DE825193C

DE825193C - Multi-layer sheet metal

Info

Publication number: DE825193C
Application number: DEM2594A
Authority: DE
Inventors: Robert James Mckay
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1949-04-02
Filing date: 1950-03-30
Publication date: 1951-12-17

Description

Mehrschichten-Metallblech Es ist bekannt, daß man zur Herstellung der verschiedensten Gegenstände mit Vorteil Mehrschichten-Metallbleche benutzen kann. Wenn die Gegenstände jedoch, wie beispielsweise Behälter und insbesondere Kochgefäße, durch Tiefziehen oder Pressen hergestellt werden, konnte die Verwendung von Mehrschichtenblechen bisher nicht befriedigen, da solche Bleche die Eigenschaften hoher Festigkeit und guter Bildsamkeit nicht vereinigten. Wird insbesondere Nickel oder ein anderes korrosionsfestes Metall galvanisch auf einem Blech aus bildsamem, ziehfähigem Metall, wie Aluminium, niedergeschlagen, dann vermindert sich die Ziehfähigkeit durch den Nickel-. oder sonstigen Überzug außerordentlich. Die Erfindung beruht auf der interessanten Feststellung, daß die Ziehfähigkeit eines Bimetallblechs aus Aluminium oder einer ziehfähigen Aluminiulnlegierung mit einem galvanischen Nickelüberzug zunächst sinkt, mit zunehmender Stärke der Nickelschicht aber wieder auf etwa den Wert des Grundblechs steigt. Gleichzeitig erhöht sich die Zugfestigkeit beständig.Multilayer metal sheet It is known that one can produce of the most varied of objects with advantage to use multilayer metal sheets can. However, if the objects, such as containers and in particular Cooking vessels, made by deep drawing or pressing, could be used of multilayer sheet metal so far not satisfactory, since such sheets have the properties high strength and good malleability did not combine. Used in particular for nickel or another corrosion-resistant metal galvanically on a sheet of malleable, Drawable metal, such as aluminum, is deposited, then the drawability is reduced by the nickel. or other coating extraordinary. The invention is based on the interesting finding that the drawability of a bimetallic sheet consists of Aluminum or a drawable aluminum alloy with a galvanic nickel coating initially decreases, but with increasing thickness of the nickel layer again to about The value of the base plate increases. At the same time, the tensile strength increases steadily.

Gemäß der Erfindung wird ein Mehrschichten-Metallblech durch galvanischen Niederschlag von Nickel auf eine oder beide Seiten eines Grundblechs aus Aluminium oder einer z,iehfähigen Aluminiumlegierung hergestellt. Das Bimetalfblech hat eine ungefähr doppelt so große Zugfestigkeit wie das Grundblech allein. Es wurde festgestellt, daß die Zugfestigkeit und Ziehfähigkeit (gemäß der Erichsen-Tiefmaßprobe) eines einseitig galvanisch mit Nickel überzogenen Aluminiumblechs von 0,5 mm Stärke nach einer viertelstündigen Wärmebehandlung bei 4oo° C sich mit der fvyl>erzugsstärke wie folgt ändert: t'berzugsstärke Zugfestigkeit Erichsen-Tiefe in mm kg/mm2 in mm o io, i 8,38 0,0025 11,2 3,81 0,0125 13,3 5i71 0,0250 15,4 6,85 0,0500 20,3 1,36 0,0750 22,0 1,49 Wä hrenid sich also die Zugfestigkeit des Bimetallblechs gegenüber dem Grundblech verdoppelt, fällt die Ziehfähigkeit anfänglich erheblich, wächst aber dann wieder bis fast zu der des Grundblechs allein.According to the invention, a multilayer metal sheet is produced by electroplating nickel on one or both sides of a base sheet made of aluminum or an aluminum alloy that can be welded. The bimetal sheet has about twice as high a tensile strength as the base sheet alone. It was found that the tensile strength and drawability (according to the Erichsen deep dimension test) of an aluminum sheet of 0.5 mm thickness galvanically coated on one side with nickel after a quarter of an hour heat treatment at 400 ° C changes with the fvyl> tensile strength as follows: Coating thickness, tensile strength, Erichsen depth in mm kg / mm2 in mm o io, i 8.38 0.0025 11.2 3.8 1 0.0125 13.3 5i71 0.0250 15.4 6.85 0.0500 2 0 3 1.36 0.0750 22.0 1.49 So while the tensile strength of the bimetal sheet doubles compared to the base sheet, the drawability initially drops considerably, but then increases again to almost that of the base sheet alone.

