DE744159C - Vorrichtung zum Herstellen metallischer UEberzuege auf Metallbaendern - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen metallischer UEberzuege auf Metallbaendern

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DE744159C
DE744159C DEG103072D DEG0103072D DE744159C DE 744159 C DE744159 C DE 744159C DE G103072 D DEG103072 D DE G103072D DE G0103072 D DEG0103072 D DE G0103072D DE 744159 C DE744159 C DE 744159C
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DE
Germany
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conductor
heating
section
shaped
metal
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Expired
Application number
DEG103072D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Herbert Gumprecht
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GLYCO METALL WERKE
Original Assignee
GLYCO METALL WERKE
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Publication date
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum Herstellen metallischer Überzüge auf Metallbändern Die bisher bekanntgewordenen Verfahren zur Herstellung von metallischen Überzügen auf Metallbändern bestehen im wesentlichen darin, daß das bandförmige Stützmetall, beispielsweise Stahl, in einem mehrere Meter langen Heizkanal durch Strahlung auf eine Temperatur gebracht wird, die einen Verband zwischen Ausgußmetall und Stützmetall herbeizuführen gestattet. Handelt es sich beispielsweise um Bleibronze, so muß das Stützmetall auf etwa iooo bis izoo° erwärmt werden. Alsdann kann die flüssige Bleibronze aufgegossen werden und, nachdem sie einige Zeit zwecks Bildung eines Diffusionsvorganges auf den Stahl eingewirkt hat, wird durch schnelle Abkühlung das Aussaigern des Bleies aus dem Kupfer vermieden. Das Erhitzungsverfahren ist teuer, umständlich und bedingt bei einer Störung im Gießprozeß einen großen Abfall an Metall. Es ist außerdem bei der Herstellung von Verbundmetallbändern, bei denen für die Verbandsbildung vergleichsweise niedrige Temperaturen, bis etwa 6oo°, angewandt werden, bekanntgeworden, die Aufheizung des Stützmetallbandes durch Gasbrenner auf einem verhältnismäßig kleinen Raume vorzunehmen.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbundgußmetallen, bei denen das Ausgußmetall auf ein bandförmiges Stützmetall aufgegeben wird, und zwar auf eine besonders günstige Ausgestaltung der Heizvorrichtung. Bei der Herstellung metallischer Überzüge auf Metallbänder, die vor dem Aufbringen des flüssigen Verbundgußmetalls kurzzeitig auf Diffusionstemperatur erwärmt werden, ist die Vorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein oder mehrere mit Hochfrequent gespeiste Leiter, die den zweckmäßig vorher gereinigten und unter Schutzgasabdeckung stehenden Bandteil schleifenförmig oder aber spulenförmig derart umgeben, daß der von ihnen ausgehende Kraftlinienfluß den zu erhitzenden Bandteil möglichst vollkommen durchsetzt.
  • Der Grundgedanke torliegender Erfindung liegt darin, daß diese Erhitzung währe' 44, eines vergleichsweise kurzen Zeitraumes @nür; an der Stelle vorgenommen wird, an der auch die Wärme zwecks Vergießen benötigt wird. Die Erhitzung erfölgt mit Hilfe hochfrequenter Wirbelströme, die durch die aiigewendeten Glühkopfformen derartig große Stärke annehmen, daß- die Erwärmung in kürzester Zeit eintritt.
  • Die Anordnung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß die vor V erzunderung zu schützende Fläche des Stützmetalls klein ist gegenüber dem bekannten Verfahren, daß keine Anlaufzeiten benötigt werden und die Anlage jederzeit ein- und ausgeschaltet werden kann. Es ist bei Anordnungen gemäß der Erfindung zu beachten, welche Stärken und welche Art von Stützmetall man verwenden will, da hiervon die Wahl der zugeführten Leistung und Frequenz des Hochfrequenzstromes abhängig ist. Da beispielsweise aus dem fertigen Bimetallstreifen nachher halbrunde Lagerschalen, gegebenenfalls mit Bunden, zu pressen sind, wird im allgemeinen die Wandstärke des Bleches in der Größenordnung von i bis 2 nim liegen. Aus metallurgischen Gründen wird man den Ausguß etwa 3 bis 4 nim stark wählen, um ihn dann bis auf die benötigte Ausgußstärke abzufräsen oder anderweitig zu entfernen.
  • Die für die Erhitzung anzuwendenden Leistungen liegen theoretisch bei etwa 12 kW erzeugter Wärmeleistung im Werkstück bei einer Durchzugsgeschwindigkeit von etwa 1,5 bis 2 m/Min., einer Temperatur von i ioo bis i2oo° und i bis 2 inm starkem Eisenblech.
