EP3429792A1 - Method for producing a hot-rolled plated composite material, flat product stack, hot-rolled plated composite material and use thereof - Google Patents

Method for producing a hot-rolled plated composite material, flat product stack, hot-rolled plated composite material and use thereof

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Publication number
EP3429792A1
EP3429792A1 EP17709620.3A EP17709620A EP3429792A1 EP 3429792 A1 EP3429792 A1 EP 3429792A1 EP 17709620 A EP17709620 A EP 17709620A EP 3429792 A1 EP3429792 A1 EP 3429792A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flat
hot
flat products
flat product
products
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17709620.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans Ferkel
Stefan Myslowicki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3429792A1 publication Critical patent/EP3429792A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
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    • B23K20/227—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded with ferrous layer
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    • B23K20/2336—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer both layers being aluminium
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    • B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
    • B23K2103/166—Multilayered materials

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a hot-rolled plated
  • the invention further relates to a flat product package, a corresponding hot-rolled material composite and a corresponding use.
  • Lightweight construction is an essential element in reducing vehicle weight. This can be achieved, inter alia, by the use of materials with increased strength. As the strength increases, its bending capacity tends to decrease. In order to ensure the occupant protection required for crash-relevant components despite increased strength to realize lightweight construction, it must be ensured that the materials used convert the energy introduced by a crash by deformation. This requires a high degree of formability, especially in the crash-relevant components of a vehicle structure.
  • Material manufactured components eg. B. ball bearings, agricultural blades,
  • a first and at least one second flat product are provided, wherein the flat products differ from one another with regard to at least one property.
  • the individual flat products are at least partially to produce a flat product package
  • the flat product package will be on at least one
  • the invention had the object of providing a method for producing a
  • the method according to the invention for producing a hot-rolled material composite comprises the following steps:
  • the first and / or the second provided flat product has a natural unevenness on at least one of its surfaces and the flat product with the at least one surface with the natural one
  • Unevenness is aligned prior to stacking so that this surface is brought into contact with the surface of the other flat product, wherein after the stacking the flat products over their surfaces in some areas in a connecting plane in contact.
  • a production-related surface meant, which adjusts in the course of production of the respective flat product on at least one surface, for example with respect to roughness and / or waviness (surface structure) and in these surfaces no action must be taken to to produce flat surfaces, as described in the prior art, for example by means of straightening machines,
  • Planers or cutting tools plane, milling, grinding.
  • surfaces with natural unevenness can also be adjusted specifically with a surface structure, for example by embossing, in particular with recurring patterns.
  • a surface structure for example by embossing, in particular with recurring patterns.
  • deliberately trapped trapped air spaces are taken into account when stacking a flat product package which, depending on the type of flat product or flat product thickness, may have a gap between the surfaces of up to 5 mm.
  • the flat products are therefore according to the invention only in some areas in a connection level in contact (contact points or contact areas), wherein the remaining area is formed in the connection plane by trapped air spaces.
  • Hot rolling start temperature is formed at the prevailing temperatures, a very thin oxide layer of up to 10 ⁇ in the partially enclosed air spaces.
  • This oxide layer can not be deformed in the course of hot roll plating, but ruptures as a result of deformation during rolling by elongation of the hot-rolled material composite to be produced and store locally in the form of oxidic particles in the rolling direction and in the width of the rolling stock in the connection region or in the connecting regions between the layers.
  • the oxide layer formed or the particles formed can partially suppress diffusion during and / or after rolling.
  • Flat product which defines a length, a width and a height, is to be understood as cast slabs, pre-rolled slabs, blooms, slabs or pre-strips, in particular of a steel material.
  • Aluminum alloys, nickel-based alloys, titanium alloys or magnesium alloys can also be used as flat products.
  • Property is at least the tensile strength, hardness and / or elongation at break of the respective flat product to understand.
  • the sum of the areas (length ⁇ width of the flat product) of the flat products in contact corresponds to at least 30%, in particular at least 35%, preferably at least 40%, particularly preferably at least 45% in the connection plane. range way
  • At least the mutually associated and to be joined surfaces of the first and / or the second flat product are cleaned so that the oxide layer and other impurities, such as loose contaminants and / or adhesions are removed, the natural Unevenness of the surface, however, is substantially preserved.
  • pickling and / or sandblasting are suitable possibilities and in the
  • Substantially surface-structure-retaining cleaning processes are preferred.
  • the flat products are welded together gas-tight.
  • a hot rolling start temperature which may be between 1100 and 1300 ° C
  • no exchange or no penetration of furnace atmosphere between the flat products can be done, whereby the hot rolling process negative would be affected, for example, it could come to a strong scale formation with large pieces of tinder.
  • rolled according to the invention process to form a cold strip, whereby a thickness of the hot-rolled material composite between 0.2 to 2.5 mm can be produced.
  • the invention relates to a flat product package which comprises a first and at least one second flat product, wherein the flat products differ from one another with regard to at least one property, at least one of the surfaces of the flat products assigned to one another and has a natural unevenness and thereby the flat products in some areas in a connecting plane in contact, thereby at least partially
  • the invention relates to a hot-rolled plated
  • Composite material comprising a first and at least one second layer, wherein the layers differ from each other with regard to at least one property, which are at least partially connected to each other via a connection region, wherein at least partially present in the connection region oxidic particles.
  • the particles are present in the compound region with a total surface area of between 0.05% to 20%, for example 0.1% to 10%, in particular 0.3% to 5%.
  • a total surface area of between 0.05% to 20%, for example 0.1% to 10%, in particular 0.3% to 5%.
  • the hot-rolled material composite is present as a hot strip in the form of a plate or sheet or in the form of a collar and its thickness is ⁇ 26 mm, in particular ⁇ 20 mm, preferably ⁇ 15 mm, particularly preferably ⁇ 10 mm.
  • the invention relates to a use of a
  • hot-rolled material composite as part or component in areas with wear influences in mechanical or plant engineering, in construction, in vehicle, railway, shipbuilding or aerospace.
  • Figure 1 is a flowchart of an embodiment of a
  • FIG. 2b shows a partial section through the region marked in FIG. 2a
  • FIG. 3 a shows a schematic longitudinal section through an exemplary embodiment of a hot-rolled plate according to the invention
  • FIG. 3b) shows a partial section through the region marked in FIG. 3a).
  • FIG. 1) shows a flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention for producing a hot-rolled material composite. At least two flat products are preferably made of a steel material, which is cuboid in the form of cast slabs, pre-rolled slabs,
  • Vorblöcken, Vorplatten or Vorb are provided, wherein the flat products with respect to at least one property (tensile strength, hardness and / or elongation at break) differ from each other [step A].
  • the first and / or the second provided flat product has, on at least one of its surfaces, a natural unevenness which is intended to be connected to another surface of a flat product, which may also be a natural surface, in the course of hot-roll plating.
  • the surface with natural unevenness may, due to its production, adjust with a surface structure (roughness and / or waviness) and has no plane surface.
  • the surfaces with natural unevenness can also be adjusted specifically with a surface structure.
  • Flat product are cleaned to the formed on the surface, for example, during storage of the flat products rust layer and possibly further on the
  • the first and at least the second flat product are stacked on top of each other, wherein the first and / or the second flat product with the at least one surface with the natural unevenness in front of the
  • the individual flat products are at least partially welded together to produce a flat product package.
  • the flat products are gas-tight welded together to prevent replacement or penetration of furnace atmosphere in a subsequent heating of the flat product package between the flat products [step D].
  • the flat product package is heated or thoroughly heated to at least one hot rolling start temperature, for example in a walking beam oven at, for example, temperatures between 1100 and 1300 ° C. [step E]. Since the flat products only in some areas in a connection level in contact (contact points or
  • Connecting areas between layers can be prevented.
  • the hot strip is either cut to plates or sheets [step G] or wound into a bundle [step G '] and the
  • the hot strip can be rolled to cold strip if required.
  • FIG. 2a an embodiment of a flat product package (1) according to the invention is shown in a schematic, perspective view, wherein the Flat product package (1), for example, after the aforementioned process steps [A] - [D] was prepared.
  • the flat product package (1) consists of three flat products (2, 3, 4).
  • the flat product (3) is, for example, a slab with a thickness of 220 mm made of, for example, a ductile steel material with a C content of less than 0.15% by weight and acts as the core of the flat product package (1).
