei einer Elektrode beginnt, anschließend durch das Laminat durch dessen gesamte Dicke hindurchführt, und seitwärts entlang der Laminatebene abbiegt, und anschließend die andere Elektrode erreicht, indem er das Laminat in entgegengesetzter Richtung noch einmal durchläuft. Als elektrischer Strom sind sowohl Wechsel- als auch Gleichstrom für die Erfindung von Nutzen.
Das Metallgitter weist einen kleinen Kreuzschnitt mit einer Anzahl von darin ausgebildeten Öffnungen für den Stromweg auf, so daß die Temperatur um das Metallgitter aufgrund der von ihm verursachten elektrischen Widerstandshitze ansteigt. Die erhitzte Metallgitterschicht sinkt zumindest entweder in die Metallverkleidung oder in das Metallsubstrat unter dem Druck der Walzenelektroden ein, die beide aufgrund der Hitze hervorgerufen durch den elektrischen Widerstand erweicht sind. Es scheint, daß die Bindungskraft aufgrund eines derartigen Einsinkeffektes der Metallgitterschicht vergrößert wird.
Wenn ein Metallgitter verwendet wird, welches aus einem Material, das im Bereich der Schweißtemperatur härter als die Metallverkleidung ist, kann die Bindungstärke verbessert werden, da der Einsinkeffekt des Metallgitters gegenüber der Metallverkleidung vergrößert wird. Die Bindungskraft kann ebenfalls vergrößert werden, in dem die durch den elektrischen Widerstande verursachte Hitze so eingestellt wird, daß die Metallverkleidung nur leicht durch die Hitzeerzeugung aus dem Metallgitter oder aus den sie berührenden Teilen erweicht wird, da dadurch das Einsinken des Metallgitters in die Metallverkleidung beträchtlich gefördert wird. Darüber hinaus kann die Bindungsstärke verbessert werden, indem Materialien für das Metallgitter und für die Metallverkleidung ausgewählt werden, die untereinander eine hervorragende Affinität aufweisen. In diesem Fall bedeutet der Ausdruck "untereinander eine hervorragende Affinität aufweisen", daß jedes Material eine gute Interdiffusion im Bereich der Schweißtemperatur aufweist, oder eine hervorragende Benetzbarkeit gegenüber der flüssigen Phase aufweist, die durch ihr eigenes teilweises Schmelzen erzeugt wird. Im Falle, daß die flüssige Phase, die durch teilweises Schmelzen des Metallgitters, das aus einem derartigen Material besteht, erzeugt wird, eine hervorragende Begitterbarkeit für die Metallverkleidung, die aus den oben erwähnten Materialien besteht, aufweist, kann ein guter Bindungszustand aufgrund einer Art von Metallisierungs- und Löteffekte erreicht werden, selbst wenn kein Einsinken zwischen der Metallgitterschicht und der Metallverkleidung und/oder zwischen der Metallgitterschicht und dem Metallsubstrat erfolgt. Ein spezifisches Beispiel einer derartigen Ausführung umfaßt eine Metallverkleidung, die aus einem Metall besteht, dessen Hauptkomponente ausgewählt ist aus Nb, Ta und Ni und eine Metallgitterschicht, die aus einem Metall besteht, dessen Hauptkomponente ausgewählt ist aus Ni und Cu.
Das Metallsubstrat, die Metallgitterschicht und die korrosionsbeständige Metallverkleidung können außer mit einer Widerstandsschweißmethode auch durch andere Verfahren zusammengebunden werden, wie beispielsweise Explosionsverbinden, wobei die Metallverkleidung, die Metallgitterschicht und das Metallsubstrat einander überdkantend angeordnet werden und durch eine Ladung eines explosiven Pulvers, welches auf ihnen angebracht ist, aneinander gebunden werden, ein Walzprozeß, wobei die Metallverkleidung, die Metallgitterschicht und das Metallsubstrat übereinander angeordnet werden und zwischen einem Paar Walzen ausgewalzt werden, und wobei in einigen Fällen das gewalzte Laminat hitzebehandelt wird, zum Zwkante der Diffusion der Komponenten untereinander.
Die Metallplatte, die für das Streckmetall verwendet wird, kann ein Hüllenmaterial sein, welches aus zwei oder mehr aufeinander laminierten Metallfolien besteht. Im Falle, daß ein zweilagiges Hüllenmaterial für die Metallplatte verwendet wird, kann eine hohe Bindungsstärke zwischen der Metallverkleidung und dem Metallsubstrat erreicht werden, indem ein Hüllenmateriabverwendet wird, bei dem eines seiner Lagen aus einem Material besteht, welches eine große Affinität für das Hüllenmaterial besitzt oder einen Einsinkeffekt gegenüber dem Hüllenmaterial aufweist und wobei die andere Lage des Hüllenmaterials aus einem Material besteht, welches eine hohe Affinität zu ihm aufweist.
Im Falle der Verwendung eines Gitters, welches aus einem einzigen Material besteht, ist dessen elektrischer Widerstand manchmal zu hoch, und die Hitzeerzeugung aus dem Gitter wird übermäßig. Dies kann dazu führen, daß das Metallgitter vollständig schmilzt, oder die Metallverkleidung oder das Metallsubstrat zu stark erweicht. Im letzteren Fall, versinkt das gesamte Metallgitter in dem Hüllenmaterial, und die Bindungskraft zwischen der Metallverkleidung und dem Metallsubstrat nimmt ab, da das Einsinken des Metallgitters unzureichend wird. Ein derartiges Problem kann dadurch gelöst werden, daß der gesamte elektrische Widerstand des Streckmetalls eingestellt wird, das aus einem Hüllenmaterial hergestellt wird, welches aus zwei Materialien mit verschiedenen elektrischen Widerständen besteht, so daß dadurch ein hervorragender Bindungzustand erreicht wird.
Die Metallgitterschicht kann zwei oder mehr Metallgitter umfassen, wobei wenigstens eines davon ein derartiges Streckmetallgitter ist. In diesem Falle, kann die Metallgitterschicht eine Metallgitterschicht umfassen, welches erste Metalldrähte umfaßt, die entlang einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind und im allgemeinen fast parallel zueinander angeordnet sind, sowie zweite Metalldrähte, die sich in einer Richtung erstrkanten, die die vorerwähnte vorbestimmte Richtung schneiden, so daß sie fast parallel zueinander angeordnet sind.
Darüber hinaus kann die Metallgitterschicht mehrere Gitter umfassen, wobei alle diese Gitter aus verschiedenen Materialien bestehen oder die Metallgitterschicht kann mehrere Gitter umfassen, bei denen wenigstens ein Teil aus dem gleichen Material besteht.
In dem vorstehend beschriebenen Hüllenmaterial kann eine Zwischenmetallschicht zwischen dem Metallsubstrat und der Metallgitterschicht eingefügt sein.
Das Metallsubstrat kann derart ausgestaltet sein, daß es aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil ausgewählt ist aus Fe und Cu. Die Metallgitterschicht kann die Streckmetallschicht umfassen, die aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil ausgewählt ist aus Fe, Ni, Cu, Ag, Ti und Zr. Die Metallverkleidung kann als korrosionsbeständige Metallverkleidung ausgestaltet sein, die aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil ausgewählt ist aus Ti, Zr, Nb, Ta und Ni oder aus einem Edelstahl bestehen.
Eine oder mehrere spezielle Ausgestaltungen des Hüllenmaterials umfassen ein Metallsubstrat, das aus Cu oder einer Cu-Legierung besteht, wobei die Metallgitterschicht das Streckmetall umfaßt, das aus Ti oder einer Ti-Legierung (im Folgenden als Gitter auf Ti-Basis genannt) besteht, wobei die Zwischenmetallschicht aus einem Metall besteht, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als derjenige des Metalls, welches für das Metallsubstrat und die korrosionsbeständige Metallverkleidung verwendet wird, die aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteile ausgewählt sind aus Ti, Zr, Nb, Ta und Ni, oder aus einem Edelstahl besteht, und in Kontakt mit der vor erwähnten Metallgitterschicht, gegenüber der vorerwähnten Zwischenmetallschicht, mit der Metallgitterschicht dazwischen angeordnet ist.
Bei der vorerwähnten Ausgestaltung wird die Bindungsstärke des Hüllenmaterials viel besser, wenn die Metallgitterschicht derart ausgestaltet ist, daß ein Metallgitter auf Cu-Basis, dessen Hauptbestandteil Cu ist, benachbart zu der Metallverkleidung angeordnet ist, und das Gitter auf Ti-Basis auf der Zwischenmetallschicht angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung scheint die verbesserte Bindungsstärke aufgrund des Bindungsmechanismus hervorgerufen, derart, daß eine Schmelze der Zwischenmetallschicht zugerechnete flüssige Phase, in die Öffnungen des Gitters auf Cu-Basis durch die Öffnungen des Gitters auf Ti-Basis geführt wird, wobei das Gitter auf Cu-Basis mit dem Metallsubstrat verbunden wird, wobei gleichzeitig das Gitter auf Ti-Basis in die Metallverkleidung einsinkt oder durch die Öffnungen in dem Metall auf Cu-Basis auf die Metallverkleidung geschweißt wird. Insbesondere tritt die Diffusion der Komponenten zwischen dem Gitter auf Ti-Basis und der Metallverkleidung dann verstärkt auf, wenn die Metallverkleidung aus Ti, Zr oder aus deren Legierungen besteht, so daß die Bindungastärke weiter verbessert werden kann. Die Metallgitterschicht kann dreilagig ausgestaltet sein, und ein Gitter auf Ti-Basis und Gitter auf Cu-Basis umfassen, die auf beiden Seiten des Gitters auf Ti-Basis angeordnet sind.
