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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Verbundplatten Plattierte
Halbzeuge finden heute in der Technik eine ausgedehnte Verwendung. In besonderem
Maße ist dieses bei Halbzeugen, wie Blechen aus Aluminiumlegierungen, der Fall,
bei denen der Kern aus einer hochfesten, veredelbaren, kupferhaltigen AIuminiumlegierung
besteht, während die Deckschicht aus korrosionsbeständigem Reisaluminium oder einerkorrosionsbeständigen,
veredelbaren oder nichtveredelbaren Aluminiumlegierung gebildet wird.
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Die Herstellung derartiger Halbzeuge kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Ein bekanntes Verfahren besteht darin, daß die Kokille mit Plattierungsplatten ausgelegt
wird, zwischen die der Kernwerkstoff .eingegossen wird. Der so gebildete Verbundblock
wird anschließend durch Warm- und Kaltwalzen auf Bleche weiterverarbeitet und schließlich
veredelt. Bei. diesem Verfahren werden die Planierungsplatten bzw. -bleche in der
Kokille entweder durch Saugvorrichtung an die Kokillenwände angesaugt oder durch
federnde Druckrollen vom Kokilleninnern her gegen die Kokillenwände angedrückt.
Neuerdings sind auch: Verhundgußverfahren bekanntgeworden, bei denen man. auf eine
Kokille ganz oder teilweise verzichtet und die Plattierungsplatten selbst als Gießform
benutzt.
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Bei diesem geschilderten Verbundgußverfahren haben sich nun einige
Mängel gezeigt, die die Güte des fertigen Halbzeuges herabsetzen. Sie treten insbesondere
bei all den Kernlegierungen auf, die stark zur Bildung von Seigerungsperlen an der
Oberfläche der Blöcke neigen, wie äs beispielsweise bei den obenerwähnten hochfesten,
kupferhaltigen Aluminiumlegierungen der Fall ist. Diese SeigerungsperIen treten
während der Erstarrung durch die bereits erstarrte Oberfläche aus dem noch teilweise
flüssigen Blockinnern aus und sind auch beim Gießen zwischen Plattierungsplatten
an der übergangszone zwischen Kern- und Deckwerkstoff zu finden. Da die
Seigerungsperlen
beispielsweise bei den kupferhaltigen Aluminiumlegierungen einen außerordentlich
hohen Kupfergehalt besitzen, kommen sie bei der nachfolgenden Weiterverarbeitung
durch Walzen, Glühen und Veredeln nicht zum Verschwinden, selbst wenn die Deckschicht
aus Reinaluminium besteht und. ein verhältnismäßig hohes Aufnahmevermö'eai. für
Kupfer besitzt. Infolgedessen liegen n-=gerade in der Übergangszone zwischen Ketn
und Deckschicht auch im fertigen Halbzeug spröde metallische Verbindungen vor. die
die Eigenscbaften, wie beispielsweisse die Biegefähigkeit des Verbundwerkstoffes
herabsetzen. Ferner vermindert die starke Anreicherung von Kupfer in der Übergangszone
bzw. in der Deckschicht, infolge Diffusion beiden Wärmebehandlungen, die Korrosionsbeständigkeit.
Da ferner die Seigerungsperlen meistens nicht gleichmäßig über den ganzen Block
verteilt sind, ergibt sich unterschiedliches Korrosionsverhalten im fertigen Blech.
Auch die Gleichmäßigkeit des Oberflächenaussehens der Bleche wird durch die verschiedenen
Zusammensetzungen einzelner Bereiche ungünstig beeinflußt.
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.Gemäß der Erfindung läßt sich dieser Nachteil vermeiden, wenn die
Plattierungsplatten nach dem Eingießen des Kerniverkstoffes mit .einem solchen Drück
und über einem solchen Bereich gegen den erstarrenden Kermverkstoit ohne Knetverformung
angedrückt werden, daß ein Austreten der SeigerungsperIen aus. der Oberfläche des
Kernwerkstoffes verhindert wird. Ausgeübt wird der Druck über einen Bereich, der
zweckmäßig etwas größer ist als der Erstarrungsbereich des Kernwerkstoffes; denn
es hat sich gezeigt, daß die Seigerungsperlen aus dem noch flüssigen oder auch nur
teilweise flüssigen Blockinnern durch die bereits erstarrte Schale des Kernwerkstoffes
hindurchtreten. Die Größe dieses Bereiches ist abhängig von den Gieß- und Erstarrungsbedingungen
und ist am besten durch einen Versuch zu bestimmen. Der Druck ist dabei so zu bemessen,
daß eine Verformung der erstarrten Oberfläche des Kernwerkstoffes praktisch nicht
eintritt. Zweckmäßig ist es, den Druck über Druckwalzen bzw. -rollen durch ein elastisches
:Mittel, beispielsweise Federn, auszuüben, damit man die Möglichkeit hat, ihn den
jeweiligen Verhältnissen am besten anzupassen.