  • the flat products (2, 4) are gas-tightly welded to one another via a welded connection (5), wherein the welded connection (5) can also comprise a plurality of weld seams.
  • a welded connection (5) can also comprise a plurality of weld seams.
  • the sum of the areas of the areawise contact (K) standing flat products (2, 3) corresponds to at least 30%, in particular at least 35%, preferably at least 40%, particularly preferably at least 45% in the
  • connection plane (V) and the enclosed air spaces (L) between the flat products (2, 3) occupy an area in total of at least 20%, in particular at least 25%, preferably at least 30%, particularly preferably at least 35% in the connection plane ( V).
  • the trapped air spaces (L) in some areas have a gap (S) between the surfaces (0 2 , 0 3 ) of up to 5 mm.
  • the mutually associated and to be joined surfaces of the flat products (3, 4) also each have a natural unevenness and correspond in the
  • the flat products (2, 3, 4) can also have other thicknesses, in particular also other thickness ratios.
  • an asymmetric structure is conceivable.
  • the flat product package can be customized.
  • a heat treatable steel material having a C content of over 0.2 wt .-% as a core and two steel materials, each having a C content of less than 0.15 wt .-% are used as conditions for the construction of the flat product package.
  • FIG. 3a an embodiment of a hot-rolled material composite according to the invention () is shown in a schematic longitudinal section.
  • the flat product package (1) with the individual flat products (2, 3, 4) shown in FIG. 2a) was heated, cf.
  • the roll-bonded material composite () further comprises substantially three layers (2 ', 3', 4 '). The result of the warming
  • Hot roll plating to be deformed, but ruptures due to the pressure caused by rolling in conjunction with a reduction in thickness and associated elongation of the produced hot rolled material composite and stored in the form of oxidic particles (P) locally in the rolling direction and locally in the width of the rolling stock Connecting portions (V) between the layers (2 ', 3') and (3 ', 4'), as shown in the enlarged section in Fig. 3b).
  • Hot roll-clad composite materials () according to the invention can be used everywhere in the areas in which lightweight construction is used, for example in the automotive, railway, shipbuilding or aerospace industries. It is also possible to use it in areas subject to wear, in the construction sector, in plant engineering or mechanical engineering.
  • the invention is not limited to the embodiments shown in the drawings and to the statements in the general description, but in addition to plate-shaped or slightly deformed, such as deep-drawn semi-finished and closed profiles with, for example, a circular Cross section of hot rolled-plated material composites according to the invention are produced, so that even areas with abrasive acting media management, such as pipes for liquid concrete extraction, etc. can be operated accordingly.

Abstract

The invention relates to a method for producing a hot-rolled plated composite material. The invention also relates to a flat product stack, a corresponding hot-rolled plated composite material, and to the corresponding use.

Description

Verfahren zum Herstellen eines warmwalzplattierten Werkstoffverbundes, Flachproduktpaket, warmwalzplattierter Werkstoffverbund sowie seine  A process for producing a hot-rolled material composite, flat product package, hot-rolled material composite and its
Verwendung  use
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines warmwalzplattierten The invention relates to a method for producing a hot-rolled plated
Werkstoffverbundes. Die Erfindung betrifft ferner ein Flachproduktpaket, einen entsprechend warmwalzplattierten Werkstoffverbund sowie eine entsprechende Verwendung. Material composite. The invention further relates to a flat product package, a corresponding hot-rolled material composite and a corresponding use.
In der Automobilindustrie wird nach neuen Lösungen zur Reduzierung des In the automotive industry is looking for new solutions to reduce the
Kraftstoffverbrauchs gesucht. Leichtbau ist dabei ein wesentlicher Baustein, um das Fahrzeuggewicht senken zu können. Dies kann unter anderem durch den Einsatz von Werkstoffen mit gesteigerter Festigkeit erzielt werden. Mit dem Anstieg der Festigkeit nimmt in der Regel dessen Biegevermögen ab. Um trotz gesteigerter Festigkeit zur Realisierung von Leichtbau auch den bei crashrelevanten Bauteilen erforderlichen Insassenschutz zu gewährleisten, ist zu gewährleisten, dass die eingesetzten Werkstoffe die durch einen Crash eingeleitete Energie durch Deformation umwandeln. Dies bedingt ein hohes Maß an Umformvermögen insbesondere in den crashrelevanten Bauteilen einer Fahrzeugstruktur. Fuel consumption searched. Lightweight construction is an essential element in reducing vehicle weight. This can be achieved, inter alia, by the use of materials with increased strength. As the strength increases, its bending capacity tends to decrease. In order to ensure the occupant protection required for crash-relevant components despite increased strength to realize lightweight construction, it must be ensured that the materials used convert the energy introduced by a crash by deformation. This requires a high degree of formability, especially in the crash-relevant components of a vehicle structure.
In Industriebereichen sind viele Anwendungen bekannt, bei denen die aus einem In industrial areas, many applications are known in which the one from
Werkstoff gefertigten Bauteile, z. B. Kugellager, landwirtschaftliche Klingen, Material manufactured components, eg. B. ball bearings, agricultural blades,
Pflugscharen etc. einem abrasiven Verschleiß unterliegen. Damit unter Plowshares etc. are subject to abrasive wear. So that under
Einsatzbedingungen akzeptable Standzeiten der Bauteile erreicht werden können, ist eine möglichst hohe Härte erforderlich. Damit verbunden wird die Verarbeitbarkeit bzw. Umformbarkeit oder die Widerstandsfähigkeit gegen schlagende Beanspruchung, welche zu einem spröden Versagen führen kann, limitiert oder es erfordert einen erhöhten fertigungstechnischen Aufwand, um die Eigenschaften verbessern und/oder optimieren zu können, z. B. in Form einer nachträglichen Wärmebehandlung (Anlassen) etc.. Operating conditions acceptable service life of the components can be achieved, the highest possible hardness is required. Associated with this is the processability or formability or the resistance to impact stress, which can lead to a brittle failure, limited or it requires an increased manufacturing effort to improve the properties and / or to optimize, for. B. in the form of a subsequent heat treatment (tempering) etc ..
In beiden aufgeführten Einsatzbereichen ist die Wahl des eingesetzten Werkstoffes das Ergebnis eines Kompromisses zwischen allen Teilanforderungen. Eine Lösung, die diesen Anforderungen gerecht wird, liefert der Einsatz von Werkstoffverbunden, da diesbezüglich lokal eine Anpassung der Werkstoffeigenschaften an unterschiedliche Teilanforderungen erfolgen kann. In both applications, the choice of the material used is the result of a compromise between all sub-requirements. A solution that meets these requirements, provides the use of material composites, since this local adaptation of the material properties to different sub-requirements can be made.
Beispielsweise kann die Herstellung von Werkstoffverbunden durch Walzplattieren, insbesondere durch Warmwalzplattieren erfolgen. Dafür werden ein erstes und mindestens ein zweites Flachprodukt bereitgestellt, wobei sich die Flachprodukte hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden. Die For example, the production of material composites by roll cladding, in particular by hot roll cladding done. For this purpose, a first and at least one second flat product are provided, wherein the flat products differ from one another with regard to at least one property. The
Flachprodukte werden aufeinander gestapelt, wobei zumindest die einander Flat products are stacked on each other, with at least the one another
zugeordneten und zu verbindenden Oberflächen der Flachprodukte vor dem assigned and to be joined surfaces of the flat products before the
Aufeinanderstapeln zum Reinigen bearbeitet werden. Die einzelnen Flachprodukte werden zur Erzeugung eines Flachproduktpaketes zumindest bereichsweise Stacking on each other for cleaning. The individual flat products are at least partially to produce a flat product package
miteinander verschweißt. Das Flachproduktpaket wird auf mindestens eine welded together. The flat product package will be on at least one
Warmwalzanfangstemperatur erwärmt und anschließend zu einem Warmband warmgewalzt, wobei das Warmband anschließend zu Blechen abgetafelt oder zu einem Bund aufgehaspelt werden kann, vgl. deutsche Patentschrift DE 10 2005 006 606 B3. Ein wesentlicher Aspekt in dieser Patentschrift ist, dass die vor dem Aufeinanderstapeln einander zugeordneten Oberflächen der Flachprodukte einer abtragenden Warmwalzanfangstemperatur heated and then hot rolled to a hot strip, the hot strip can then be tabulated to sheets or wound into a bundle, see. German patent DE 10 2005 006 606 B3. An essential aspect in this patent specification is that the surfaces of the flat products associated with each other before stacking on one another are abrasive
Oberflächenbehandlung unterzogen werden, um das nach dem Zusammenführen zwischen den Flachprodukten eingeschlossene Lufträume auf ein Minimum zu reduzieren bzw. im Wesentlichen zu verhindern, so dass adhäsive Bindungskräfte beim Verbindungsprozess optimal zur Wirkung kommen können. Als abtragende Surface treatment in order to minimize or substantially prevent the trapped air spaces after the merging between the flat products, so that adhesive bonding forces can be optimally effective in the bonding process. As ablative
Oberflächenbehandlung werden u. a. Hobeln, Schleifen oder Fräsen angeführt, um eine Planheit an den Oberflächen der zu verbindenden Flachprodukte einstellen und um dadurch einen im Wesentlichen vollflächigen Kontakt zwischen den Oberflächen der Flachprodukte sicherstellen zu können. Die Durchführung der genannten Maßnahmen zur Bereitstellung von Flachprodukten mit planen Oberflächen ist sehr aufwendig und kostenintensiv. Surface treatment will u. a. Planing, grinding or milling to set a flatness on the surfaces of the flat products to be joined and thereby to ensure a substantially full-surface contact between the surfaces of the flat products can. The implementation of said measures for the provision of flat products with flat surfaces is very complicated and expensive.
