DE751164C

DE751164C - Verfahren zur Herstellung von Bimetallstreifen

Info

Publication number: DE751164C
Application number: DET50290D
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl-Ing Reimann
Original assignee: Trierer Walzwerk AG
Current assignee: Trierer Walzwerk AG
Priority date: 1938-04-21
Filing date: 1938-04-21
Publication date: 1952-11-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Bimetallstreifen Es ist bekannt, für Überstromschalter, Perpendikel in Uhren, Temperaturregler, Relais Bimetallstreifen zu verwenden, deren einzelne Metalle voneinander verschiedene Ausdehnungskoeffizienten haben, so daß sich diese Streifen unter dem Einfluß von erhöhten Temperaturen nach einer Seite krümmen und dadurch einen Strom, gegebenenfalls Hilfsstrom, schließen oder unterbrechen.
Bei diesen Bimetallstreifen kommt es darauf an, daß die einzelnen Metalle in fester, unlöslicher Verbindung miteinander stehen. Man wählt daher gern Metalle, die als sog. mehrfacher Guß hergestellt werden können. Somit ist aber die Zahl der zu verwendenden Metalle erheblich eingeschränkt, da man nur Metalle durch Gießverfahren miteinander verbinden kann, deren Schmelztemperaturen sich einigermaßen entsprechen und die andererseits beim Gießen keine spröde Legierungszwischenschicht bilden. Diese Legierungszwischenschicht hat zum anderen ihren eigenen, von dem der beiden Metalle ganz verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten.
Es ist bereits die Verwendung von Eisen und Aluminiumlegierungen zu Bimetallstreifen für die Verwendung von Überstromschaltern, Perpendikeln, Temperaturreglern usw. bekannt, jedoch war man bis jetzt nicht in der Lage, dieselben in der Güte herzustellen, wie sie zu diesen Zwecken notwendig ist. Es ist zwar an sich bekannt, Eisenblech und Aluminium im Walzschweißverfahren miteinander zu vereinigen. Bei diesem an sich bekannten Walzschweißverfahren werden aber nur Eisenbleche oder -bänder .mit dünnen Aluminiumfolien belegt. Es können also nur Aluminiumiiberzüge auf Eisen, die nur 5, höchstens ioo/o der Dicke des plattierten Eisenbandes ausmachen, hergestellt werden. Bei der Herstellung von Überstromschaltern handelt es sich jedoch um die Plattierung von Eisen und Aluminium, die ungefähr im Verhältnis i : i vorliegen. Es müssen z. B. sowohl die Eisen- als auch die Aluminiumschicht je o,5 bis i mm stark sein. Bei der Plattierung dieser Stärken sind nun gleichfalls eine Reihe von Schwierigkeiten zu überwinden. Das Aluminium hat ein rund dreimal so großes Streckungsverhältnis wie das Eisen. Dieser große Unterschied im Strekkungsverhältnis verursacht leicht ein Wegquetschen des Aluminiums vom Eisen bei den andererseits notwendigen hohen Drücken, um zwischen Eisen und Aluminium eine wirklich feste unlösliche Verbindung-zu erreichen.
Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einem Verfahren zur Herstellung von Bimetallstreifen für Temperaturregler, Überstromschalter, Relais u. dgl. aus Stahl und Aluminium bzw. Aluminiumlegierung im Walz-Schweiß-Verfahren die Stahlbleche eine mindestens 5oo/oige Verformung und das Aluminium bzw. die Aluminiumlegierung eine solche von 7o bis 9o °/o erfahren.
Durch diese Verformungsmaßnahme wird mit Sicherheit erreicht, daß sich zwischen Aluminium und Stahlblech ohne die Bildung einer spröden Zwischenschicht, also ohne einer Legierung zwischen Eisen und Aluminium, eine enge Verbindung vollzieht, die allen Ansprüchen für diesen Verwendungszweck gewachsen ist.
Infolge der obengenannten Verformungsgrade während des Walzens muß die Ausgangsstärke des Aluminiums daher :2 bis 5 mm betragen. Außerdem kommt es darauf an, daß die beiden gegebenenfalls aufgerauhten Streifen bis an den Walzenspalt nach beiden Richtungen fest geführt werden. Die zuzuführenden Streifen dürfen einmal keine Möglichkeit haben nach rechts oder links auszuweichen, und zum anderen müssen sie gegeneinander verschiebbar sein. Es werden daher Führungen verwendet, die einen Ansatz haben, so daß die Streifen unabhängig voneinander dem Walzwerk zugeleitet werden können. Schließlich ist es noch wichtig; daß der Aluminiumstreifen schmaler gehalten wird als der Eisenstreifen und daß beide Streifen so angespitzt werden, daß sie beim Eintritt in den Walzenspalt einen Doppelkeil bilden. Unter Berücksichtigung dieser Maßnahmen ist es alsdann möglich, tatsächlich Eisen mit Aluminium in der Weise zu plattieren, daß die Aluminiumauflage die gleiche Stärke besitzt wie das plattierte Grundmetall.
Die Plattierung selbst findet im allgemeinen bei Raumtemperatur unter nicht besonders erwärmten Walzen statt. jedoch wird der Druck so hoch gehalten, daß eine Erwärmung des Walzgutes über ioo° eintritt. Die fertig plattierten Streifen werden geglüht, und zwar bei Temperaturen von ungefähr 50o bis 540o. Die Temperaturen hängen etwa von der Zusammensetzung des Eisens und des Aluminiums ab. Es ist von besonderem Vorteil, in an sich bekannter Weise ein Eisen mit einem Sauerstoffgehalt zu verwenden bzw. ein Aluminium mit Silicium, da durch diese Zusätze die Bildung der FeA13 Zwischenschicht weitgehendst vermieden wird.
Sollen dagegen Aluminiumsorten Verwendung finden, die an sich die Neigung haben, z. B. durch Gehalte an Magnesium, zur Bildung von Legierungszwischenschichten zu führen, so wird das vorbeschriebene Verfahren in der Weise abgeändert, daß das Eisen oder auch das Aluminium zuerst mit einer dünnen Aluminiumfolie plattiert wird, die Silicium enthält. Es ist aber auch möglich, diese Zwischenfolie gleichzeitig dem Plattierwalzwerk, also beim Plattieren der beiden Streifen zuzuführen.
Eine weitere Abänderung des Verfahrens besteht darin, an sich auch mit mehreren Schichten Aluminium zu plattieren, und zwar mit Aluminiumlegierungen, deren Ausdehnungskoeffizienten in fortlaufender Reihe zueinander zu- oder abnehmen.
In der Zeichnung ist ein Beispiel der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Die Bänder i und 2 werden durch allseitig geschlossene Führungen 4. und 5, die durch eine Wand 3 voneinander getrennt angeordnet sind, bis unmittelbar vor den Walzenstich geführt. Zwei Druckwalzen 6, die zwischen Stützwalzen 7 gelagert sind, fassen die doppelkeilförmig zugespitzten Bandanfänge. Die Führung q., welche zur Aufnahme des Aluminiumbandes dient, ist entsprechend geringer in der Breite gehalten als die Führung 5 für das Eisenband.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Bimetallstreifen für Temperaturregler, Überstrom- Schalter, Relais u. dgl. aus Stahl und Aluminium bzw. Aluminiumlegierung im Walz-Schweiß-Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daB die Stahlbleche eine mindestens 5o"/oige Verformung und das Aluminium bzw. die Aluminiumlegierung eine solche von 7o bis go % erfahren. Zur-Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 442 131, 452 765, 450 836; österreichische Patentschrift Nr. 126 340.