Die Zwischenmetallschicht kann aus einem Material bestehen, welches mehr als insgesamt 50 Gew.-% von wenigstens einem der Bestandteile ausgewählt aus Pb (Blei), Sn (Zinn) und Zn (Zink) enthält. Um in diesem Fall den Schmelzpunkt oder die Stärke der Zwischenmetalllage einzustellen, ist es bevorzugt, wenigstens einen Bestandteil ausgewählt aus In (Indium), Ga (Galium), Ag und Cu der Legierung hinzuzufügen, die für die Zwischenlage verwendet wird. Außer den vorstehend beschriebenen Legierungen können auch die folgenden Legierungen vorzugsweise für die Zwischenmetallschcht verwendet werden;
eine Legierung enthaltend Ag und Cu mit mehr als insgesamt 50 Gew.-%;
eine Legierung enthaltend mehr als 70 Gew.-% Cu und mehr als 3 Gew.-% P.
Die Hüllenmaterialien, die ein Metallsubstrat auf Fe-Basis enthalten werden vorzugsweise für die folgenden Apparate oder Strukturen verwendet:
Interne Verkleidung für Destillationskolonnen, Reaktoren, Reaktionskolonnen, chemische Vorratsbehälter, Rührgefäße, Hochdruckgastürme, Reaktionsgefäße, Separatoren, Tankwagen usw.;
interne Verkleidung für Wärmetauscher (insbesondere die Verkleidung für ein Röhrenblech);
interne Verkleidung für Vakuumverdampfer.
Die Hüllenmaterialien, die ein Metallsubstrat auf Cu-Basis umfassen, werden vorzugsweise für Elektroden oder Stromschienen zur elektrolytischen Beschichtung oder anderen elektrolytischen Verfahren verwendet.
Unter Berücksichtigung aller Ausführungsformen der vorstehend beschriebenen Hüllenmaterialien, kann die Metallverkleidung nicht nur auf einer Seite des Metallsubstrates, sondern auch auf dessen andere Seite in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben, gebunden werden. In diesem Falle kann die Metallverkleidung auf jeder Seite des Metallsubstrates aus einem verschiedenen Material bestehen oder eine verschiedene Struktur aufweisen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine skizzenhafte Figur, die den Herstellungsprozeß für ein Hüllenmaterial gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die das Verfahren zur Bildung der nahtgeschweißten Zone zeigt;
Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang B-B aus Fig. 2;
Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang A-A aus Fig. 2;
Fig. 5 ist ein schematischer Querschnitt durch die nahtgeschweißte Zone eines Hüllenmaterials, wobei ein Streckmetall und eine Zwischenmetalllage verwendet wurden;
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eines der Beispiele von Streckmetallen;
Fig. 7 ist eine skizzenhafte Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Streckmetalls;
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die das Herstellverfahren eines Streckmetalls zeigt;
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, die den Unterschied in den Wirkungen zwischen den Ausführungsformen zeigt, wenn eine Lage eines Streckmetalls und wenn zwei Lagen von Streckmetallen verwendet werden;
Fig. 10 ist eine Figur, die ein Beispiel eines Streckmetalls zeigt, welches ausgehend von einem Blech aus einem Hüllenmetall hergestellt wird zusammen mit seiner Funktion;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Hüllenmaterial zeigt, wobei das Metallsubstrat in zylindrischer Form ausgebildet ist;
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Hüllenmaterial zeigt, wobei das Metallsubstrat in konischer Form ausgebildet ist;
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Hüllenmaterial zeigt, wobei das Metallsubstrat in der Form eines flachen Dkantels ausgebildet ist;
Fig. 14 ist eine schematische Ansicht die das Bildungsmuster der nahtgeschweißten Zone für das Hüllenmaterial in Fig. 13 zeigt;
Fig. 15 ist eine schematische Ansicht, die ein Hüllenmaterial zeigt, wobei das Metallsubstrat als rechteckige Platte ausgebildet ist;
Fig. 16 stellt eine Draufsicht und eine Seitenansicht dar, die ein Hüllenmaterial zeigt, wobei die nahtgeschweißte Zone dadurch gebildet ist, daß vorstehende Teile des plattenähnlichen Metallsubstrats umgangen werden;
Fig. 17 stellt eine Höhen- und eine Seitenansicht dar, die ein Hüllenmaterial zeigen, wobei die nahtgeschweißte Zone nur im Bereich des Umfangs des Metallsubstrats gebildet ist;
Fig. 18 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht, die ein Hüllenmaterial zeigt, worin viele Rohre mit der Metallverkleidung verbunden sind;
Fig. 19 ist eine Querschnittsansicht, die eine erste Ausführungsform des Hüllenmaterials darstellt, welches ein Metallsubstrat auf Cu-Basis verwendet zusammen mit einer teilweise vergrößerten Ansicht der entsprechenden nahtgeschweißten Zone;
Fig. 20 ist eine Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform des Hüllenmaterials darstellt, wobei ein Metallsubstrat auf Cu-Basis verwendet wird;
Fig. 21 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht, die den Laminierungszustand des Gitters auf Ti-Basis und des Gitters auf Cu-Basis in einer zweiten Ausführungsform darstellt;
Fig. 22 ist eine schematische, teilweise vergrößerte Querschnittsansicht der nahtgeschweißten Zone der zweiten Ausführungsform;
Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht einer spezifischen Ausführungsform des Hüllenmaterials, wobei ein Metallsubstrat auf Cu-Basis verwendet wird und zeigt weiterhin die C-C Querschnittsansicht;
Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren spezifischen Ausführungsform des Hüllenmaterials unter Verwendung eines Metallsubstrats auf Cu-Basis;
Fig. 25 ist eine schematische Ansicht, die das Verfahren zur Bildung der nahtgeschweißten Zone unter Verwendung von seriellem Nahtschweißen zeigt.
Fig. 26 ist eine schematische Ansicht, die das Verfahren zum Zusammenbinden des Metallsubstrates, der Metallgitterschicht und der Metallverkleidung ohne Einsatz von Nahtschweißen zeigt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Einige Ausführungsformen dieser Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt das Herstellverfahren für das Hüllenmaterial gemäß der Erfindung umfassend ein Metallsubstrat auf Fe-Basis. Wie unter (a) gezeigt wird eine Zwischenmetallschicht 2 wie beispielsweise eine Metallage auf Ni-Basis auf eine Metallsubstrat auf Fe-Basis angeordnet (im Folgenden "Substrat auf Fe-Basis" genannt) welches aus einem Material wie kohlenstoffhaltigem Stahl oder Edelstahl besteht. Darüber hinaus werden darauf ein Streckmetall 3, welches aus Edelstahl besteht und eine korrosionsbeständige Metallverkleidung 4 ("Metallverkleidung" oder "Verkleidung" im Nachfolgenden), die aus korrosionsbeständigem Metall, wie Ti, Zr usw. besteht in dieser Reihenfolge angeordnet. In dieser Ausführungsform besteht das Metallblech auf Ni-Basis aus Ni-Metall, es kann jedoch auch aus einer Ni-Legierung bestehen.
Anschließend, wird wie in (b) gezeigt, besagtes Laminat 5 zwischen einem Paar von Walzenelektroden 6 in der Laminierungsrichtung eingeklemmt und elektrischer Strom wird in das Laminat S von der Gleichstromquelle 7 über die Walzenelektroden 6 in das Laminat geleitet, wobei ein vorbestimmter Druck auf die Elektroden 6 über Ladungsmittel, wie beispielsweise pneumatische Mechanismen, ausgeübt wird. Das Laminat 5 wird wie in Fig. 2 gezeigt durch den angelegten Strom erhitzt, wobei die Elektroden 6 relativ zur Richtung entlang der Oberfläche des Laminates 5 gerollt werden und eine lineare Nahtschweißzone 8 bilden, wodurch das Metallsubstrat 1, das Metallblech auf Nickelbasis 2, das Streckmetall 3 und die Metallverkleidung 4 zusammengebunden werden und ein Hüllenmaterial 10 bilden. Die nahtgeschweißte Zone 8 ist in Form von mehreren Linien, die sich entlang der Richtung der Oberfläche des Laminates 5 erstrkanten ausgebildet. Der elektrische Strom kann an die Elektroden entweder kontinuierlich oder periodisch angelegt werden. In den nachfolgenden Zeichnungen sind die Dicken des Metallbleches auf Ni-Basis 2, des Streckmetalls 3 und der Metallverkleidung 4 in einigen Fällen übertrieben dargestellt, so daß die Dicke nicht immer mit derjenigen des wirklichen Hüllenmaterials übereinstimmt.
Wie in Fig. 25 gezeigt, ist ein Verfahren bei dem das Laminat 5 nicht zwischen Walzenelektroden 6 geklemmt wird, wie beispielsweise serielles Nahtschweißen, genauso anwendbar. Dies bedeutet, daß eine Walzenelektrode 6 auf der Metallverkleidung 4 angeordnet wird und eine weitere Elektrode 6 auf der gleichen Seite angeordnet wird. Elektrischer Strom wird in das Laminat 5 entlang des Pfades I geführt beginnend von einer Elektrode 6, durch die Dicke des Laminates 5 hindurchgehend, entlang des Laminates 5 seitwärts führend und anschließend die andere Elektrode 6 erreichend indem er noch einmal in entgegengesetzter Richtung durch das Laminat 5 geleitet wird.