Insbesondere beim Warmwalzplattieren wird eine Verbindung zwischen den einzelnen Flachprodukten bei hohem Druck und hoher Temperatur durch Diffusionsprozesse zwischen den Flachprodukten erzeugt. An den zu verbindenden Oberflächen der Flachprodukte findet oberflächennah eine Durchmischung der Eigenschaften der Flachproduktpartner statt, die sich je nach Beschaffenheit der Flachprodukte und in Abhängigkeit der Prozessbedingungen (Temperatur und Haltezeit) von der Oberfläche aus weit in die Bereiche der jeweiligen Flachprodukte erstrecken können, insbesondere problematisch bei interstitiell gelösten Atomen, wie beispielsweise Kohlenstoff oder Stickstoff, die während der sukzessiven Wärmebehandlungsschritte in benachbarte Flachprodukte eindringen und die Werkstoffeigenschaften dieser Flachprodukte negativ beeinflussen können. Mit Blick auf die Funktion der Flachprodukte im Werkstoffverbund wäre ein weitgehender Erhalt der Eigenschaften im Vergleich zum monolithischen Vollmaterial der jeweils einzelnen Flachprodukte wünschenswert. In particular, in hot-roll cladding, a connection between the individual flat products at high pressure and high temperature is generated by diffusion processes between the flat products. At the surfaces of the flat products to be joined, a thorough mixing of the properties of the Depending on the nature of the flat products and depending on the process conditions (temperature and holding time) from the surface can extend far into the areas of the respective flat products, especially problematic in interstitially dissolved atoms, such as carbon or nitrogen, during the Successive heat treatment steps penetrate into adjacent flat products and can adversely affect the material properties of these flat products. With regard to the function of the flat products in the composite material, it would be desirable to retain the properties largely in comparison to the monolithic solid material of the individual flat products.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines The invention had the object of providing a method for producing a
warmwalzplattierten Werkstoffverbundes bereitzustellen, welches die Nachteile des bekannten Standes der Technik überwindet, welches wirtschaftlich und relativ einfach umgesetzt werden kann, und ein Flachproduktpaket, einen warmwalzplattierten Werkstoffverbund sowie eine entsprechende Verwendung anzugeben. to provide hot-rolled material composite, which overcomes the disadvantages of the prior art, which can be implemented economically and relatively easily, and to provide a flat product package, a hot-rolled material composite and a corresponding use.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines warmwalzplattiertes Werkstoffverbundes folgende Schritte: According to a first aspect of the invention, the method according to the invention for producing a hot-rolled material composite comprises the following steps:
Bereitstellen eines ersten und mindestens eines zweiten Flachproduktes, wobei sich die Flachprodukte hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden, Aufeinanderstapeln der Flachprodukte, wobei zumindest die einander zugeordneten und zu verbindenden Oberflächen der Flachprodukte vor dem Aufeinanderstapeln gereinigt werden, Providing a first and at least one second flat product, wherein the flat products differ from one another with regard to at least one property, stacking the flat products, wherein at least the surfaces of the flat products assigned to one another and to be joined are cleaned before being stacked on one another,
zumindest bereichsweise Verschweißen der einzelnen Flachprodukte zur Erzeugung eines Flachproduktpaketes, at least partially welding the individual flat products to produce a flat product package,
Erwärmen des Flachproduktpaketes auf mindestens eine Warmwalzanfangstemperatur, Warmwalzen des Flachproduktpaketes zu einem Warmband,  Heating the flat product package to at least one hot rolling start temperature, hot rolling the flat product package into a hot strip,
Abtafeln des Warmbandes zu Platten oder Blechen oder Aufhaspeln des Warmbandes zu einem Bund. Erfindungsgemäß weist das erste und/oder das zweite bereitgestellte Flachprodukt zumindest auf einer seiner Oberflächen eine natürliche Unebenheit auf und das Flachprodukt mit der zumindest einen Oberfläche mit der natürlichen  Plate the hot strip to plates or sheets or coil the hot strip into a coil. According to the invention, the first and / or the second provided flat product has a natural unevenness on at least one of its surfaces and the flat product with the at least one surface with the natural one
Unebenheit vor dem Aufeinanderstapeln derart ausgerichtet wird, dass diese Oberfläche in Kontakt mit der Oberfläche des anderen Flachproduktes gebracht wird, wobei nach dem Aufeinanderstapeln die Flachprodukte über ihre Oberflächen bereichsweise in einer Verbindungsebene in Kontakt stehen. Unevenness is aligned prior to stacking so that this surface is brought into contact with the surface of the other flat product, wherein after the stacking the flat products over their surfaces in some areas in a connecting plane in contact.
Die Erfinder haben überraschend festgestellt, dass durch das Weglassen einer spanabhebenden Bearbeitung zur Erzeugung einer Planheit an den zu verbindenden Oberflächen der Flachprodukte das Verfahren wirtschaftlicher und einfacher umgesetzt werden kann, wodurch Flachprodukte bereitgestellt werden, welche zumindest eine Oberfläche mit einer natürlichen Unebenheit aufweisen, die dazu bestimmt ist, mit einer anderen Oberfläche eines Flachproduktes, welche ebenfalls als natürliche Oberfläche ausgeführt sein kann, im Zuge des Warmwalzplattierens miteinander verbunden zu werden. Unter Oberfläche mit natürlicher Unebenheit ist erfindungsgemäß eine herstellungsbedingte Oberfläche gemeint, welche sich im Zuge der Herstellung des jeweiligen Flachproduktes auf mindestens einer Oberfläche, beispielsweise in Bezug auf Rauheit und/oder Welligkeit (Oberflächenstruktur) einstellt und bei diesen Oberflächen keine Maßnahmen durchgeführt werden müssen, um plane Oberflächen zu erzeugen, wie im Stand der Technik beschrieben, beispielsweise mittels Richtmaschinen, The inventors have surprisingly found that omitting machining to create flatness on the surfaces to be joined of the flat products makes the process more economical and easier to implement, thereby providing flat products having at least one surface with natural unevenness is intended to be connected to another surface of a flat product, which may also be designed as a natural surface, in the course of hot roll plating. Under surface with natural unevenness according to the invention a production-related surface meant, which adjusts in the course of production of the respective flat product on at least one surface, for example with respect to roughness and / or waviness (surface structure) and in these surfaces no action must be taken to to produce flat surfaces, as described in the prior art, for example by means of straightening machines,
Planiervorrichtungen oder spanabhebenden Mitteln (Hobeln, Fräsen, Scheifen). Planers or cutting tools (planing, milling, grinding).