  • Zur Ausführung des Erfindungsgedankens in bezug auf die Erwärmung stehen nun zwei verschiedene Wege offen. Handelt es sich darum, daß man vergleichsweise hohe Frequenzen, etwa ioo kHz und mehr, zur Verfügung hat, so können Spüleriforinen Verwendung finden, die das Band schleifenförmig umfassen. Es empfiehlt sich dann auch, zwecks Ausnutzung der bei Konzentration von Stromfäden hervorgerufenen besonderen Wärmewirkung, einen eigentlichen Heizleiter mit vergleichsweise gering-ein Querschnitt und einen Rückführungsleiter mit vergleichsweise großem Querschnitt zu benutzen.
  • Stehen derartig hohe Frequenzen jedoch nicht zur Verfügung, so muß die Spulenforin so ausgebildet werden, daß eine möglichst große Fläche des zu erhitzenden Bandes von den Kraftlinien geschnitten- «-erden kann. Besonders günstig wirken sich dabei naturgemäß diejenigen Anordnungen aus, die nach .Art von konzentrischen Leitern zwangsmäßig :@sÄmtliche Kraftlinien durch das Werkstück eiben. Man kann dann finit niedrigerer .` equenz in der Größenordnung v011 2 bis '°@4o kHz auskommen, muß aber wegen der Entkopplung bei Überschreiten des Kuriepunktes bei der Erhitzung vergleichsweise größere Leistungen zur Verfügung stellen. Wenn vorhin davon die Rede war, daß 12 kW im Werkstück erzeugt werden müßten, so bleibt diese Zahl an und für sich erhalten; während man im Falle höherer Frequenzen jedoch mit einem Wirkungsgrad von vielleicht 5o o/o rechnen kann, muß im Falle der niedrigeren Frequenzen der Wirkungsgrad mit nur etwa 5 bis io o/o angesetzt werden.
  • Das Stützinetallband muß derart ausgebildet «-erden, daß es in Trogform das flüssige Angußmetall aufnehmen kann. Ferner muß für die nachfolgende mechanische Bearbeitung ein von Angußmetall freier Teil des Bandes bestehen bleiben. Die günstigste Form hierfür ist in den weiter unten näher beschriebenen Abbildungen dargestellt worden.
  • Da das als Walzband angelieferte Stützmetallmaterial oberflächlich stark verunreinigt ist, muß es zuerst beispielsweise mechanisch durch ein Sandstrahlgebläse gereinigt werden. Auch durch eine thermische Behandlung, Blankglühen in wasserstoffhaltiger Atmosphäre, kann eine hervorragende Reinigung der Oberfläche des Stützmetalls erzielt werden. Schließlich kann allein oder zusätzlich eine chemische oder cheinisch-elektrische Reinigung eingeschaltet «-erden. Bewährt haben sich io % Salz- oder Salpetersäurelösungen oder auch die bekannten elektrolytischen Reinigungsbäder.
  • Die weiteren Ausbildungen der Vorrichtung gemäß der ..Erfindung sind in den Abbildungen näher erläutert. Will man mit vergleichsweise hohen Frequenzen arbeiten, so kann zur Erhitzung des Bandes i, das zwecks späterer Aufnalime des Ausgußmetalls eine gekröpfte: Form erhalten hat, eine Spule 2 (vgl. Abb. i) verwendet werden. Die Spule .2 besteht aus einem ebenfalls gekröpften Heizleiter 3 mit vergleichsweise kleinem Querschnitt und einem Rückführungsleiter 4 mit entsprechend vergrößertem Querschnitt, wie aus Abb. 11) liervorgeht. Heiz- und Rückführungsleiter bestehen wegen der hohen Stromdichten aus wassergekühltem Kupferrohr. Je nachdem, wie man die Heizvorrichtung anordnet, kann auch die räumliche Umkehrung, wie sie in Abb. 2 dargestellt worden ist, verwendet werden. In Abb. 3 ist unter Andeutung eines ebenfalls mit einem Heizleiter 3 geringeren Querschnittes arbeitenden Glühkopfes schematisch eine Gesamtanordnung zur Herstellung von Verbundgußmetallen dargestellt. Das Band i wird von links nach rechts durchgezogen und unter der Kante des Heizleiters 3 bis auf die gewünschte Temperatur gebracht. Unmittelbar anschließend läuft aus dem Tiegel 5, der mit einem Ventil 6 versehen ist, das Angußmetall, beispielsweise die Bleibronze 7, auf das Stahlblech. Anschließend an das Vergießen wird durch eine Vorrichtung 8, beispielsweise einen Eisenklotz, der durch ein Wasserrohr g gekühlt wird, die Bleibronze zum Erstarren gebracht.