Die Laminate 5 können durch das nachfolgende Verfahren ohne Nahtschweißen zusammengebunden werden. Fig. 26 (a) zeigt ein Punktschweißverfahren, wobei die Laminate 5 zwischen Elektroden 81 geklemmt werden, die in einer vorbestimmten Form ausgebildet sind und wobei sie zur Bildung einer punktähnlichen Schweißzone durch den elektrischen Widerstand aufgeheizt werden. Fig. 26 (b) zeigt ein Explosionsbindeverfahren, wobei die Metallverkleidung 4, das Streckmetall 3 und das Metallsubstrat 1 übereinander angeordnet werden und durch Entladung eines darauf angeordneten explosiven Pulvers 82 gebunden werden. Fig. 26 (c) zeigt ein Walzverfahren, wobei die Metallverkleidung 4, das Streckmetall 3 und das Metallsubstrat 1 übereinander angeordnet werden und zwischen einem Paar Walzen 83 gewalzt werden. Das gewalzte Laminat 5 kann anschließend hitzebehandelt werden, damit die Komponenten diffundieren können.
Das Streckmetall 3 wird in in der in Fig. 6 gezeigten Ausgestaltung ausgebildet, wobei seine Öffnungen so hergestellt werden, daß gegeneinander versetzte Schnitte in dem gesamten Teil einer Metallplatte angebracht werden, so daß jeder Schnitt durch die gesamte Dicke der Metallplatte hindurchgeht und wobei die Metallplatte in eine Richtung, die die Länge der Schnitte kreuzt, gestreckt wird, wodurch jeder Schnitt geöffnet wird. Ein derartiges Streckmetall 33 kann beispielsweise unter Verwendung einer Vorrichtung 34, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist hergestellt werden.
Die Vorrichtung 34 umfaßt einen Tisch 36 zum Auflegen eines Metallblechs (Platte) 35 auf seiner Oberfläche und eine Klinge 37, die derart montiert ist, daß sie entlang der Endoberfläche des Tisches 36 nach oben und unten bewegt werden kann. Obgleich nicht in der Figur dargestellt, ist die Vorrichtung 34 mit den folgenden Bestandteilen versehen:
Ein Hebemechanismus, um die Klinge 37 nach oben und unten zu bewegen;
ein Bewegungsmechanismus, um die Klinge 37 relativ zur Metallplatte 35 auf dem Tisch 36 in Querrichtung zu bewegen;
ein Blechzufuhrmechanismus um das Metallblech 35 auf dem Tisch 36 periodisch mit einer bestimmten Menge demjenigen Ende der Oberfläche des Tisches 36 zuzuführen, dem die Klinge 37 entspricht.
In dem unteren Teil der Klinge 37 ist eine Mehrzahl von Einzelklingen 39 in wellenähnlicher Form ausgebildet. Andererseits ist eine lineare Klinge 38 entlang der oberen Kante des Tisches 36 ausgebildet, die den Einzelklingen 39 entspricht. 40 stellt eine Halterungsplatte dar, die verhindert, daß das Metallblech 35 von der Oberfläche des Tisches 36 rutscht.
Das Funktionieren der Vorrichtung 34 ist nachstehend beschrieben. Wie in Fig. 8 (a) gezeigt, wird das Metallblech 35 für eine Behandlung auf das Ende des Tisches 36 gelegt und anschließend wird die Klinge 37 nach unten bewegt. Das Metallblech 35 wird zwischen der Klinge 38 und der Klinge 39 in Richtung seiner Dicke zerschnitten und eine Mehrzahl von Schnitten 41 werden entsprechend den Einzelklingen 39 in Form einer gebrochenen Linie gebildet, wobei der Teil 42 des Metallbleches 35, der durch die Schnitte 41 aufgeteilt ist, durch die Klinge 39 nach unten gedrückt wird, so daß er sich nach unten hin deformiert und jeden Schnitt 41 öffnet.
Wie anschließend in Fig. 8 (b) gezeigt ist, wird die Klinge 37 angehoben und bewegt sich entlang der Breite des Tisches 36 in einer Entfernung, die der Hälfte der Länge jeden Schnittes 41 entspricht, während das Metallblech 35 für einen weiteren Verfahrensschritt zum Ende des Tisches 36 hin projiziert wird. Anschließend wird die Klinge 37 noch einmal nach unten bewegt und bildet in einer Position, die der Hälfte der Länge jeden Schnittes 41 entspricht (d. h. versetzt), eine weitere Serie von Schnitten 43, die fast parallel zu den Schnitten 41 verlaufen, aus, wobei die projizierten Teile 44 des Metallbleches 35 nach unten gepreßt werden. Wie in Fig. 8 (c) gezeigt ist, wird eine Serie von rhombischen Gitteröffnungen 45 in Richtung der Breite des Tisches 36 zwischen den projizierten Teilen 44 und 42 gebildet. Anschließend wird die Klinge 37 erneut angehoben und in ihre Originalstellung zurückbewegt, indem sie entlang der Breite des Tisches 36 in entgegengesetzter Richtung bewegt wird, wobei die Vorrichtung 34 in den Zustand wie in Fig. 8 (a) beschrieben zurückkehrt. Indem das vorstehende Verfahren wiederholt wird, wird ein Streckmetall 33 hergestellt wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Darüber hinaus kann ein Auswalzen entgegen dem erhaltenen Streckmetall 33 durchgeführt werden indem Walzen 33a wie in Fig. 8 (d) verwendet werden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Querschnittsstruktur, die für das in Fig. 2 dargestellte Hüllenmaterial 10 erwartet wird (Fig. 3 zeigt den Querschnitt entlang B-B und Fig. 4 zeigt den Querschnitt entlang A-A). Das Streckmetall 3 hat einen sehr kleinen Kreuzschnitt für den Stromweg, weil eine Anzahl von Öffnungen darin gebildet sind. Darüber hinaus wird die Kontaktfläche mit der Ni-Folie 2 oder diejenige mit der Metallverkleidung 4 ebenfalls klein, so daß ein hoher elektrischer Widerstand um das Gitter 3 Hitze erzeugt. Die Metallverkleidung 4 besteht aus Ti oder Zr, so daß sie leichter als das Metällsubstrat auf Fe-Basis 1 durch elektrisches Widerstandsheizen erweicht. Dadurch versinkt das Streckmetall 3 unter dem Druck der Walzenelektroden 6 in die erweichte Metallverkleidung 4, so daß das Metallsubstrat auf Fe-Basis 1 und die Metallverkleidung 4 fest miteinander verbunden werden. In diesem Fall kann ein kleiner Anteil einer Komponentendiffusionsschicht 11 in einigen Fällen an dem Teil gebildet werden, wo die Metallverkleidung 4 und das Metallsubstrat 1 sich einander direkt berühren. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind das Metallsubstrat 1, das Streckmetall 3 und die Metallverkleidung 4 in den Teilen des Laminates 5, in denen keine nahtgeschweißte Zone ausgebildet ist, nicht aneinander gebunden.
Die gesamte Bindungskraft zwischen der Metallverkleidung 4 und dem Metallsubstrat 1 über das Hüllenmaterial 10 kann durch den Wechsel der Zahl und/oder der Breite der nahtgeschweißten Zone 8 oder über die Entfernung zwischen den nahtgeschweißten Zonen 8 eingestellt werden. Die Breite der nahtgeschweißten Zone 8 kann durch Wechsel der Breite der Walzenelektroden 6 eingestellt werden. Darüber hinaus kann eine nahtgeschweißte Zone 8 mit einer besonders großen Breite durch die Bildung einer Mehrzahl von linearen direkt nebeneinander angeordneten Zonen oder teilweise untereinander überlappenden Zonen erhalten werden.
Die Metallverkleidung 4 kann aus einem Metall ausgebildet sein, dessen Hauptbestandteil ausgewählt ist aus Nb, Ta und Ni (einschließlich deren Legierungen), oder aus einem Edelstahl, neben Ti und Zr oder deren Legierungen. In diesem Fall, kann das Streckmetall mit einem Metall hergestellt werden, dessen Hauptbestandteil ausgewählt ist aus Fe, Ni, Cu, Ag, Ti, Zr (beispielsweise ein Edelstahl), wobei eine starke Bindungskraft zwischen ihnen erreicht wird.
Die Dicke der Metallverkleidung 4 wird entsprechend der Umgebung angepaßt, wo das Hüllenmaterial 10 eingesetzt wird. Die Dicke der Gitteröffnungen des Streckmetalls 3 (oder der Durchmesser des Drahtes für das Gitter 3), werden entsprechend dem Material und der Dicke der Metallverkleidung 4 angepaßt, so daß die Bindungsstärke optimiert werden kann. Wenn die Materialien und die Dimensionen für die Schichten 1, 3, 4 bestimmt werden, müssen die Bedingungen für das Nahtschweißen, so wie beispielsweise der Schweißstrom, der Druck der von den Walzenelektroden 6 ausgeübt werden soll, Schweißgeschwindigkeit (beispielsweise die Rotationsgeschwindigkeit der Elektrode 6), Schweißzeit und die Unterbrechung entsprechend bestimmt werden. Beispielsweise ist der Schweißstrom derart eingestellt, daß kein Schmelzen des Streckmetalls 3 aufgrund eines Überschusses an Erzeugung von elektrischer Widerstandshitze oder keine unzulängliche Bindung aufgrund eines Mangels an Hitzeerzeugung vorkommt. Andererseits wird der Druck, der auf die Walzenelektroden 6 ausgeübt wird, so eingestellt, daß das Streckmetall 3 in die Metallverkleidung 4 hinreichend einsinkt und kein zusätzliches Einsinken der Walzenelektroden 6 in die Oberfläche des Laminates 5 stattfindet.