Alternativ oder kumulativ können auch Oberflächen mit natürlicher Unebenheit gezielt mit einer Oberflächenstruktur eingestellt werden, beispielsweise durch Prägungen insbesondere mit wiederkehrenden Mustern. Mittels der natürlichen Unebenheit auf mindestens einer der Oberflächen der Flachprodukte werden beim Erzeugen eines Flachproduktpaketes durch deren Aufeinanderstapeln bewusst eingeschlossene Lufträume in Kauf genommen, welche je nach Flachprodukttyp bzw. Flachproduktdicke bereichsweise ein Spaltmaß zwischen den Oberflächen von bis zu 5 mm aufweisen können. Die Flachprodukte stehen daher erfindungsgemäß nur bereichsweise in einer Verbindungebene in Kontakt (Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche), wobei der restliche Bereich in der Verbindungsebene durch eingeschlossene Lufträume gebildet ist. Während der Erwärmung des Flachproduktpaketes auf mindestens eine Alternatively or cumulatively, surfaces with natural unevenness can also be adjusted specifically with a surface structure, for example by embossing, in particular with recurring patterns. By means of the natural unevenness on at least one of the surfaces of the flat products, deliberately trapped trapped air spaces are taken into account when stacking a flat product package which, depending on the type of flat product or flat product thickness, may have a gap between the surfaces of up to 5 mm. The flat products are therefore according to the invention only in some areas in a connection level in contact (contact points or contact areas), wherein the remaining area is formed in the connection plane by trapped air spaces. During heating of the flat product package to at least one
Warmwalzanfangstemperatur bildet sich bei den vorherrschenden Temperaturen eine sehr dünne Oxidschicht von bis zu 10 μιη in den bereichsweise eingeschlossenen Lufträumen aus. Diese Oxidschicht kann nicht im Zuge des Warmwalzplattierens verformt werden, sondern reißt infolge der Verformung beim Walzen durch Längung des zu erzeugenden warmwalzplattierten Werkstoffverbundes auf und lagern sich lokal in Form von oxydischen Partikeln in Walzrichtung und in der Breite des Walzgutes im Verbindungsbereich bzw. in den Verbindungsbereichen zwischen den Lagen ein. Die gebildete Oxidschicht respektive die gebildeten Partikel können beim und/oder nach dem Walzen bereichsweise eine Diffusion unterdrücken. Mit der Erfindung kann somit eine im Wesentlichen vollflächige Durchmischung der Eigenschaften an den zu verbindenden Oberflächen der Flachprodukte im Verbindungsbereich bzw. im weiteren Verlauf der Herstellung des warmwalzplattierten Werkstoffverbundes verhindert und eine Erstreckung in die Flachprodukte im Wesentlichen auf die Kontaktbereiche reduziert werden. Hot rolling start temperature is formed at the prevailing temperatures, a very thin oxide layer of up to 10 μιη in the partially enclosed air spaces. This oxide layer can not be deformed in the course of hot roll plating, but ruptures as a result of deformation during rolling by elongation of the hot-rolled material composite to be produced and store locally in the form of oxidic particles in the rolling direction and in the width of the rolling stock in the connection region or in the connecting regions between the layers. The oxide layer formed or the particles formed can partially suppress diffusion during and / or after rolling. With the invention, a substantially thorough mixing of the properties on the surfaces to be joined of the flat products in the connection area or in the further course of the production of the hot-rolled material composite can thus be prevented and an extension into the flat products can be substantially reduced to the contact areas.
Unter Flachprodukt, welches eine Länge, eine Breite und eine Höhe definiert, sind gegossene Brammen, vorgewalzte Brammen, Vorblöcken, Vorplatten oder Vorbänder, insbesondere aus einem Stahlwerkstoff zu verstehen. Auch Aluminiumlegierungen, Nickel-Basis-Legierungen, Titan-Legierungen oder Magnesium-Legierungen können als Flachprodukte eingesetzt werden. Flat product, which defines a length, a width and a height, is to be understood as cast slabs, pre-rolled slabs, blooms, slabs or pre-strips, in particular of a steel material. Aluminum alloys, nickel-based alloys, titanium alloys or magnesium alloys can also be used as flat products.
Unter Eigenschaft sind mindestens die Zugfestigkeit, Härte und/oder Bruchdehnung des jeweiligen Flachproduktes zu verstehen. Property is at least the tensile strength, hardness and / or elongation at break of the respective flat product to understand.
Die Summe der Flächen (Länge x Breite des Flachproduktes) der bereichsweise in Kontakt (Kontaktpunkte oder Kontaktbereiche) stehenden Flachprodukte entspricht mindestens 30%, insbesondere mindestens 35%, vorzugsweise mindestens 40%, besonders bevorzugt mindestens 45% in der Verbindungsebene. Bereichsweise The sum of the areas (length × width of the flat product) of the flat products in contact (contact points or contact areas) corresponds to at least 30%, in particular at least 35%, preferably at least 40%, particularly preferably at least 45% in the connection plane. range way
Kontaktbereiche mit einer Fläche in der Verbindungsebene unterhalb von 30% sind während des Warmwalzplattierens nicht ausreichend, um eine sichere Verbindung zwischen den Flachprodukten im Zuge des Warmwalzplattierens zu ermöglichen respektive eine dauerhafte Verbindung zwischen den Lagen des warmwalzplattierten Werkstoffverbundes zu gewährleisten, was zu einer Delamination des Contact areas with a surface in the connection plane below 30% are not sufficient during hot roll plating to allow a secure connection between the flat products in the course of hot roll cladding respectively to ensure a permanent bond between the layers of the hot - rolled material composite, leading to a delamination of the
warmwalzplattierten Werkstoffverbund und/oder zu einem frühzeitigen und nicht akzeptablen Versagen im späteren Anwendungs-/Belastungsfall führen kann. hot-rolled material composite and / or lead to an early and unacceptable failure in the later application / load case.
Da eine vollflächige Kontaktierung der einander zugeordneten Oberflächen zwischen den Flachprodukten im Zuge der Erwärmung zu einer vollflächigen oberflächennahen Durchmischung führen würde, sind erfindungsgemäß nach dem Aufeinanderstapeln durch die natürliche Unebenheit der mindestens einen zu verbindenden Oberfläche zumindest bereichsweise eingeschlossene Lufträume zwischen den Flachprodukten vorhandenen, welche der Fläche in Summe von mindestens 20%, insbesondere mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 30%, besonders bevorzugt mindestens 35% in der Verbindungsebene einnehmen. Die Fläche, bezogen auf das bereichsweise eingeschlossene Lufträume, ist auf maximal 70% beschränkt, denn darüber hinaus ist eine Verbindung zwischen den Flachprodukten im Zuge des Warmwalzplattierens kaum möglich bzw. eine dauerhafte Verbindung zwischen den Lagen des warmwalzplattieren Werkstoffverbundes kann nicht sicher gewährleistet werden. Since a full-surface contact of the associated surfaces between the flat products in the course of heating to a full-surface near the surface According to the invention, after stacking on top of one another by the natural unevenness of the at least one surface to be joined, there are at least partially trapped air spaces between the flat products, which the surface in total of at least 20%, in particular at least 25%, preferably at least 30%, particularly preferred at least 35% at the connection level. The area, based on the area trapped air spaces, is limited to a maximum of 70%, because in addition a connection between the flat products in the course of hot roll plating is hardly possible or a permanent connection between the layers of hot-rolled material composite can not be guaranteed safe.
Da die Flachprodukte vor ihrer Verwendung bzw. Bereitstellung in der Regel in einer normalen Umgebung aufbewahrt werden, kann sich zumindest bereichsweise Since the flat products are usually stored in a normal environment prior to their use or provision, at least in some areas
Rostschicht auf den Oberflächen der Flachprodukte ausbilden, welche auch die vorgenannten Kontaktbereiche belegen kann. Mit Walzzunder und/oder Rost im Form rust layer on the surfaces of the flat products, which can also occupy the aforementioned contact areas. With mill scale and / or rust in the
Kontaktbereich ist keine zufriedenstellende Verbindung zwischen den Flachprodukten im Zuge des Warmwalzplattierens möglich. Deshalb werden gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest die einander zugeordneten und zu verbindenden Oberflächen des ersten und/oder des zweiten Flachproduktes derart gereinigt, dass die Oxidschicht und andere Störpartikel, wie beispielsweise lose Verunreinigungen und/oder Anhaftungen, entfernt werden, wobei die natürliche Unebenheit der Oberfläche jedoch im Wesentlichen erhalten bleibt. Hierfür sind insbesondere Beizen und/oder Sandstrahlen geeignete Möglichkeiten und im Contact area is not a satisfactory connection between the flat products in the course of hot roll plating possible. Therefore, according to a further embodiment of the method according to the invention, at least the mutually associated and to be joined surfaces of the first and / or the second flat product are cleaned so that the oxide layer and other impurities, such as loose contaminants and / or adhesions are removed, the natural Unevenness of the surface, however, is substantially preserved. For this purpose, in particular pickling and / or sandblasting are suitable possibilities and in the
Wesentlichen kommen oberflächenstrukturerhaltende Reinigungsverfahren bevorzugt in Frage. Substantially surface-structure-retaining cleaning processes are preferred.
Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Flachprodukte gasdicht miteinander verschweißt. Dies hat den Vorteil, dass während des Erwärmens respektive Durcherwärmens des Flachproduktpaketes beispielsweise in einem Hubbalkenofen auf eine Warmwalzanfangstemperatur, welche zwischen 1100 und 1300 °C liegen kann, kein Austausch bzw. kein Eindringen von Ofenatmosphäre zwischen die Flachprodukte erfolgen kann, wodurch der Warmwalzprozess negativ beeinflusst werden würde, beispielsweise es zu einer starken Zunderbildung mit großen Zunderstücken kommen könnte. According to a further embodiment of the method according to the invention, the flat products are welded together gas-tight. This has the advantage that during the heating respectively warming of the flat product package, for example in a Hubbalkenofen to a hot rolling start temperature, which may be between 1100 and 1300 ° C, no exchange or no penetration of furnace atmosphere between the flat products can be done, whereby the hot rolling process negative would be affected, for example, it could come to a strong scale formation with large pieces of tinder.
Das erzeugte Warmband wird gemäß einer weiteren Ausführung des The produced hot strip is according to another embodiment of
erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Kaltband gewalzt, wodurch eine Dicke des warmwalzplattierten Werkstoffverbundes zwischen 0,2 bis 2,5 mm erzeugt werden kann. rolled according to the invention process to form a cold strip, whereby a thickness of the hot-rolled material composite between 0.2 to 2.5 mm can be produced.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Flachproduktpaket, welches ein erstes und mindestens ein zweites Flachprodukt umfasst, wobei sich die Flachprodukte hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden, mindestens eine der einander zugeordneten und zu verbindenden Oberflächen der Flachprodukte eine natürliche Unebenheit aufweist und dadurch die Flachprodukte bereichsweise in einer Verbindungsebene in Kontakt stehen, dadurch zumindest bereichsweise According to a second aspect, the invention relates to a flat product package which comprises a first and at least one second flat product, wherein the flat products differ from one another with regard to at least one property, at least one of the surfaces of the flat products assigned to one another and has a natural unevenness and thereby the flat products in some areas in a connecting plane in contact, thereby at least partially
eingeschlossene Lufträume zwischen den Flachprodukten vorhanden sind und die Flachprodukte über eine Schweißverbindung gasdicht miteinander verschweißt sind. trapped air spaces between the flat products are present and the flat products are gas-tight welded together via a welded joint.
Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorteilhaften Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. To avoid repetition, reference is made to the advantageous embodiments of the method according to the invention.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung einen warmwalzplattierten According to a third aspect, the invention relates to a hot-rolled plated
Werkstoffverbund umfassend eine erste und mindestens eine zweite Lage, wobei sich die Lagen hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden, welche zumindest bereichsweise über einen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind, wobei zumindest bereichsweise im Verbindungsbereich oxydische Partikel vorliegen. Composite material comprising a first and at least one second layer, wherein the layers differ from each other with regard to at least one property, which are at least partially connected to each other via a connection region, wherein at least partially present in the connection region oxidic particles.
Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorteilhaften Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. To avoid repetition, reference is made to the advantageous embodiments of the method according to the invention.
Gemäß einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Werkstoffverbundes liegen die Partikel im Verbindungsbereich mit einem Flächenanteil in Summe zwischen 0,05 % bis 20 %, beispielsweise 0,1% bis 10%, insbesondere 0,3% bis 5% vor. In dieser Größenordnung kann eine sichere und dauerhafte Verbindung zwischen den Lagen innerhalb des warmwalzplattieren Werkstoffverbundes gewährleistet werden. According to a first embodiment of the composite material according to the invention, the particles are present in the compound region with a total surface area of between 0.05% to 20%, for example 0.1% to 10%, in particular 0.3% to 5%. In this The order of magnitude ensures a secure and permanent connection between the layers within the hot-rolled material composite.
Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Werkstoffverbundes liegt der warmwalzplattierte Werkstoffverbund als Warmband in Form einer Platte oder eines Bleches oder in Form eines Bundes vor und seine Dicke beträgt <26 mm, insbesondere < 20 mm, vorzugsweise < 15 mm, besonders bevorzugt < 10 mm. According to a further embodiment of the composite material according to the invention, the hot-rolled material composite is present as a hot strip in the form of a plate or sheet or in the form of a collar and its thickness is <26 mm, in particular <20 mm, preferably <15 mm, particularly preferably <10 mm.
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine Verwendung eines According to a fourth aspect, the invention relates to a use of a
erfindungsgemäß warmwalzplattierten Werkstoffverbundes als Teil oder Komponente in Bereichen mit Verschleiß-Einflüssen, im Maschinen- bzw. Anlagenbau, im Baubereich, im Fahrzeug-, im Eisenbahn-, im Schiffbau oder in der Luft- und Raumfahrt. according to the invention hot-rolled material composite as part or component in areas with wear influences, in mechanical or plant engineering, in construction, in vehicle, railway, shipbuilding or aerospace.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt In the following the invention will be explained in more detail with reference to an illustrative drawing. Identical parts are provided with the same reference numerals. It shows
Figur 1) ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Figure 1) is a flowchart of an embodiment of a
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen warmwalzplattierten Werkstoffverbundes,  inventive method for producing hot-rolled material composite,
Figur 2 a) ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Figure 2 a) an embodiment of an inventive
Flachproduktpaketes in einer schematischen, perspektivischen Flat product package in a schematic, perspective
Ansicht, View,
Figur 2b) einen Teilschnitt durch den in Fig. 2a) gekennzeichneten Bereich, FIG. 2b) shows a partial section through the region marked in FIG. 2a),
Figur 3 a) einen schematischen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen warmwalzplattierten FIG. 3 a) shows a schematic longitudinal section through an exemplary embodiment of a hot-rolled plate according to the invention
Werkstoffverbundes und  Composite material and
Figur 3b) einen Teilschnitt durch den in Fig. 3a) gekennzeichneten Bereich. In Fig. 1) ist ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines warmwalzplattierten Werkstoffverbundes dargestellt. Es werden mindestens zwei Flachprodukte vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff, welche quaderförmig in Form von gegossene Brammen, vorgewalzte Brammen, FIG. 3b) shows a partial section through the region marked in FIG. 3a). FIG. 1) shows a flow diagram of an exemplary embodiment of a method according to the invention for producing a hot-rolled material composite. At least two flat products are preferably made of a steel material, which is cuboid in the form of cast slabs, pre-rolled slabs,
Vorblöcken, Vorplatten oder Vorbänder ausgebildet sind, bereitgestellt, wobei die Flachprodukte sich hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft (Zugfestigkeit, Härte und/oder Bruchdehnung) voneinander unterscheiden [Schritt A]. Das erste und/oder das zweite bereitgestellte Flachprodukt weist zumindest auf einer seiner Oberflächen eine natürliche Unebenheit auf, die dazu bestimmt ist, mit einer anderen Oberfläche eines Flachproduktes, welche ebenfalls als natürliche Oberfläche ausgeführt sein kann, im Zuge des Warmwalzplattierens miteinander verbunden zu werden. Die Oberfläche mit natürlicher Unebenheit kann sich herstellungsbedingt mit einer Oberflächenstruktur (Rauheit und/oder Welligkeit) einstellen und weist keine plane Oberfläche auf. Vorblöcken, Vorplatten or Vorbänder formed are provided, wherein the flat products with respect to at least one property (tensile strength, hardness and / or elongation at break) differ from each other [step A]. The first and / or the second provided flat product has, on at least one of its surfaces, a natural unevenness which is intended to be connected to another surface of a flat product, which may also be a natural surface, in the course of hot-roll plating. The surface with natural unevenness may, due to its production, adjust with a surface structure (roughness and / or waviness) and has no plane surface.
Alternativ oder kumulativ können auch die Oberflächen mit natürlicher Unebenheit gezielt mit einer Oberflächenstruktur eingestellt werden. Alternatively or cumulatively, the surfaces with natural unevenness can also be adjusted specifically with a surface structure.