Vorzugsweise werden beide Seiten des Grundblechs überzogen, wobei die Stärke jeder Nickelschicht ein his anderthalb Zehntel der Grundblechstärke beträgt. Ein bevorzugtes Mehrschichtenblech gemäß der Erfindung besteht aus einem Grundblech aus Aluminium oder einer ziehfähigen Aluminiumlegierung in einer Stärke von 0,5 bis i mm und einer beiderseits galvanisch darauf niedergeschlagenen Nickelschicht von je 0,075 bis o,i mm Stärke.Preferably, both sides of the base sheet are coated, the thickness of each nickel layer being one to one and a half tenth of the base sheet thickness. A preferred multilayer sheet according to the invention consists of a base sheet made of aluminum or a drawable aluminum alloy with a thickness of 0.5 to 1 mm and a nickel layer, each 0.075 to 0.1 mm thick, deposited on both sides by electroplating.

Die bIehrschichtenbleche gemäß der Erfindung eignen sich besonders zur Herstellung von Kochgeschirr und anderen Gefäßen durch Tiefziehen. Die Verchromung derartiger Gefäße ist vorteilhaft, so daß eine Cliromschie'ht von weit geringerer Stärke als das Nickel vor oder nachdem Tiefziehen galvanisch aufgebracht werden kann. Eine Stärke jeder Chromschicht von 0,005 bis 0,0075 mm ist zu empfehlen.The multilayer sheets according to the invention are particularly suitable for the production of cookware and other vessels by deep drawing. The chrome plating of such vessels is advantageous, so that a Cliromschie'ht of far less strength than the nickel can be applied electroplated before or after deep drawing. A thickness of each chrome layer of 0.005 to 0.0075 mm is recommended.

Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung des .\lehrschichtenblechs besteht im Reinigen und Ätzen des Grundblechs, Eintauchen in konzentrierte Salpetersäure, anodische Behandlung in Phosphorsäure, Vernickelung beider Flächen bis zur Verdoppelung der Zugfestigkeit gegenüber dem Grundblech, Verchromung jeder Nickelschicht in wesentlich geringerer Stärke und Glühen des Ganzen bei einer Temperatur zwischen 4oo und 125° C.The preferred method of making the educational sheet consists in cleaning and etching the base plate, immersion in concentrated nitric acid, anodic treatment in phosphoric acid, nickel-plating of both surfaces up to doubling the tensile strength compared to the base plate, chrome plating of each nickel layer in substantial less strength and glowing of the whole at a temperature between 400 and 125 ° C.

Im einzelnen wird bei der Ausführung der Erfindung das Aluminiumgrundblech zunächst gründlich gereinigt und darauf z. B. durch Eintauchen in eine fünfprozentige Ätznatronlösung bei 65° C für zehn Sekunden geätzt. Nach dem Ätzen wird das Aluminium gründlich in Wasser gespult und etwa zehn Sekunden lang bei Raumtemperatur in konzentrierte Salpetersäure getaucht. Darauf wird es zehn bis fünfzehn Minuten lang in 35- bis 5oprozentiger Phosphorsäure bei einer Temperatur zwischen 20 und 32° C unter beständiger Bewegung anodisch behandelt. Dabei wird eine Spannung von io bis 23 Volt mit einer Stromdichte von etwa 1,3 Amp./ dm2 angewandt. Das Aluminium wird darauf wiederum gründlich in Wasser gespült und dann als Kathode in einem Vernickelungsbad geschaltet. Die Anfangsstromdic hte muß dabei etwa i,i Amp./dm2 betragen. Sie wird vorzugsweise etwa dreißig Sekunden lang beibehalten und dann allmählich gesteigert, bis sie nach etwa einer Minute etwa 6,6 Amp./dm2 erreicht. -Mit dieser Geschwindigkeit wird (las Plattieren fortgesetzt, bis der Nickelniederschlag auf jeder Fläche eine Stärke von etwa 0,075 bis o,i mm angenommen hat. Danach wird das nickelplattierte Aluminiumblech in Wasser gespült, getrocknet, poliert, feinpoliert und dann auf ihm galvanisch eine Chromschicht niedergeschlagen. Die Chromplattierung kann in an sich bekannter Weise aufgetragen werden, und zwar bis zu einer Schichtstärke von etwa o,oo5 inm. Schließlich wird das Xlehrschichtenblech bei 400 bis ,125o C fiinfzelin Minuten bis zwei Stunden lang geglüht, je nach dem Glühzustand des Aluminiumgrundblechs.In particular, the aluminum base plate is used in the practice of the invention first thoroughly cleaned and then z. B. by dipping in a five percent Caustic soda solution etched at 65 ° C for ten seconds. After the etching, the aluminum becomes rinsed thoroughly in water and concentrated in concentrated for about ten seconds at room temperature Dipped in nitric acid. Then it becomes ten to fifteen minutes in 35 bis 5% phosphoric acid at a temperature between 20 and 32 ° C under constant Movement treated anodically. A voltage of io to 23 volts with a Current density of about 1.3 amps / dm2 applied. The aluminum will turn on it rinsed thoroughly in water and then connected as a cathode in a nickel-plating bath. The initial current density must be about i, i Amp./dm2. She preferably will Hold for about thirty seconds and then gradually increase until after about one minute reaches about 6.6 amps / dm2. -With this speed (read Plating continued until the nickel deposit has a thickness on each surface has assumed from about 0.075 to 0.1 mm. After that, the nickel-plated aluminum sheet becomes rinsed in water, dried, polished, finely polished and then electroplated on it a layer of chrome is deposited. The chrome plating can be known per se Be applied in a manner up to a layer thickness of about 0.05 inches. Finally, the teaching sheet is kept at 400 to 125 ° C for five minutes Annealed for up to two hours, depending on the annealing state of the aluminum base plate.