Im Falle der Verbindung der Metallverkleidung 4, die aus Ti oder Zr besteht mit dem Metallsubstrat 1, welches aus einem kohlenstoffhaltigen Stahl besteht, werden die Dicke T der Metallverkleidung 4 und die Dicke M der Metallplatte zur Herstellung des Streckmetalls 3 so eingestellt, daß das Verhältnis M/T im Bereich von 0,1-0,6 liegt. Ein M/T von weniger als 0,1 kann eine ungenügende Bindungsstärke hervorrufen, weil das Einsinken des Streckmetalls 3 in die Metallverkleidung 4 unzureichend ist. Auf der anderen Seite kann ein Verhältnis M/C das 0,6 überschreitet, ein zu großes Einsinken des Streckmetalls 3 in die Metallverkleidung 4 hervorrufen, was zu einem Fehler im Aussehen des Hüllenmaterials 1 aufgrund des Vorstehens des Streckmetalls 3 auf der Oberfläche der Verkleidung 4 führt, oder zu Rissen in der Verkleidung 4 führt, die zu einem unzureichenden Antikorrosionseffekt des Metallsubstrats 1 führen. M/T ist vorzugsweise in der Größenordnung von 0,2-0,5.
Die Größe D der rhombischen Öffnung 45, die als Durchschnitt aus der langen diagonalen Linie R und der kurzen diagonalen Linie S. d. h. (R + S)/2 definiert ist, wird derart eingestellt, daß das Verhältnis D/M in einem Bereich von 1,1-40 liegt. Ein D/M von weniger als 1, 1 kann eine unzureichende Bindungsstärke verursachen, da die Größe der Öffnung 45 zu klein wird und das Einsinken des Streckmetalls 3 in die Verkleidung 4 unzureichend wird. Auf der anderen Seite kann ein D/M Verhältnis welches 40 überschreitet, eine unzureichende Bindungsstärke verursachen, da das Ausmaß des Einsinkens des Streckmetalls 33 in die Verkleidung 4 zu klein wird. D/M wird bevorzugt in den Bereich von 2-30 eingestellt.
Das Streckmetall kann aus einem Material bestehen, welches teilweise während des Nahtschweißens schmilzt und eine flüssige Phase erzeugt, und die Metallverkleidung 4 und das Metallsubstrat 1 können aufgrund des Löteffektes dieser flüssigen Phase aufeinander gebunden werden. Insbesondere kann das Streckmetall 3 aus einem Metall ausgebildet sein, dessen Hauptbestandteil Ni oder Cu ist, und die Metallverkleidung 4 kann aus einem Metall hergestellt sein, dessen Hauptbestandteil ausgewählt ist aus Nb, Ta und Ni, oder aus einem Edelstahl ausgebildet sein. In diesem Fall sind die Werte für M/T und D/M nicht auf die vorerwähnten bevorzugten Bereiche beschränkt.
Falls eine besonders dicke Metallverkleidung 4 mit einem Metallsubstrat 1 unter Verwendung eines Streckmetalls 3 aufeinander gebunden werden soll, ist ein hoher Schweißstrom oder eine lange Schweißzeit erforderlich um eine genügende Schweißstromdichte zu gewährleisten. Jedoch weist das Streckmetall 3 einen derartigen kleinen Kontaktbereich mit der Metallverkleidung und einen so hohen spezifischen elektrischen Widerstand auf, daß die Hitzeerzeugung, um das Streckmetall 3 mit zunehmenden Schweißstrom zu groß wird. Dies kann zu dem Ergebnis führen, daß das Streckmetall 3 vollständig in die Metallverkleidung 4 einsinkt, die wie in Fig. 9 (a) gezeigt aufgrund eines Überschusses an Hitzeerzeugung zu weich wird, und der Bindungseffekt entsprechend des Einsinkens des Streckmetalls 3 unzulänglich werden kann. Wie in Fig. 9 (b) gezeigt, ist es in diesem Fall effektiver, zwei oder mehr Streckmetalle 3 zu laminieren, da eines der Streckmetalle 3 zwischen dem Metallsubstrat 1 und der Metallverkleidung 4 angeordnet werden kann, selbst wenn das andere Gitter 3 vollständig eingesunken ist. In diesem Fall kann ein Laminat aus Streckmetall und einem konventionellen Metallgitter, welches durch herkömmliches Verknüpfen von Metalldrähten hergestellt wird, verwendet werden.
Das Streckmetall 3 kann unter Verwendung eines Hüllenmaterials hergestellt werden, wobei zwei oder mehr verschiedene Metallbleche aufeinander laminiert sind. Die Fig. 10 (a) und (b) zeigen ein Beispiel eines derartigen Hüllenmaterials 103 unter Verwendung zweier verschiedener Metallbleche 103a, 103b. Ein derartiges Hüllenmaterial kann mittels verschiedener Verfahren hergestellt werden, wie Walzen eines Laminates der Metallbleche 103a, 103b oder mittels Hitzebehandlung des Laminates zum Diffusionsbinden, oder mittels eines Explosionsbindeverfahrens usw.. Falls ein derartiges Hüllenmetallblech anstelle der Metallplatte (oder Blech) 35 in Fig. 8 verwendet wird, kann ein Verbundstreckmetall 105 wie es in Fig. 10 gezeigt ist erhalten werden. Dieses Streckmetall 105 besitzt einen drahtähnlichen Teil, der die Gitteröffnung bildet, die aus zwei Teilen 104a, 104b besteht, die aus verschiedenen Materialien bestehen.
Fig. 10 (c) zeigt ein Beispiel einer Querschnittsstruktur der nahtgeschweissten Zone eines Hüllenmaterials unter Verwendung eines Verbundstreckmetalls 105. In dieser Struktur berührt der Teil 104a hauptsächlich die Metallverkleidung 4 und der Teil 104b berührt hauptsächlich das Metallsubstrat 1. Eine hohe Bindungsstärke zwischen der Metallverkleidung 4 und dem Metallsubstrat 1 kann erreicht werden, indem ein Metall verwendet wird, welches eine hohe Affinität mit der Metallverkleidung 4 für den Teil 104a aufweist, und weiter indem ein Metall verwendet wird, welches eine hohe Affinität mit dem Metallsubstrat 1 für den Teil 104b aufweist.
Ein derartiges Hüllenmaterial kann so ausgebildet werden, daß die Metallverkleidung 4 aus einem Material besteht, dessen Hauptbestandteil Ti oder Zr ist, und wobei das Metallsubstrat aus einem Material aus Fe-Basis besteht, wie beispielsweise kohlenstoffhaltiger Stahl, und die Teile 104a und 104b des Verbundstrkantemetalls 105 aus Edelstahl (SUS304, SUS316, usw.) bestehen und einem Metall, dessen Hauptbestandteil Fe, Ni oder Cu ist.
Im Fall der Verwendung eines Streckmetalls 3, das aus einem einzigen Material besteht, ist dessen elektrischer Widerstand oftmals zu hoch und die Hitzeerzeugung des Streckmetalls 3 wird zu hoch. Dies kann das vollständige Schmelzen des Streckmetalls 3 hervorrufen oder ein zu großes Erweichen der Metallverkleidung 4 oder des Metallsubstrats 1. Im letzteren Fall kann der gesamte Teil des Streckmetalls 3 in die Verkleidung 4 einsinken und die Bindungskraft zwischen der Metallverkleidung 4 und dem Metallsubstrat 1 nimmt ab, da das Einsinken des Streckmetalls 3 unzureichend wird. In diesem Fall ist es besonders effektiv, ein Verbundstreckmetall 105 einzusetzen. Der gesamte elektrische Widerstand des Streckmetalls 105 kann in einfacher Weise unter Berücksichtigung einer entsprechenden Kombination der Materialien die verschiedene Werte für Widerstand aufweisen eingestellt werden, wobei ein hervorragender Bindungszustand über das Ausmaß des Einsinkens des Streckmetalls 105 in die Metallverkleidung 4 oder des Metallsubstrats 1 erreicht wird. Eine Kombination eines Edelstahls und eines Metalls dessen Hauptbestandteil Fe, Ni oder Cu ist, kann als ein spezielles Beispiel verwendet werden.
In derjenigen Ausführungsform, die ein Metallsubstrat 1 auf Fe-Basis verwendet und eine Metallverkleidung 4, die aus einem Metall besteht, dessen Hauptkomponente ausgewählt ist aus Ti, Zr, Nb, Ta und Ni oder aus einem Edelstahl besteht, kann eine Zwischenmetallschicht 2 auf Ni-Basis oder auf Cu-Basis zwischen das Metallsubstrat 1 und dem Streckmetall 3 zur Vergrößerung der Bindungsstärke des Hüllenmaterials eingefügt werden.
Die Metallzwischenschicht 2 erzeugt eine flüssige Phase durch eigenes Schmelzen, oder durch ihr Schmelzen mit einem Teil des Metallsubstrats 1 oder des Streckmetalls 3 aufgrund von elektrischem Widerstandsheizen. Die derart erzeugte flüssige Phase wird dem Kontaktteil zwischen dem Streckmetall 3 und dem Metallsubstrat 1 zugeführt. Ni oder Cu, die Hauptbestandteile der Metallzwischenlage 2 weisen eine hervorragende Begitterbarkeit oder eine Interdiffusion für Material auf Fe- Basis auf, aus dem das Metallsubstrat 1 besteht, so daß die Bindungskraft zwischen dem Streckmetall 3 und dem Metallsubstrat 1 vergrößert wird.
Wie in Fig. 5 gezeigt, scheint so die Metallverkleidung 4 stark auf das Metallsubstrat 1 aufgrund einer Vervielfachung zwischen dem Einsinkeffekt des Streckmetalls 3 und dem Metallisierungs- und Löteffekt der Metallzwischenschicht 2 fest aufeinander gebunden zu sein. In einigen Fällen kann eine Diffusionschicht 3a aufgrund einer Diffusion zwischen den jeweiligen Bestandteilen um die Region ausgebildet sein, wo das Streckmetall 3 in die Metallverkleidung 4 eingesunken ist.