  • Beim Arbeiten mit vergleichsweise niedrigeren Frequenzen wählt man die Anordnung beispielsweise, wie die Abb. 4a bis 4c zeigen. Der Glühkopf besteht aus einer Spulenform. Heizleiter und Rückführungsleiter 3 und 4 haben annähernd gleiche Größe. Dabei ergibt sich allerdings die Unannehmlichkeit, daß die Aufheizung als Abbild der Heizleiter erfolgt, d. h. also, daß zwei Heizzonen entstehen. Will man das vermeiden, so kann man die Anordnung so wählen, wie das die Abb. 5 zeigt. Hier wird ein Heizleiter 3 gewählt und zwei Rückführungsleiter 4. Der eine Rückführungsleiter wird dabei abgewinkelt, damit das auf dieser Seite entstehende magnetische Feld nicht mehr so groß ist und nicht das flüssig abgebrachte Metall, das kurz hinter dem Heizleiter 3 auf das Band aufgegossen wird, in Bewegung versetzt. Eine ähnliche Anordnung zeigt auch noch die Abb. 6, bei der gegebenenfalls von zwei getrennten Hochfrequenzgeneratoren zwei Spulenanordnungen 3, 4 und 3', 4 gespeist werden. Schließlich zeigt die Abb. 7a und 7b,eine ähnliche Anordnung wie Abb. 5, nur mit dem Unterschied, daß das Eisenblech durch den Glühkopf durchgezogen wird.
  • Die Glühköpfe nach Abb.8 und g sind nach dem Prinzip konzentrischer Leiter aufgebaut. Die von dem Leiter 3 erzeugten Kraftlinien müssen unter allen Umständen, wenn sie nicht einen sehr großen Umweg machen wollen, durch das Band i hindurchtreten. Die Stromführüng erfolgt in Richtung des Bandes als Projektion des Heizleiters 3, die Rückführung in den abgekröpften Teilen des Bandes, und zwar auf zwei Wegen, je einer rechts und links. In ähnlicher Weise geschieht dies auch bei der Anordnung nach Abb. ga und gb, wobei der Heizleiter 3 noch schräg gelagert ist, damit die Hauptaufheizung an der Austrittsstelle des Stahlbandes auftritt. Bei der Gesamtanordnung der Erfindung wird nun so vorgegangen, - daß das in Rollen vorliegende Band durch Walzenpaare die gewünschte Profilform erhält, daß dann Reinigungsprozesse der oben geschilderten Form sich anschließen. Alsdann erfolgt, gegebenenfalls unter Schutzgas oder anderen abdekkenden Mitteln (Borax), die hochfrequente Erwärmung des Bandes. Unmittelbar hierauf wird das'Angußmetall auf das Band aufgebracht, und zwar durch einen Ventiltiegel. Nachdem die für den Diffusionsvorgang (Verbandsbildung) notwendige Zeit verstrichen ist, wird insbesondere bei Bleibronze das Verbundmetall abgekühlt. Dies kann dadurch erfolgen, daß Luft oder Wasser, beispielsweise durch Düsen, gegen das Stahlband gespritzt wird. Man kann aber auch so, wie in Abb. 3 gezeigt, vorgehen und durch eine gekühlte Platte eine indirekte Wärmeableitung hervorrufen.
  • Das so erhaltene Enderzeugnis kann nun entsprechend seinem Verwendungszweck, beispielsweise Gleitlagerherstellung, weiter bearbeitet werden. Hierzu muß das Band, um eine gleichmäßige Angußmetallstärke zu erhalten, beim Ziehen über eine Kante in bekannter Weise abgefräst werden. Nach dem Ausschneiden geeigneter Platinen kann durch einen Preßvorgang die halbe Lagerschale gebogen werden. Hieran schließt sich dann die Feinbearbeitung an.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Herstellen metallischer Überzüge auf Metallbändern, die vor dem Aufbringen des flüssigen Verbundgußmetalls kurzzeitig auf Diffusionstemperatur erwärmt werden, gekennzeichnet durch eine oder mehrere mit Hochfrequenz gespeiste Leiter, die den zweckmäßig vorher gereinigten und unter Schutzgasabdeckung stehenden Bandteil schleifenförmig oder aber spulenförmig derart umgeben, daß der von ihnen ausgehende Kraftlinienfluß den zu erhitzenden Bandteil möglichst vollkommen durchsetzt. a. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter konzentrisch ausgebildet und das Band vorteilhaft von Heiz- und Rückführungsleitern umschlossen ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei schleifenförmiger Ausbildung der Leiter dieser mit verhältnismäßig geringem Querschnitt ausgebildet ist und zur Rückführung ein Leiterteil von vergleichsweise großem Querschnitt dient und sich der Bandform weitgehend anpaßt. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizleiter (3) von kreisringförmigem Querschnitt mit zwei fensterförmig ausgebildeten Rückführungsleitern (4) von verhältnismäßig großem Querschnitt zusammenarbeitet, wobei der in der Bandrichtung rückwärtige Leiter (4) entkoppelt ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften ... Nr. 625 014, 667 711; britische Patentschrift ..... - 145 532; USA.-Patentschriften . . . Nr. i 756 739, 1 180 728, 1995 258, 2 190 237.
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