Zumindest die zu verbindende Oberfläche des ersten und/oder des zweiten At least the surface to be joined of the first and / or the second
Flachproduktes werden gereinigt, um die an der Oberfläche beispielsweise während der Lagerung der Flachprodukte ausgebildete Rostschicht und ggf. weitere auf der Flat product are cleaned to the formed on the surface, for example, during storage of the flat products rust layer and possibly further on the
Oberfläche befindliche Störpartikel zu entfernen. Die Reinigung dabei erfolgt derart, dass die natürliche Unebenheit der Oberfläche im Wesentlichen erhalten bleibt [Schritt B]. Remove surface stubborn particles. The cleaning takes place in such a way that the natural unevenness of the surface is essentially preserved [step B].
Nach der Reinigung werden das erste und das mindestens zweite Flachprodukt aufeinander gestapelt, wobei das erste und/oder das zweite Flachprodukt mit der zumindest einen Oberfläche mit der natürlichen Unebenheit vor dem After cleaning, the first and at least the second flat product are stacked on top of each other, wherein the first and / or the second flat product with the at least one surface with the natural unevenness in front of the
Aufeinanderstapeln derart ausgerichtet wird, dass diese Oberfläche in Kontakt mit der Oberfläche des anderen Flachproduktes gebracht wird, wobei nach dem Stacking is aligned so that this surface is brought into contact with the surface of the other flat product, wherein after the
Aufeinanderstapeln die Flachprodukte über ihre Oberflächen bereichsweise in einer Verbindungsebene in Kontakt stehen [Schritt C]. Stacking the flat products over their surfaces in areas in a connecting plane in contact [step C].
Nach dem Aufeinanderstapeln werden die einzelnen Flachprodukte zumindest bereichsweise zur Erzeugung eines Flachproduktpaketes miteinander verschweißt. Vorzugsweise werden die Flachprodukte gasdicht miteinander verschweißt, um einen Austausch bzw. ein Eindringen von Ofenatmosphäre bei einer nachfolgen Erwärmung des Flachproduktpaketes zwischen den Flachprodukten zu verhindern [Schritt D]. After stacking the individual flat products are at least partially welded together to produce a flat product package. Preferably, the flat products are gas-tight welded together to prevent replacement or penetration of furnace atmosphere in a subsequent heating of the flat product package between the flat products [step D].
Das Flachproduktpaket wird auf mindestens eine Warmwalzanfangstemperatur, beispielsweise in einem Hubbalkenofen bei beispielsweise Temperaturen zwischen 1100 und 1300 °C erwärmt bzw. durcherwärmt [Schritt E]. Da die Flachprodukte nur bereichsweise in einer Verbindungebene in Kontakt (Kontaktpunkte oder The flat product package is heated or thoroughly heated to at least one hot rolling start temperature, for example in a walking beam oven at, for example, temperatures between 1100 and 1300 ° C. [step E]. Since the flat products only in some areas in a connection level in contact (contact points or
Kontaktbereiche) stehen und der restliche Bereich in der Verbindungsebene aus eingeschlossenen Lufträumen besteht, bildet sich bei den vorherrschenden Contact areas) and the remaining area in the junction plane consists of trapped air spaces, forms with the prevailing ones
Temperaturen eine dünne Oxidschicht durch die bzw. in den eingeschlossenen Temperatures a thin oxide layer through or in the enclosed
Lufträumen aus. Airspaces off.
Nach Erreichen der mindestens Warmwalzanfangstemperatur wird das After reaching the minimum hot rolling start temperature is the
Flachproduktpaket nach einem bestimmten Stichplan zu einem Warmband gewalzt, welches den warmwalzplattierten Werkstoffverbund bildet [Schritt F]. Die infolge der Erwärmung entstandene Oxidschicht kann nicht im Zuge des Warmwalzplattierens verformt werden, sondern reißt infolge der Verformung durch das Walzen durch Längung des zu erzeugenden warmwalzplattierten Werkstoffverbundes auf und lagern sich lokal in Form von oxydischen Partikeln in Walzrichtung und in der Breite des Walzgutes im Verbindungsbereich bzw. in den Verbindungsbereichen zwischen den Lagen ein. Die gebildete Oxidschicht respektive Partikel können beim und/oder nach dem Walzen bereichsweise eine Diffusion unterdrücken und somit eine vollflächige Durchmischung der Eigenschaften in dem Verbindungsbereich bzw. in den Rolled flat product package according to a specific stitch plan to a hot strip, which forms the hot-rolled material composite [step F]. The resulting due to the heating oxide layer can not be deformed in the course of hot roll plating, but ruptures due to deformation by rolling by elongation of the hot-rolled material composite to be produced and locally localized in the form of oxide particles in the rolling direction and in the width of the rolling stock in the connection area or in the connection areas between the layers. The oxide layer or particles formed during and / or after rolling in some areas can suppress diffusion and thus a full-surface mixing of the properties in the connection region or in the
Verbindungsbereichen zwischen Lagen verhindert werden. Connecting areas between layers can be prevented.
Nach Beendigung des Walzens wird das Warmband entweder zu Platten oder Blechen abgelängt [Schritt G] oder zu einem Bund aufgehaspelt [Schritt G'] und der After completion of rolling, the hot strip is either cut to plates or sheets [step G] or wound into a bundle [step G '] and the
weiterverarbeitenden Industrie zur Verfügung gestellt. Das Warmband kann bei Bedarf zu Kaltband gewalzt werden. processing industry provided. The hot strip can be rolled to cold strip if required.
In Fig. 2a) ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Flachproduktpaketes (1) in einer schematischen, perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei das Flachproduktpaket (1) beispielsweise nach den vorgenannten Verfahrensschritten [A]- [D] hergestellt wurde. Das Flachproduktpaket (1) besteht aus drei Flachprodukten (2, 3, 4). Das Flachprodukt (3) ist beispielweise eine Bramme mit einer Dicke von 220 mm aus einem beispielsweise duktilen Stahlwerkstoff mit einem C-Gehalt von unter 0,15 Gew.- % und fungiert als Kern des Flachproduktpaketes (1). Bedeckt ist der Kern (3) durch zwei Flachprodukte (2, 4) mit beispielsweise jeweils einer Dicke von 30 mm aus jeweils einem beispielsweise vergütbaren Stahlwerkstoff mit einem C-Gehalt von mehr als 0,2 Gew.-%, so dass sich eine Gesamtdicke von 280 mm ergibt. Die Flachprodukte (2, 3, 4) sind über eine Schweißverbindung (5) gasdicht miteinander verschweißt, wobei die Schweißverbindung (5) auch mehrere Schweißnähte umfassen kann. In der Teilansicht in Fig. 2b) ist gezeigt, dass mindestens eine, vorzugsweise beide der einander zugeordneten und zu verbindenden Oberflächen (02, 03) der Flachprodukte (2, 3) eine natürliche Unebenheit aufweisen und dadurch die Flachprodukte (2, 3) bereichsweise in einer Verbindungsebene (V) in Kontakt (K) stehen und dadurch zumindest In Fig. 2a) an embodiment of a flat product package (1) according to the invention is shown in a schematic, perspective view, wherein the Flat product package (1), for example, after the aforementioned process steps [A] - [D] was prepared. The flat product package (1) consists of three flat products (2, 3, 4). The flat product (3) is, for example, a slab with a thickness of 220 mm made of, for example, a ductile steel material with a C content of less than 0.15% by weight and acts as the core of the flat product package (1). Covered is the core (3) by two flat products (2, 4), for example, each having a thickness of 30 mm from each example a heat treatable steel material with a C content of more than 0.2 wt .-%, so that a total thickness of 280 mm. The flat products (2, 3, 4) are gas-tightly welded to one another via a welded connection (5), wherein the welded connection (5) can also comprise a plurality of weld seams. In the partial view in FIG. 2 b), it is shown that at least one, preferably both, of the surfaces (0 2 , 0 3 ) of the flat products (2, 3) assigned to each other have a natural unevenness and thereby the flat products (2, 3 ) in some areas in a connecting plane (V) in contact (K) and thereby at least
bereichsweise eingeschlossene Lufträume (L) zwischen den Flachprodukten (2, 3) vorhanden sind. Die Summe der Flächen der bereichsweise in Kontakt (K) stehenden Flachprodukte (2, 3) entspricht mindestens 30%, insbesondere mindestens 35%, vorzugsweise mindestens 40%, besonders bevorzugt mindestens 45% in der partially enclosed air spaces (L) between the flat products (2, 3) are present. The sum of the areas of the areawise contact (K) standing flat products (2, 3) corresponds to at least 30%, in particular at least 35%, preferably at least 40%, particularly preferably at least 45% in the
Verbindungsebene (V) und die zwischen den Flachprodukten (2, 3) bereichsweise vorhandenen eingeschlossenen Lufträume (L) nehmen eine Fläche in Summe von mindestens 20%, insbesondere mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 30%, besonders bevorzugt mindestens 35% in der Verbindungsebene (V) ein. Mittels der natürlichen Unebenheit auf mindestens einer der Oberflächen (02, 03) der The connection plane (V) and the enclosed air spaces (L) between the flat products (2, 3) occupy an area in total of at least 20%, in particular at least 25%, preferably at least 30%, particularly preferably at least 35% in the connection plane ( V). By means of natural unevenness on at least one of the surfaces (0 2 , 0 3 ) of the
Flachprodukte (2, 3) können die eingeschlossenen Lufträume (L) bereichsweise ein Spaltmaß (S) zwischen den Oberflächen (02, 03) von bis zu 5 mm aufweisen. Die einander zugeordneten und zu verbindenden Oberflächen der Flachprodukte (3, 4) weisen ebenfalls jeweils eine natürliche Unebenheit auf und entsprechen im Flat products (2, 3), the trapped air spaces (L) in some areas have a gap (S) between the surfaces (0 2 , 0 3 ) of up to 5 mm. The mutually associated and to be joined surfaces of the flat products (3, 4) also each have a natural unevenness and correspond in the
Wesentlichen den Ausführungen der Oberflächen (02, 03), hier nicht dargestellt. Essentially the embodiments of the surfaces (0 2 , 0 3 ), not shown here.