Dieser Effekt ist noch auffälliger, wenn ein Metall auf Ni-Basis für die Metallzwischenlage 2 verwendet wird. Derartige Metallzwischenlagen 2 auf Ni-Basis können aus einer Nickellegierung bestehen, die wenigstens Cr, B, Si, C, P, Mo, W, Fe enthalten, insbesondere bestehend aus einer Legierung, die Ni als Hauptbestandteil aufweist, mit 5-16 Gew.-% Cr, 2-4 Gew.-% B, 3,5-5,5 Gew.-% Si und 2-5 Gew.-% Fe. Die Metallschicht auf Ni-Basis, die aus einer derartigen Legierung besteht, schmilzt während des Nahtschweißens und erzeugt eine flüssige Phase mit einer hohen Flußeigenschaft und Begitterbarkeit, so daß ein Hüllenmaterial mit einer hohen Bindungsstärke erhalten werden kann.
Die Metallzwischenschicht 2 auf Ni-Basis oder Cu-Basis kann unter Verwendung eines Bleches aus einem Teil auf Ni-Basis oder Cu-Basis erhalten werden. Die Metallzwischenschicht 2 kann ebenfalls als Schicht ausgebildet sein, die auf die Oberfläche des Metallsubstrates 1 aufplattiert ist. Die aufplattierte Schicht kann mittels verschiedener Verfahren hergestellt werden, beispielsweise elektrolytisches Beschichten, stromloses Beschichten, Vakuumverdampfung, Sputtern. Darüber hinaus kann die Metallzwischenschicht 2 als Pulverschicht eines Metalls auf Ni- oder Cu-Basis ausgebildet sein. Die Pulverschicht kann beispielsweise dadurch gebildet werden, daß eine pastenähnliche Mischung eines Metallpulvers und eines Flußmittels auf der Oberfläche des Metallsubstrats aufgebracht wird. Die Metallzwischenlage 2 kann ebenfalls durch thermisches Pulverisieren eines Metallpulvers gebildet werden.
Verschiedene Ausführungsformen der Hüllenmaterialien, die ein Substrat auf Fe-Basis umfassen werden nun im Folgenden beschrieben. Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Hüllenmaterials 10, wobei das Metallsubstrat 1 in zylindrischer Form ausgebildet ist. Die Metallverkleidung 4 bedeckt die innere Oberfläche des Zylinders (oder die äußere Oberfläche des Zylinders, wobei in diesem Fall die Anordnung des Substrats 1 und der Verkleidung 4 gegenüber der in Fig. 11 gezeigten Anordnung umgekehrt ist). Die nahtgeschweißte Zone 8 kann in Form einer Mehrzahl von Linien entlang der Peripherie des Zylinders gebildet sein (Fig. 11(a)), in der Form einer helikalen Linie (Fig. 11(b)), oder in Form von mehreren linearen Linien, die entlang der axialen Richtung des Zylinders verlaufen und in einer vorbestimmten Entfernung entlang der peripheren Richtung angeordnet sind (Fig. 11(c)). Eine derartige Form des Hüllenmaterials 10 kann vorzugsweise für gerade Hüllenteile innerhalb bzw. außerhalb von Kolonnen und Gefäßen, Reaktoren oder Wärmetauschern oder Rohren mit korrosionsbeständigen Verkleidungen eingesetzt werden.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel eines Hüllenmaterials 10 wobei das Metallsubstrat 1 in Form einer hohlen konischen oder einer hohlen konisch verkürzten Form ausgebildet ist und die Metallverkleidung 4 seine Innenseite bedeckt. Die nahtgeschweißte Zone 8 ist entlang der peripheren Richtung ausgebildet (Fig. 12(a)), oder entlang der es bildenden Linie (Fig. 12(b)). Eine derartige Form des Hüllenmaterials ist besonders für einen engeren Teil bevorzugt, aus dem die unteren oder oberen Teile von Kolonnen und Gefäßen oder Reaktoren bestehen.
Bei dem Hüllenmaterial, welches in Fig. 13 dargestellt ist, ist das Metallsubstrat 1 in Form eines flachen Dkantels ausgebildet, der an seiner Erhebung kreisförmig ist und wobei sich der zentrale Teil nach außen in Form einer konvexen gebogenen Oberfläche ausdehnt. Die innere Seite (d. h. die konkave Seite) des Substrates 1 ist mit der Metallverkleidung 4 bedeckt. Eine derartige Form kann vorzugsweise für die Köpfe von Kolonnen und Gefäßen oder Wärmetauschern verwendet werden. Fig. 14 zeigt verschiedene Beispiele des Bildungsmusters der nahtgeschwernten Zone 5. In den Fig. 14(a) und (b) wird die nahtgeschweißte Zone 5 in Form von uniaxialen Kreisen gebildet. In den Fig. 14(c) und (d) wird die nahtgeschweißte Zone 8 in Form von radialen linearen Liniengebildet. In Fig. 14(e) wird die nahtgeschweißte Zone 8 in der Form einer Kombination von uniaxialen Ringen und radialen linearen Linien gebildet. In der Fig. 14(f) ist die nahtgeschweißte Zone 8 in der Form einer Mehrzahl von parallelen Linien ausgebildet, die entlang dem Durchmesser des Metallsubstrates 1 verlaufen.
Die Metallverkleidung 4 kann als einheitlicher Teil ausgebildet sein, der aus einer Mehrzahl von Segmenten besteht, die so angeordnet sind, daß sie die gesamte Oberfläche des Substrates 1 bedkanten. Diese Segmente sind untereinander verschweißt, beispielsweise durch Inergas-Wolframbogen-Schweißen. Fig. 14 (g) zeigt ein Beispiel, wobei die Metallverkleidung 4 aus radial unterteilten Segmenten zusammengesetzt ist. Die Segmente sind durch gemeinsame Schweißzonen 9 zusammengesetzt, die an den dicken Teilen der Segmente ausgebildet sind und auf das Metallsubstrat 1 durch die Nahtschweißzone 8 aufeinander gebunden sind. Die nahtgeschweißten Zonen 8 sind in Form von uniaxialen Ringen ausgebildet, um so die gemeinsamen Schweißzonen 9 zu vermeiden. In den Beispielen, die in den Fig. 14 (e) und (h) gezeigt sind, besteht die Metallverkleidung 4 aus einem ringförmigen inneren Segment 4a und einem doughnutähnlichen äußeren Segment 4b, welches außerhalb des Segmentes 4a angeordnet ist und radial in eine Mehrzahl von Segmenten aufgeteilt ist. Jedes dicke Teil zwischen den Segmenten ist durch entsprechende gemeinsame Schweißzonen 9 aneinander gebunden. Das Metallsubstrat 1 kann in einen inneren Teil getrennt werden, der dem inneren Segment 4a der Metallverkleidung 4 entspricht und in einen äußeren Teil, der dem äußeren Segment 4b entspricht. In diesem Fall kann das Verkleidungssegment 4a und 4b entsprechend den inneren und äußeren Teil des Substrates 1 durch Nahtschweißen aufeinander gebunden werden, bevor es zusammen gesetzt wird. Anschließend muß jeder Teil des Substrates 1 und der Verkleidungssegmente 4a und 4b untereinander durch Nahtschweißen gebunden werden usw.
Fig. 15 zeigt ein Beispiel eines Hullenmatenals, wobei das Metallsubstrat 1 in Form einer rechteckigen Platte ausgebildet ist. In Fig. 15 (a) ist die nahtgeschweißte Zone in Form einer Mehrzahl von linearen Linien ausgebildet, die entlang einer Kante des Hüllenmaterials 10 verlaufen und die in einer bestimmten Entfernung zueinander entlang der Kante, die vorerwähnte Kante kreuzt, angeordnet sind. In der Fig. 15 (b) sind zusätzliche lineare Nahtschweißzonen 8, die beiden Enden der Zone 8 ausgebildet. In Fig. 15 (c) sind die nahtgeschweißten Zonen in Form von einer Mehrzahl von radialen linearen Linien entsprechen, ausgebildet. Wenn ein hervorstehender Teil 10 (b) auf dem Metallsubstrat 1 wie in Fig. 16 gezeigt ausgebildet ist, kann die nahtgeschweißte 8 Zonen darüberhinaus derart ausgebildet werden, daß sie den Teil 10 (b) vermeidet.
In dem Hüllenmaterial, welches in Fig. 17 dargestellt ist, ist eine plattenähnliche Metallverkleidung 4 mit einem flachen Konkaven 1a verbunden, welches in entsprechender Form auf einem dicken plattenähnlichen Metallsubstrat 1 gebildet ist, und eine Nahtschweißzone 8 ist in dem Teil entlang der Kante der Metallverkleidung 4 ausgebildet. Auf der anderen Seite zeigt Fig. 18 ein Beispiel, daß das Hüllenmaterial 10 auf ein Röhrenblech 71 eines Wärmetauschers aufgebracht wird. Das Röhrenblech 71 kann entsprechend der nachstehenden Methode hergestellt werden. Zunächst werden viele durchgehende Löcher 40a in dem Metallsubstrat 1 und der Metallverkleidung 4 gebildet. Die Metallverkleidung 4 überlappt das Metallsubstrat 1 und eine nahtgeschweißte Zone wird in dem überlappenden Teil gebildet. Anschließend wird das Metallsubstrat 1 mit einem zylindrischen geraden Hüllenteil 50 durch Schweißen verbunden. Anschließend werden Röhren 40 in jedes Loch 40a eingeführt, so daß die Endoberflächen jeder Röhre 40 denen der Metallverkleidung 4 entsprechen und anschließend werden Umfangsbereiche der Röhren 40 an die Metallverkleidung 4 durch herkömmliches Schweißen gebunden.
Nachfolgend werden einige Ausführungsformen des Hüllenmaterials, welches ein Metallsubstrat auf Cu-Basis umfaßt, beschrieben.
Der wichtige Punkt seines Herstellungsverfahrens basiert jedoch auf nahezu dem gleichen Prinzip wie dasjenige des Hüllenmaterials mit einem Metallsubstrat auf Fe-Basis, so daß nur die davon verschiedenen Punkte kurz beschrieben werden sollen.
In der Ausführungsform, die in Fig. 19 (a) dargestellt ist, wird eine Metallzwischenlage 52 auf der Oberfläche eines Metallsubstrates auf Cu-Basis 51 gebildet, ein Streckmetall 53 und eine Metallverkleidung 54, die aus einem korrosionsbeständigem Metall besteht, wie Ti, Zr usw. wird darauf angeordnet, so daß ein Laminat 55 gebildet wird. Das Streckmetall 53 hat fast den gleichen Aufbau wie das Verbundstreckmaterial 105 in Fig. 10 (c), wobei der Teil 104a aus einem Edelstahl besteht und der Teil 104b aus Cu besteht.