Aus dein llelirscliiclitenl>lccli werden Werkstücke der gewünschten Abmessungen ausgeschnitten und dem gewöhnlich zur Herstellung von Kochgeschirr verwendeten Kaltzieliverfahren unterworfen.Workpieces of the desired type are created from your list of items Dimensions cut out and those commonly used for making cookware Subject to cold targeting.

Gegebenenfalls kfinnen sow-olil das Aluniiniuingrundblech wie die aufgetragenen \ ickelschichten erheblich größere Stärken aufweisen, als sie im Endzustand besitzen sollen, und dairn vor dein Ziehverfahren auf die gewünschte Stärke lierabgewalzt werden.If necessary, sow-olil the aluminum base plate like that The applied nickel layers are considerably thicker than they are in the final state should have, and then rolled to the desired thickness before the drawing process will.

Das Polieren und Feinpolieren kann vor, aber auch nach dem Ziehen vorgenommen werden, (las Glühen vor und nach dein Verchromen. Ferner kann das Verchromen nach (lein Zi(,lien und Polieren geschehen.The polishing and fine polishing can be done before, but also after drawing be carried out, (read glowing before and after your chrome plating. Furthermore, the chrome plating after (lein Zi (, lien and polishing done.

Die durch die vorliegende Erfindung erzielte Verbesserung ist wohl %N-eitgelien(1 auf die Abstimmung der Zugfestigkeit und Bildsainkeit der verwendeten spezifischen Metalle zurückzuführen, jedoch sind vielleicht andere, bisher nicht erforschte Eigenschaften der verwendeten spezifischen -Metalle und Schichtdicken für (len überraschend erfolgreichen Tiefziehvorgang ebenfalls vorteilhaft.The improvement achieved by the present invention is arguably % N-eitgelien (1 on the coordination of the tensile strength and image quality of the used specific metals, but perhaps others are not yet Researched properties of the specific metals used and layer thicknesses also advantageous for (len surprisingly successful deep-drawing process.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Multi-layer sheet metal from a base sheet made of aluminum or a drawable aluminum alloy and an electroplated one Nickel layer on one or both surfaces of the base sheet, characterized in that that the layer thickness of the nickel is dimensioned so large that the tensile strength of the Binietal sheet is about twice as large as that of the base sheet alone.

2. Multi-layer sheet metal according to claim i, characterized in that the base sheet has a thickness of 0.5 up to i mm and the nickel coating on both sides of the base plate is from each 0.07.5 to 0.1 min.

3. according to claim 2, characterized in that a chromium layer of 0.00s to 0.0075 mm thickness is deposited electrolytically on both nickel layers. ,

4. Multilayer riveted sheet metal according to claim 2 and 3, characterized by the twist for deep drawing of hollow vessels, preferably cookware.

5. A method of manufacturing a multilayer metal sheet according to claims i to 3, characterized by the following procedural measures: Cleaning and etching a base plate made of aluminum or a drawable aluminum alloy, Immersion in concentrated nitric acid, anodic treatment in phosphoric acid, Electrolytic deposition of nickel on both surfaces up to about doubling the tensile strength, electrolytic deposition of a much thinner chrome layer on each nickel layer and annealing the whole at a temperature between 40o and 425 ° C.

6. The method according to claim 5, characterized in that the current density in the case of the electrolytic deposition of nickel initially about i, i Amp./dm2 and is increased up to about 6.6 amps / dm2.