Die Flachprodukte (2, 3, 4) können selbstredend auch andere Dicken insbesondere auch andere Dickenverhältnisse aufweisen. Beispielsweise ist auch ein asymmetrischer Aufbau denkbar. Je nach Anwendung kann das Flachproduktpaket individuell aufgebaut werden. Beispielsweise kann ein vergütbarer Stahlwerkstoff mit einem C-Gehalt von über 0,2 Gew.-% als Kern und zwei Stahlwerkstoffe mit jeweils einem C-Gehalt von unter 0,15 Gew.-% als Auflagen zum Aufbau des Flachproduktpaketes verwendet werden. Of course, the flat products (2, 3, 4) can also have other thicknesses, in particular also other thickness ratios. For example, an asymmetric structure is conceivable. Depending on the application, the flat product package can be customized. For example, a heat treatable steel material having a C content of over 0.2 wt .-% as a core and two steel materials, each having a C content of less than 0.15 wt .-% are used as conditions for the construction of the flat product package.
In Fig. 3a) ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen warmwalzplattierten Werkstoffverbundes ( ) in einem schematischen Längsschnitt dargestellt. Das in Fig. 2a) gezeigte Flachproduktpaket (1) mit den einzelnen Flachprodukten (2, 3, 4) wurde erwärmt, vgl. Beschreibung zu Verfahrensschritt [E], und zu einem Warmband mit einer Dicke (d) < 26 mm, besonders bevorzugt < 10 mm gewalzt, vgl. Beschreibung zu In Fig. 3a), an embodiment of a hot-rolled material composite according to the invention () is shown in a schematic longitudinal section. The flat product package (1) with the individual flat products (2, 3, 4) shown in FIG. 2a) was heated, cf. Description of method step [E], and rolled into a hot strip with a thickness (d) <26 mm, more preferably <10 mm, cf. Description to
Verfahrensschritt [F]. Der walzplattierte Werkstoffverbund ( ) umfasst weiterhin im Wesentlichen drei Lagen (2', 3', 4'). Die infolge der Erwärmung entstandene Process step [F]. The roll-bonded material composite () further comprises substantially three layers (2 ', 3', 4 '). The result of the warming
Zunderschicht in den eingeschlossenen Lufträumen (L) kann nicht im Zuge des Scale layer in the trapped air spaces (L) can not in the course of
Warmwalzplattierens verformt werden, sondern reißt infolge der Druckeinwirkung durch das Walzen in Verbindung mit einer Dickenreduktion und damit verbunden einer Längung des zu erzeugenden warmwalzplattierten Werkstoffverbundes auf und lagern sich in Form von oxydischen Partikeln (P) lokal in Walzrichtung und lokal in der Breite des Walzgutes im Verbindungsbereichen (V) zwischen den Lagen (2', 3') und (3', 4') ein, wie in dem vergrößerten Ausschnitt in Fig. 3b) gezeigt. Die Partikel (P) im Hot roll plating to be deformed, but ruptures due to the pressure caused by rolling in conjunction with a reduction in thickness and associated elongation of the produced hot rolled material composite and stored in the form of oxidic particles (P) locally in the rolling direction and locally in the width of the rolling stock Connecting portions (V) between the layers (2 ', 3') and (3 ', 4'), as shown in the enlarged section in Fig. 3b). The particles (P) in the
Verbindungsbereich (V) bzw. in den Verbindungsbereichen liegen mit einem Connection area (V) or lie in the connection areas with a
Flächenanteil zwischen 0,05 % bis 20 %, insbesondere 0,3 % bis 5 % vor. Die Area fraction between 0.05% to 20%, in particular 0.3% to 5% before. The
oxydischen Partikel (P) wirken sich nicht negativ auf die Ausbildung des oxidic particles (P) do not adversely affect the formation of the
Verbindungsbereiches (V) im Zuge des Warmwalzplattierens aus. Connecting region (V) in the course of hot roll plating.
Erfindungsgemäße warmwalzplattierte Werkstoffverbunde ( ) können überall in den Bereichen eingesetzt werden, in denen Leichtbau betrieben wird, beispielsweise im Fahrzeug-, Eisenbahn-, Schiffbau oder Luft- und Raumfahrt. Auch die Verwendung in Bereichen mit Verschleiß-Einflüssen, im Baubereich, im Anlagen- bzw. Maschinenbau ist möglich. Hot roll-clad composite materials () according to the invention can be used everywhere in the areas in which lightweight construction is used, for example in the automotive, railway, shipbuilding or aerospace industries. It is also possible to use it in areas subject to wear, in the construction sector, in plant engineering or mechanical engineering.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sowie auf die Ausführungen in der allgemeinen Beschreibung beschränkt, vielmehr können neben plattenförmigen oder leicht verformten, beispielsweise tiefgezogenen Halbzeugen auch geschlossene Profile mit beispielsweise einem kreisrunden Querschnitt aus erfindungsgemäßen warmwalzplattierten Werkstoffverbunde hergestellt werden, so dass auch Bereiche mit abrasiv wirkender Medienführung, beispielsweise Rohrleitungen für Flüssigbetonförderung etc. entsprechend bedient werden können. The invention is not limited to the embodiments shown in the drawings and to the statements in the general description, but in addition to plate-shaped or slightly deformed, such as deep-drawn semi-finished and closed profiles with, for example, a circular Cross section of hot rolled-plated material composites according to the invention are produced, so that even areas with abrasive acting media management, such as pipes for liquid concrete extraction, etc. can be operated accordingly.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Flachproduktpaket 1 flat product package
warm walzplattierter Werkstoffverbund, Warmband hot roll-clad composite material, hot strip
2, 3, 4 Flachprodukt 2, 3, 4 flat product
2', 3', 4' Lagen  2 ', 3', 4 'layers
5 Schweißverbindung  5 welded joint
A, B, C, D, E, F, G, G' Verfahrensschritte  A, B, C, D, E, F, G, G 'process steps
d Dicke d thickness
K Kontakt, Kontaktbereich  K contact, contact area
L eingeschlossener Luftraum  L enclosed airspace
02, 03 Oberfläche mit natürlicher Unebenheit 0 2 , 0 3 Surface with natural unevenness
P oxydische Partikel  P oxidic particles
S Spaltmaß  S gap dimension
V Verbindungsebene  V connection level
V Verbindungsbereich  V connection area

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Herstellen eines warmwalzplattierten Werkstoffverbundes 1. A method for producing a hot-rolled material composite
umfassend folgende Schritte:  comprising the following steps:
Bereitstellen eines ersten und mindestens eines zweiten Flachproduktes, wobei sich die Flachprodukte hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden,  Providing a first and at least one second flat product, wherein the flat products differ from one another with regard to at least one property,
Aufeinanderstapeln der Flachprodukte, wobei zumindest die einander zugeordneten und zu verbindenden Oberflächen der Flachprodukte vor dem Aufeinanderstapeln gereinigt werden,  Stacking the flat products, wherein at least the surfaces of the flat products assigned to one another and to be joined are cleaned prior to being stacked on one another,
zumindest bereichsweise Verschweißen der einzelnen Flachprodukte zur at least partially welding the individual flat products to
Erzeugung eines Flachproduktpaketes, Generation of a flat product package,
Erwärmen des Flachproduktpaketes auf mindestens eine  Heating the flat product package to at least one
Warm walzanfangstemp eratur,  Hot rolling start temperature,
Warmwalzen des Flachproduktpaketes zu einem Warmband,  Hot rolling the flat product package into a hot strip,
Abtafeln des Warmbandes zu Platten oder Blechen oder Aufhaspeln des Warmbandes zu einem Bund,  Plaiting the hot strip into plates or sheets or coiling the hot strip into a bundle,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das erste und/oder das zweite bereitgestellte Flachprodukt zumindest auf einer seiner Oberflächen eine natürliche Unebenheit aufweist und das Flachprodukt mit der zumindest einen Oberfläche mit der natürlichen Unebenheit vor dem  the first and / or the second provided flat product has a natural unevenness on at least one of its surfaces, and the flat product with the at least one surface with the natural unevenness in front of the surface