Die Metallzwischenlage 52 besteht vorzugsweise aus einem Material, dessen Schmelzpunkt niedriger als 1000ºC ist, besonders bevorzugt niedriger als 950ºC, um einen hinreicheenden Grad an flüssiger Phase während des Nahtschweißens zu ermöglichen. Wenn der Schmelzpunkt niedriger als 70ºC ist, wird andererseits schon durch eine kleine Erhöhung der Umgebungstemperatur ein übermäßiges Erweichen der Metallzwischenlage 52 verursacht, welche zu einer großen Abnahme der Bindungsstärke zwischen dem Metallsubstrat 1 und dem Streckmetall 53 führt. Deshalb sollte der Schmelzpunkt der Metallzwischenlage 52 höher als 70ºC sein, bevorzugt höher als 100ºC. Das Streckmetall ist ein Verbundmaterial, welches aus einem Edelstahl und Cu besteht, so daß bei der Herstellung der Metallzwischenlage 52 mit einem Material, welches eine hervorragende Begitterbarkeit gegenüber Cu (oder einer Cu- Legierung) aufweist, insbesondere ein Material, welches mehr als 50 Gew.-% von wenigstens eines der Bestandteile ausgewählt aus Pb (Blei), Sn (Zinn), und Zn (Zink) aufweist, die Bindungskraft zwischen dem Streckmetall 53 und dem Metallsubstrat auf Cu-Basis erhöht wird. Legierungen auf Pb-Sn-Basis (beispielsweise Weichlote) sind besonders bevorzugt. Die folgenden Verfahren können vorzugsweise verwendet werden, um derartige Metallzwischenlagen auf dem Metallsubstrat auf Cu-Basis zu bilden;
Verwendung eines Metall- oder Legierungsbleches, Heißtauchverfahren, Aufbringen einer pastenähnlichen Mischung eines Legierungspulvers und eines Flußmaterials.
Im Falle der Verwendung eines Materials, welches mehr als 50 Gew.- % wenigstens eines Bestandteiles ausgewählt aus Pb, Sn und Zn für das Zwischenmetalllager aufweist, ist es bevorzugt, wenigstens ein Bestandteil ausgewählt aus In (Indium), Ga (Gallium), Zn, Ag und Cu der Legierung hinzuzufügen, um den Schmelzpunkt einzustellen oder die Stärke der Metallzwischenlage.
Neben den vorstehend beschriebenen Legierungen, können auch die folgenden Legierungen vorzugsweise für das Zwischenmetalllager verwendet werden;
eine Legierung enthaltend Ag und Cu mit insgesamt mehr als 50 Gew.-%;
eine Legierung enthaltend mehr als 70 Gew.-% Cu und mehr als 3 Gew.-% P.
Die nahtgeschweißte Zone 48 hat die Struktur, wie sie in Fig. 19 (b) gezeigt ist. Der Teil aus Edelstahl 104a des Streckmetalls 53 sinkt relativ weit in die Metallverkleidung 54 ein, die durch die Hitzeerzeugung elektrischen Widerstand erweicht ist, und darüber hinaus dem Druck der Walzenelektroden 6 (Fig. 1) unterliegt, während der Kupferteil 104b auf das Metallsubstrat auf Kupfer-Basis 51 durch die Weichlotschicht 52, die durch die Hitzeerzeugung geschmolzen ist, gebunden ist. Damit werden die Metallverkleidung 54 und das Metallsubstrat auf Kupferbasis 51 durch das Streckmetall 53 und die Weichlotschicht 52 gebunden und bilden derart ein Hüllenmaterial 20.
Im Falle der Bindung der Metallverkleidung 54, die aus Ti oder Zr besteht, mit dem Metallsubstrat auf Cu-Basis 51, gibt es ebenso bevorzugte Bereiche für die Dicke der Metallverkleidung T, der Dicke M, der Metallplatte zur Herstellung des Streckmetalls 53 und der Größe D der rhombischen Öffnung 45 des Streckmetalls 53, d. h. diese Werte sind bevorzugt so eingestellt, so daß das Verhältnis M/T im Bereich von 0,1-0,6 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2-0,5 und wobei das Verhältnis D/M in einem Bereich von 1-50, bevorzugt im Bereich von 2-30 liegt.
In der in Fig. 20 dargestellten Ausführungsform ist ein Gitter auf Kupfer-Basis 61 in Kontakt mit der Metallverkleidung 54 angeordnet und das Gitter 72 auf Ti-Basis ist derart angeordnet, daß es die Metallzwischenlage 52 berührt. Das Gitter auf Cu-Basis 61 ist als herkömmliches Gitter ausgebildet, welches durch das Verknüpfen von Metalldrähten hergestellt wird, während das Gitter auf Ti-Basis 62 als Streckmetall wie in Fig. 6 gezeigt ausgebildet ist. In diesem Fall kann auch das Gitter auf Cu-Basis 61 als Streckmetall ausgebildet sein.
Die nahtgeschweißte Zone 58 einer derartigen Konfiguration des Hüllenmaterials 20 hat die nachstehend beschriebene Struktur. Wie in Fig. 22 gezeigt, schmilzt die Metallzwischenlage 52 aufgrund des Widerstandsheizen und lötet das Gitter auf Cu-Basis 61 mit dem Metallsubstrat 51 an der Öffnung des Gitters 61a des Gitters auf Cu-Basis 61 zusammen, während das Gitter auf Ti-Basis 62 in die Metallverkleidung 54 an der Gitteröffnung 61a des Gitters auf Cu-Basis 61 einsinkt oder auf sie aufgeschweißt wird, oder in einigen Fällen entlang des Teiles des Gitters auf Cu-Basis 61, wobei das Metallsubstrat 51 auf die Metallverkleidung 54 aufeinander gebunden wird. Da die Metallverkleidung 54 aus Ti oder Zr besteht, scheint in großem Ausmaß eine Diffusion von den Bestandteilen zwischen der Verkleidung 54 und dem Gitter auf Ti-Basis 62 stattzufinden, so daß die Bindungskraft zwischen beiden verstärkt wird. Wie in Fig. 21 gezeigt, sind die Gitteröffnungen des Gitters auf Ti-Basis 62 vorzugsweise größer als diejenigen des Gitters auf Cu-Basis 61 eingestellt, um die Bindungskraft zwischen dem Gitter auf Cu-Basis 61 und dem Metallsubstrat 51 über die Metallzwischenlage 52 zu verstärken. Um einen weiteren hervorragenden Bindungszustand zu erreichen, beträgt in diesem Fall das Verhältnis D/H, wobei D (= R + S)/2) die Gitterabstände des Gitters auf Ti-Basis 52 bedeutet und H die Gitterabstände des Gitters auf Cu-Basis 61, d. h. die Abstände zwischen den Drähten für die benachbarten Drähte des Gitters werden vorzugsweise im Bereich von 5 bis 15 und besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis 12 eingestellt.
Verschiedene Ausführungsformen der Hüllenmaterialien, die ein Substrat auf Cu-Basis umfassen, werden nun im folgenden beschrieben. In dem Hüllenmaterial 20, welches in Fig. 23 (a) dargestellt ist, unterstützt das Metallsubstrat 51 einen Hauptkörper 51a, der in einer verlängerten rechteckigen Form ausgebildet ist, und umfaßt Teile 51b, die nach oben von jedem Endteil des Hauptkörpers 51a vorstehen und einem projizierten Teil 51c, der nach außen vom oberen Endteil von Teil 51b hinaussteht. Die gesamte Oberfläche der Teile 51a bis 51c ist mit einer Metallverkleidung 54 bedeckt, die aus einem korrosionsbeständigem Metall wie Ti, Zr usw. besteht und nahtgeschweißte Zonen 58 sind auf dem Hauptkörper 51 und auf dem herausstehenden Teilen 51c ausgebildet.
Die Fig. 23 (b) zeigt die Querschnittsansicht durch den Hauptkörper 51a des Hüllenmaterials 20. Die weichen Lotschichten 52 sind auf beiden Seiten des Metallsubstrats 51 ausgebildet, die Metallgitter 53 (oder ein Laminat eines Gitters auf Cu-Basis 61 und eines Gitters auf Ti-Basis 62 wie in Fig. 22 gezeigt) sind darauf angeordnet und das gesamte Laminat ist mit der Metallverkleidung 54 bedeckt. Beide Enden der Metallverkleidung 54 sind durch die geschweißten Teile 59 an einer Kantenseite des Metallsubstrats 51 gebunden, um es derart einzuhüllenn. Wenn in diesem Stadium Nahtschweißen durchgeführt wird, bilden sich gleichzeitig nahtgeschweißte Zonen 58 auf beiden Seiten des Metallsubstrats 51 aus. Die nahtgeschweißte Zone 58 ist in Form einer Mehrzahl von Linien, die an vorbestimmten Abständen angeordnet sind ausgebildet, und jede Mehrzahl von Linien erstreckt sich entlang der Längsrichtung des Hauptkörpers 51a und entlang der projizierenden Richtung des Teiles 51c. Ein derartiges Hüllenmaterial 20 wird vorzugsweise als Elektrode zum elektrolytischen Beschichten oder für verschiedene elektrolytische Prozesse, oder als Sammelschiene zur Zuführung von elektrischem Strom verwendet. Insbesondere wird das Hüllenmaterial 20 in Fig. 22 vorzugsweise als eingetauchte Sammelschiene verwendet, wobei die vorstehenden Teile 51c aus dem Elektrolysebad herausragen und als Endteile zur Zufuhr von elektrischem Strom dienen, und worin der Hauptkörper 51a in das Elektrolysebad eingetaucht ist und als Halterung für die zu beschichtenden Objekte dient oder für Anodenkörbe zur Aufnahme von zu beschichtendem Material in einem suspendierten Stadium dienen kann.
Wie in Fig. 24 (a) bis (d) gezeigt, kann das Metallsubstrat 51 als Strang oder als Stock mit einem runden oder einem quadratischem Querschnitt ausgebildet sein. Die Metallverkleidung 54 bedeckt die äußere Oberfläche des Substrats 51. Die nahtgeschweißten Zonen 58 sind in Form von mehreren linearen Linien, die sich entlang der Längsrichtung des Substrats 51 erstrkanten ausgebildet und in bestimmten Abständen entlang der Peripherie angeordnet. In Fig. 23 (b) und (d) besitzt das Metallsubstrat 51 eine hohle Struktur. Diese Ausführungsformen werden bevorzugt für Grundkörper von Elektroden oder eingetauchten Stromschienen verwendet.