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Es ist bekannt, bei der Herstellung dünner Bänder den Kernwerkstoff
zwischen vorgewalzte Deckschichten einzugießen und in der gleichen Vorrichtung im
Anschluß an das Gießen auf die gewünschte Dicke auszuwalzen. Im Gegensatz dazu werden
in der Vorrichtung gemäß der Erfindung dicke Blöcke und Platten hergestellt und
die elastischen Druckvorrichtungen ohne Knetverformung des Kernwerkstoffes an die
Plattierungsplatten angedrückt, und zwar in einem solchen Ausmaß, daß das Austreten
der Seigerungsperlen aus der Oberfläche des Kernwerkstoffes verhindert . Ivird.
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t-a.Durch das Andrücken des Deckwerkstof-.fes an den erstarrenden
Kernwerkstoff wird gleichzeitig erreicht, daß beide miteinander in inniger Berührung
bleiben und die einmal eingetretene Bindung nicht durch die Sehwindung des erstarrenden
Kern-,verkstoffes wieder unterbrochen -wird.
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Das Verfahren gemäß Erfindung hat sich bewährt bei der Herstellung
von Verbundplatten oder -blöcken, die aus einer veredelbaren, kupferhaltigen Aluminiumlegierung
als Kernwerkstoff und aus einer kupferfreien, veredelbaren oder nichtveredelbaren
Aluminiumlegierung oder Reinaluminium als Plattierwerkstoif bestehen; es ist jedoch
keineswegs hierauf beschränkt, sondern auf alle Kernwerkstoffe anwendbar, die zur
Bildung von Seigerungsperlen an der Oberfläche des Gußblockes neigen. Es ist von
erheblicher Bedeutung nicht nur bei der Herstellung endlicher Blöcke oder Platten,
sondern insbesondere auch bei der Herstellung von Strängen, auch von solchen, die
nach der Erstarrung unter Ausnutzung der Wärme des gegossenen Erzeugnisses beispielsweise
durch Walzen weiterverarbeitet werden sollen. Die Anwendung des Verfahrens gemäß
Erfindung ermöglicht es nämlich erstmalig, im Strangguß einwandfreie Verbundkörper
mit Kernlegierungen herzustellen, bei denen nach den bisher üblichen Verfahren Seigerungsperlen
auf der Oberfläche des Gußerzeugnisses auftreten.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens
beispielsweise dargestellt. Es zeigen Abb. i eine Vorrichtung im Schnitt entsprechend
1-I der Abb. 3 und q., Abb. 2 die Vorrichtung im Schnitt entsprechend II-II der
Abb.3, Abb.3 die Vorrichtung in Ansicht von oben, Abb. 4. die Vorrichtung im Schnitt
entsprechend 1V-IV der Abb. i.
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Nach der Zeichnung sollen Verbundplatten hergestellt werden, bei denen
der Kernwerkstoff t zwischen die Plattiertmgsplatten 2 eingegossen wird. Die Plattierungsplatten
2 sind nach den Schmalseiten der Blockform hin abgebogen, so daß sie eine Längsöffnung
3 frei lassen.
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Die Gießvorrichtung besteht aus einer aus zwei gleichen Teilen gebildeten
Führungsvorrichtung 4., durch welche die Planierungsplatten außen geführt werden.
Auf der Innen-
Seite werden die Plattierungsplatten durch ein auf
dem äußeren Führungsteil q. ruhenden Führungsstück 5 gehalten. Die Führungsteile
¢ lassen im unteren Teil Längsöffnungen 6 frei, durch die hindurch die Schmelze
zwischen die Plattierungsplatten 2 mittels Eingießvorrichtungen 7, in dem gezeichneten
Beispiel ist nur eine Eingießvorrichtung dargestellt, eingeleitet wird. Unterhalb
der Eingießvorrichtungen 7 werden die Längsöffnungen in bekannter Weise durch gekühlte
oder nichtgekühlte Schlitzstäbe 8, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Schonbändern,
abgedeckt.
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Zu Beginn des Gusses, wo sich die absenkbare Bodenplatte 9 dicht unter
der Führungsvorrichtung befindet, werden die Plattierungsplatten durch entsprechende
Ausbildung der Bodenplatte gehalten.
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Die Führungsvorrichtung q, ist durch Stützen i o mit der Fundamentplatte
i i der Gießvorrichtung verbunden.
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Zwischen der Führungsvorrichtung q. und der Fundamentplatte i i ist
die Druckvorrichtung angeordnet. Sie besteht im gezeichneten Beispiel aus drei übereinander
angeordneten Druckwalzen 12, die durch Federn 13 mittels Schrauben 14 gegen die
Breitseiten der Plattierungsplatten 2 gedrückt werden. Auch die abgebogenen Schmalseiten
der Plattierungspl.atten können durch entsprechende Druckvorrichtungen angedrückt
werden. Die Druckvorrichtungen sind .auf besonderen Stützplatten 15 zwischen Führungsvorrichtung
q. und Fundamentplatte i i gelagert. Die Stützplatten sind zweckmäßig so ausgebildet,
daß sie abgenommen -werden können.
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Unterhalb der Fundamentplatte i i sind Kühlvorrichtungen, beispielsweise
Rohrschlangen 16, mit nach innen gerichteten Bohrungen 17 vorgesehen, durch welche
die Erstarrung des Gußblockes in der Gießvorrichtung in zweckmäßiger Weise geregelt
werden kann.