Aufeinanderstapeln derart ausgerichtet wird, dass diese Oberfläche in Kontakt mit der Oberfläche des anderen Flachproduktes gebracht wird, wobei nach dem  Stacking is aligned so that this surface is brought into contact with the surface of the other flat product, wherein after the
Aufeinanderstapeln die Flachprodukte über ihre Oberflächen bereichsweise in einer Verbindungsebene in Kontakt stehen.  Stacking the flat products over their surfaces in some areas in a connecting plane in contact.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Summe der Fläche der bereichsweise in Kontakt stehenden Flachprodukte mindestens 30%, insbesondere mindestens 35%, vorzugsweise mindestens 40%, besonders bevorzugt mindestens 45% in der Verbindungsebene entspricht. the sum of the area of the area-wise contacting flat products corresponds to at least 30%, in particular at least 35%, preferably at least 40%, particularly preferably at least 45% in the compound plane.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
sich nach dem Aufeinanderstapeln durch die natürliche Unebenheit der mindestens einen zu verbindenden Oberfläche zumindest bereichsweise  after stacking by the natural unevenness of at least one surface to be joined at least partially
Lufträume zwischen den Flachprodukten bilden, welche eine Fläche in Summe von mindestens 20%, insbesondere mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 30%, besonders bevorzugt mindestens 35% in der Verbindungsebene einnehmen.  Form air spaces between the flat products, which occupy an area in total of at least 20%, in particular at least 25%, preferably at least 30%, more preferably at least 35% in the compound plane.
4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, 4. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
zumindest die zu verbindende Oberfläche des ersten und/oder des zweiten Flachproduktes derart gereinigt wird, dass die natürliche Unebenheit der  at least the surface to be joined of the first and / or the second flat product is cleaned in such a way that the natural unevenness of the
Oberfläche im Wesentlichen erhalten bleibt.  Surface is essentially preserved.
5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, 5. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Flachprodukte gasdicht miteinander verschweißt werden.  the flat products are gas-tight welded together.
6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
als erstes und mindestens zweites Flachprodukt jeweils ein Stahlwerkstoff oder jeweils eine Aluminiumlegierung verwendet wird.  as the first and at least second flat product in each case a steel material or in each case an aluminum alloy is used.
7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, 7. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Werkstoffverbund zu einem Kaltband gewalzt wird.  the composite material is rolled into a cold strip.
8. Flachproduktpaket (1) umfassend ein erstes und mindestens ein zweites 8. flat product package (1) comprising a first and at least a second
Flachprodukt (2, 3, 4), wobei sich die Flachprodukte (2, 3, 4) hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden, mindestens eine der einander zugeordneten und zu verbindenden Oberflächen (02, 03) der Flat product (2, 3, 4), wherein the flat products (2, 3, 4) with respect to at least one property differ from each other, at least one of the mutually associated and to be joined surfaces (0 2 , 0 3 )
Flachprodukte (2, 3, 4) eine natürliche Unebenheit aufweist und dadurch die Flachprodukte (2, 3, 4) bereichsweise in einer Verbindungsebene (V) in Kontakt (K) stehen, dadurch zumindest bereichsweise eingeschlossene Lufträume (L) zwischen den Flachprodukten (2, 3, 4) vorhanden sind und die Flachprodukte (2, 3, 4) über eine Schweißverbindung (5) gasdicht miteinander verschweißt sind. Flat products (2, 3, 4) has a natural unevenness and thereby the Flat products (2, 3, 4) are partially in a connecting plane (V) in contact (K), characterized at least partially trapped air spaces (L) between the flat products (2, 3, 4) are present and the flat products (2, 3, 4) via a welded joint (5) are gas-tight welded together.
9. Flachproduktpaket nach Anspruch 8, 9. Flat product package according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Summe der Flächen der bereichsweise in Kontakt (K) stehenden Flachprodukte (2, 3, 4) mindestens 30%, insbesondere mindestens 35%, vorzugsweise  the sum of the areas of the flat area in contact (K) standing flat products (2, 3, 4) at least 30%, in particular at least 35%, preferably
mindestens 40%, besonders bevorzugt mindestens 45% in der Verbindungsebene (V) entspricht und zwischen den Flachprodukten (2, 3, 4) bereichsweise eingeschlossene Lufträume (L) vorhanden sind, welche eine Fläche in Summe von mindestens 20%, insbesondere mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 30%, besonders bevorzugt mindestens 35% in der Verbindungsebene (V) einnehmen.  at least 40%, more preferably at least 45% in the connecting plane (V) and between the flat products (2, 3, 4) partially trapped air spaces (L) are present, which has a total area of at least 20%, in particular at least 25% , preferably at least 30%, more preferably at least 35% in the compound plane (V) occupy.
10. Warmwalzplattierter Werkstoffverbund ( ) umfassend eine erste Lage (3') und mindestens eine zweite Lage (2', 4'), wobei sich die Lagen (2', 3', 4') hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft voneinander unterscheiden, welche zumindest bereichsweise über einen Verbindungsbereich (V) miteinander verbunden sind, insbesondere hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, oder insbesondere hergestellt durch ein Warmwalzen eines Flachproduktpaketes (1) nach 10. hot rolled clad composite material () comprising a first layer (3 ') and at least one second layer (2', 4 '), wherein the layers (2', 3 ', 4') differ from each other with regard to at least one property, which at least in some areas via a connecting region (V) are connected to each other, in particular produced according to one of claims 1 to 7, or in particular produced by hot rolling a flat product package (1) according to
Anspruches 8 oder 9,  Claim 8 or 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
zumindest bereichsweise im Verbindungsbereich (V) oxydische Partikel (P) vorliegen.  at least in some areas in the connection region (V) oxide particles (P) are present.
11. Warmwalzplattierter Werkstoffverbund nach Anspruch 10, 11. hot rolled-clad composite material according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Partikel (P) im Verbindungsbereich (V) mit einem Anteil zwischen 0,05 % bis 20 % vorliegen. the particles (P) in the connection region (V) are present in a proportion of between 0.05% to 20%.
12. Warmwalzplattierter Werkstoffverbund nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass 12. hot roll-plated material composite according to claim 11 or 12, characterized in that
der warmwalzplattierte Werkstoffverbund ( ) als Warmband in Form einer Platte oder eines Bleches oder in Form eines Bundes vorliegt und die Dicke (d) < 26 mm beträgt.  the hot-rolled material composite (16) is present as a hot strip in the form of a plate or sheet or in the form of a collar and the thickness (d) is <26 mm.
13. Verwendung eines warmwalzplattierten Werkstoffverbundes ( ) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 als Teil oder Komponente in Bereichen mit Verschleiß- Einflüssen, im Baubereich, im Anlagen- bzw. Maschinenbau, Fahrzeug-, Eisenbahn-, Schiffbau oder Luft- und Raumfahrt. 13. Use of a hot-rolled material composite () according to any one of claims 10 to 12 as part or component in areas with wear influences, in the construction sector, in plant or mechanical engineering, vehicle, railway, shipbuilding or aerospace.
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