Experiment 1

Plattenähnliche Metallsubstrate auf Fe-Basis wurden so präpariert, daß sie eine Größe von 50 cm · 50 cm · 12 mm aufweisen und Metallgitter (Durchmesser des Drahtes: 0,1 bis 0,6 mm, Größe der rombischen Gitteröffnungen: 6,0 mm für die lange diagonale Linie R und 3,2 mm für die kurze diagonale Linie 5 (Fig. 6)), und korrosionsbeständige Metallplatten (d. h. Metallverkleidung, Dicke 0,5 bis 1,5 mm), wobei jede die gleiche Fläche wie das Metallsubstrat bedeckt, wurden aufeinander laminiert. Anschließend wurde eine Mehrzahl von linearen nahtgeschweißten Zonen entlang der Längsrichtung des Metallsubstrats in einem Abstand von 25 mm entsprechend der in Fig. 1 gezeigten Methode zur Herstellung von Hüllenmaterialien angebracht (Tab. 1: Beispiele Nr. 1 bis 14). Für einige Beispiele wurden verschiedene Arten von Metallblechen (Dicke 10 bis 100 um) zwischen den Metallsubstraten und der korrosionsbeständigen Metallplatten als Metallzwischenlage laminiert (Beispiele Nr. 12 bis 14). Als Vergleichsbeispiele wurden Hüllmaterialien, die kein Metallgitter und Metallblech umfassen, hergestellt. Bei diesen Materialien ist die korrosionsbeständige Metallplatte direkt auf das Metallsubstrat angebracht und anschließend wurde diese mit Nahtschweißen verbunden (Tab. 1: Beispiele Nr. 20 bis 25, Tab. 2: Beispiele Nr. 66 bis 71).
Die verwendeten Materialien werden im folgenden beschrieben.
Metallsubstrat:
Kohlenstoffhaltiger Stahl (S5400), Edelstahl (SUS304)
Korrosionsbeständige Metallplatte: Ti, Zr, Nb, Ta, Ti-Pd (Palladium) Legierung (Ti-0,15 Gew.-% Pd), Edelstahl (SUS304), Nickellegierung (Hastelloy C-276, Ni-5 Gew.-% Fe-16 Gew.-% Cr-16 Gew.-% Mo);
Streckmetallgitter: Edelstahl (SUS304), Verbundgitter (aus Ni, Ag und Edelstahl (SUS304) und kohlenstoffhaltigen Stahl),
Verbundgitter aus Edelstahl (SUS304) und Ni);
Metallblech: Ni, Cu.
Die Bedingungen des Nahtschweißens werden im folgenden Bereich überwacht:
Elektrischer Strom; 5000 bis 25 000 A;
Schweißzeit: 5 bis 50 Zyklen;
Periodizität: 5 bis 50 Zyklen;
Druck: 500 bis 1500 Kg;
Elektrodenweite: 5 bis 20 mm;
Schweißgeschwindigkeit: 500 bis 1500 mm/min.
Der Verbiegetest wurde für jedes Hüllenmaterial unter der Bedingung durchgeführt, daß der innere Durchmesser der Verbiegung das Doppelte der Dicke des Hüllenmaterials betrug und der Verbiegewinkel 180º betrug. Die Verbiegebedingungen zwischen der korrosionsbeständigen Metallplatte und Metallsubstrat wurden dergestalt beurteilt, ob der verbogene Teil sich ablöste oder nicht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Hüllenmaterialien gemäß dieser Erfindung zeigten sehr -gute Verbiegebedingungen, während sich die verbogenen Teile aller Vergleichsbeispiele ablösten.

Experiment 2

Metallzwischenschichten (Dicke 10 bis 100 um), Metallgitter und korrosionsbeständige Metallplatten (Dicke 0,5 bis 1,5 mm) werden in dieser Reihenfolge auf Metallsubstrate auf Kupferbasis mit einer Größe von S cm · 100 cm · 6 mm auflaminiert. Anschließend wurde eine Mehrzahl von linearen nahtgeschweißten Zonen, die entlang der Längsrichtung des Metallsubstrats verlaufen, so daß sie sich eng berühren, entsprechend dem Verfahren gemäß Fig. 1 gebildet, um Hüllmaterialien herzustellen (Tab. 2: Beispiele Nr. 34 bis 44). Als Vergleichsbeispiel wurde ein Hüllmaterial, welches kein Metallgitter (Tab. 2, Beispiel 45) oder dasjenige welches kein Metallgitter und keine Zwischenmetall-Lage (Tab 2, Beispiele Nr. 46 bis 50) aufweist hergestellt. Die verwendeten Materialien sind im folgenden beschrieben:
Metallsubstrat: Sauerstoff-freies Kupfer;
Korrosionsbeständige Metallplatte: Ti, Zr, Nb, Ta, Edelstahl (SUS304) und Ni;
Metallgitter: Verbundgitter (wobei die Drähte in Längsrichtung aus Edelstahl (SUS304) bestehen und die Querdrähte aus Cu bestehen, wobei der Durchmesser der Drähte 0,1 bis 0,5 mm beträgt und der Gitterabstand 16 bis 100 Mesh beträgt);
Verbundgitter (Wobei die Drähte in Längsrichtung aus Ni und die Drähte in Querrichtung aus Cu bestehen, der Durchmesser der Drähte betrug 0,1 bis 0,5 mm und der Gitterabstand 16 bis 100 Mesh);
Metallzwischenlage: Weichlot (Sn-37 Gew.-% Pb, Sn-47 Gew.-% Pb-3 Gew.- % Cu, und Sn -50 Gew.-% Pb, jedes von diesen wurde geschmolzen und auf das Metallsubstrat aufgebracht).
Die Bedingungen des Nahtschweißens werden im folgenden Bereich überwacht:
Elektrischer Strom: 5000 bis 25000 A;
Schweißzeit: 5 bis 50 Zyklen;
Periodizität: 5 bis 50 Zyklen;
Druck: 500 bis 15000 Kg;
Elektrodenweite: 5 bis 20 mm;
Schweißgeschwindigkeit: 500 bis 1500 mm/min.
Der Verbiegetest wurde für jedes Hüllenmaterial unter der Bedingung durchgeführt, daß der innere Durchmesser der Verbiegung das Doppelte der Dicke des Hüllenmaterials betrug und der Verbiegewinkel 180º betrug. Die Verbiegebedingungen zwischen der korrosionsbeständigen Metallplatte und dem Metallsubstrat wurden danach beurteilt, ob der verbogene Teil sich ablöst oder nicht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Die Hüllenmaterialien dieser Erfindung zeigten gute Verbiegebedingungen, während die verbogenen Teile aller Vergleichsbeispielen sich ablösten. Tabelle 1 Tabelle 2

Claims

1. Hüllenmaterial, umfassend:

ein Metallsubstrat, das aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Fe oder Cu ist;

eine Metallgitterschicht, die sich auf dem Metallsubstrat befindet und die ein Streckmetall umfaßt, dessen Öffnungen erzeugt werden, indem man versetzte Einschnitte über die Gesamtfläche einer Metallplatte durchführt, so daß jeder Einschnitt durch die Dicke der Metallplatte hindurchgeht, und indem man die Metallplatte in einer Richtung, die die Länge der Einschnitte kreuzt, streckt, wodurch jeder Einschnitt geöffnet wird;

eine Metallverkleidung, die sich in Kontakt mit dem Metallgitter befindet, gegenüber dem Metallsubstrat und mit dem Metallgitter dazwischen, und die aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil aus Ti, Zr, Nb, Ta und Ni ausgewählt ist, oder die aus Edelstahl besteht;

einen Widerstands-geschweißten Bereich, der das Metallsubstrat, die Metallgitterschicht und die Metallverkleidung aneinander bindet.

2. Hüllenmaterial nach Anspruch 1, wobei die Metallplatte, die für das Streckmetall verwendet wird, ein Hüllenmaterial ist, das aus zwei oder mehr Metallblechen besteht, die aneinander laminiert sind.

3. Hüllenmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Metallgitterschicht zwei oder mehr Metallgitter umfaßt, von denen mindestens eines aus dem Streckmetallgitter besteht.

4. Hüllenmaterial nach einem der Ansprüche 1-3, wobei eine Metallzwischenschicht zwischen dem Metallsubstrat und der Metallgitterschicht eingefügt ist.

5. Hüllenmaterial nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Metallgitterschicht das Streckmetall umfaßt, das aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil aus Fe, Ni, Cu, Ag, Ti und Zr ausgewählt ist.

6. Hüllenmaterial nach Anspruch 1, wobei die Dicke M der Metallplatte zum Herstellen des Streckmetalls und die Dicke T der Metallverkleidung so angepaßt sind, daß das Verhältnis M/T im Bereich von 0,1-0,6 liegt.

7. Hüllenmaterial nach Anspruch 6, wobei das Verhältnis M/T im Bereich von 0,2-0,5 eingestellt ist.

8. Hüllenmaterial nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Größe D der rautenförmigen Öffnung des Streckmetalls, die als der Durchschnitt der langen Diagonale R und der kurzen Diagonale S definiert wird, und die Dicke M der Metallplatte zum Herstellen des Streckmetalls so eingestellt ist, daß das Verhältnis D/M im Bereich von 1,1-40 liegt.

9. Hüllenmaterial nach Anspruch 8, wobei das Verhältnis D/M im Bereich von 2-30 eingestellt ist.

10. Hüllenmaterial nach Anspruch 1, wobei die korrosionsbeständige Metallverkleidung aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Ti oder Zr ist, und das Metallsubstrat aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Fe ist, und wobei die Metallplatte, die für das Streckmetall verwendet wird, ein Edelstahl ist.

11. Hüllenmaterial nach Anspruch 1, wobei die korrosionsbeständige Metallverkleidung aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil aus Nb, Ta und Ni ausgewählt ist, wobei das Metallsubstrat aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Fe ist, und wobei die Metallplatte, die für das Streckmetall verwendet wird, aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Ni oder Cu ist.

12. Hüllenmaterial nach Anspruch 3

wobei die Metallplatte (103), die für das Streckmetall verwendet wird, ein Hüllenmaterial ist, das aus zwei verschiedenen Metallblechen (103a, 103b) besteht, die aneinander laminiert sind, und das Streckmetall (105) ein Verbundmetall ist, das einen drahtförmigen Abschnitt (3) aufweist, der die Öffnung (45) bildet, und das aus zwei Abschnitten (104a, 104b) besteht, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind,

und wobei das Streckmetall an dem Widerstands-geschweißten Bereich so gebunden ist, daß der eine Teil (104a) der beiden Abschnitte hauptsächlich mit der Metallverkleidung (4) in Kontakt steht und der andere Teil (104b) hauptsächlich mit dem Metallsubstrat in Kontakt steht.

13. Hüllenmaterial nach Anspruch 12, wobei die beiden Metallplatten, die für das Streckmetall verwendet werden, aus einem Hüllenmaterial hergestellt sind, das aus zwei Materialien mit verschiedenen spezifischen elektrischen Widerständen besteht, um so den elektrischen Gesamtwiderstand des Streckmaterials anzupassen, wenn der Widerstands-geschweißte Bereich geformt wird.

14. Hüllenmaterial nach Anspruch 12 oder 13, wobei die korrosionsbeständige Metallverkleidung aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Ti oder Zr ist, wobei das Metallsubstrat aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Fe ist, und wobei die Metallplatte, die für das Streckmetall verwendet wird, ein Hüllenmaterial ist, das aus Edelstahl und Kohlenstoffstahl besteht.

15. Hüllenmaterial nach Anspruch 12 oder 13, wobei die korrosionsbeständige Metallverkleidung aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Ti oder Zr ist, wobei das Metallsubstrat aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Fe ist, und wobei die Metallplatte, die für das Streckmetall verwendet wird, ein Hüllenmaterial ist, das aus Edelstahl und Ni besteht.

16. Hüllenmaterial nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Metallsubstrat aus einem Metall besteht, dessen Hauptbestandteil Cu ist, wobei die Metallplatte, die für das Streckmetall verwendet wird, ein Hüllenmaterial ist, das aus Edelstahl und Cu besteht, und wobei eine Metallzwischenschicht, die aus einem Metall besteht, dessen Schmelzpunkt niedriger ist als der des Metalls, das für das Metallsubstrat verwendet wird, zwischen dem Metallsubstrat und der Metallgitterschicht eingefügt ist.