FR1465031A - Method of plating by rolling a light metal on a heavy metal, in particular on steel - Google Patents

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Description

Procédé de placage par laminage d'un métal léger sur un métal lourd, notamment sur l'acier.
La présente invention a pour objet un procédé de placage par laminage de métaux légers, notamment d'acier, à l'aide d'un alliage anti-friction d'aluminium contenant de l'étain, Un procédé de placage connu de ce genre consiste à mettre en contact dans l'emprise du laminoir, l'acier rendu rugueux, à l'état froid, avec le métal léger réchauffé à une température de 350 à 520 [deg]C, et à produire une déformation de ces deux métaux, l'acier subissant une déformation de 40 % et le métal léger, une déformation de 60%.
Cette forte déformation réciproque est absolument nécessaire pour désintégrer par l'opération d'allongement, les oxydes qui sont formés au cours du long réchauffage du métal léger. La forte déformation de l'acier, et l'écrouissage qui en résulte, représentent un inconvénient pour la suite des opérations d'usinage par déformation destinées à la réalisation de paliers et il n'est plus possible d'obtenir une recristallisation suffisante de l'acier en raison du bas point du solidus de ce métal léger; par ailleurs, le procédé décrit n'est pas applicable aux alliages de métaux légers anti-friction contenant de l'étain, car, à ces températures et à ces pressions, l'étain contenu de manière hétérogène dans l'alliage est extrait par écrasement de ce dernier.
Le placage par laminage d'alliages à forte teneur en étain pouvant atteindre 20 % doit être effectué à des températures relativement basses. Un procédé connu de ce genre comprend les opérations suivantes :
Le métal lourd, qui a été également rendu rugueux, par exemple par meulage, est recouvert d'une feuille d'aluminium pur d'environ 0,1 mm d'épaisseur, qui a été également rendue rugueuse. Les deux métaux sont reliés l'un à l'autre à froid dans un laminoir de manière à établir entre eux une liaison d'adhérence ou de collage. Le tien est obtenu par une fixation mutuelle des deux couches superficielles l'une à l'autre. Un feuillard préparé de cette manière peut, cependant être réchauffée à 100 [deg]C dans un four sans danger d'oxydation. On effectue ensuite un laminage à chaud, également à 100 [deg]C.
L'acier n'est pas écroui d'une façon inadmissible par ces deux passes de laminoir. Ensuite, l'aluminium est rendu rugueux une nouvelle fois à l'aide de brosses d'acier. On prépare de la même manière un feuillard d'un alliage d'aluminium à forte teneur en étain et les deux feuillards sont ensuite réchauffés dans un four à 200 [deg]C, donc à une température inférieure au point de fusion de l'étain.
Le placage a lieu ensuite également à 200 [deg]C par laminage avec une réduction d'environ -1- %, le métal léger subissant une déformation de 56%.
Dans cette opération, l'acier subit également une déformation supplémentaire, de 20 %. L'inconvénient majeur de ce procédé connu réside dans le fait que l'acier est considérablement écroui par les trois passes de laminage et qu'il ne peut pas être recristallisé pour les opérations d'usinage ultérieures par déformation destinées à la réalisation de paliers. Dans ce dernier procédé, la liaison pouvant être obtenue entre l'acier et le métal léger n'est souvent pas suffisante. En outre, du fait de la double opération de placage, ce procédé est très coûteux et compliqué.
Dans un autre procédé connu de placage, l'acier est d'abord rendu rugueux par un jet de sable, puis il est décapé. Ensuite il est nickelé galvani-
A method of plating by rolling a light metal on a heavy metal, in particular on steel.
The present invention relates to a process for plating by rolling light metals, in particular steel, using an anti-friction aluminum alloy containing tin. A known plating process of this type consists of in contacting in the right-of-way of the rolling mill, the roughened steel, in the cold state, with the light metal heated to a temperature of 350 to 520 [deg] C, and to produce a deformation of these two metals, steel undergoing 40% deformation and light metal, 60% deformation.
This strong reciprocal deformation is absolutely necessary in order to disintegrate, by the elongation operation, the oxides which are formed during the long heating of the light metal. The strong deformation of the steel, and the resulting hardening, represent a drawback for the rest of the machining operations by deformation intended for the production of bearings and it is no longer possible to obtain sufficient recrystallization of the steel. 'steel due to the low solidus point of this light metal; moreover, the method described is not applicable to anti-friction light metal alloys containing tin, because, at these temperatures and pressures, the tin heterogeneously contained in the alloy is extracted by crushing of the last.
Roll plating of alloys with a high tin content of up to 20% should be carried out at relatively low temperatures. A known method of this type comprises the following operations:
The heavy metal, which has also been roughened, for example by grinding, is covered with a sheet of pure aluminum about 0.1 mm thick, which has also been roughened. The two metals are cold bonded to each other in a rolling mill so as to establish between them an adhesion or bonding bond. Yours is obtained by mutual fixing of the two superficial layers to each other. A strip prepared in this way can, however, be heated to 100 [deg] C in an oven without danger of oxidation. Hot rolling is then carried out, also at 100 [deg] C.
The steel is not unacceptably hardened by these two rolling mill passes. Then the aluminum is roughened again using steel brushes. A strip of an aluminum alloy with a high tin content is prepared in the same way and the two strips are then reheated in an oven at 200 [deg] C, therefore at a temperature below the melting point of tin. .
The plating then also takes place at 200 [deg] C by rolling with a reduction of about -1-%, the light metal undergoing a strain of 56%.
In this operation, the steel also undergoes an additional deformation, of 20%. The major drawback of this known process lies in the fact that the steel is considerably hardened by the three rolling passes and that it cannot be recrystallized for subsequent machining operations by deformation intended for the production of bearings. In the latter process, the bond obtainable between the steel and the light metal is often not sufficient. Further, due to the double plating operation, this process is very expensive and complicated.
In another known plating process, the steel is first roughened with a sandblast, then it is pickled. Then it is nickel-plated galvani-

Claims (1)

quement et il est réchauité approximativement jusqu'au point Curie, c'est-à-dire environ 720 [deg]C pour les qualités d'acier utilisées pour le placage. L'acier réchauffé sous une atmosphère de gaz protecteur est amené en contact avec le métal léger arrivant à l'état froid, pendant un temps très court de, par exemple, deux à dix secondes, sous une pression de laminage, dans une atmosphère exempte d'oxygène, et il est plaqué. On effectue ensuite un refroidissement brusque du feuillard plaqué. La température de soudage est d'environ 500 [deg]C. Le métal lourd ne subit pas de déformation, et le métal léger, de son côté est déformé d'environ 60 % au cours du placage. Le procédé décrit présente l'inconvénient que l'étain est extrait, par écrasement au cours du placage par laminage, en des quantités dépassant 6,5 %. Un autre inconvénient de ce procédé réside dans le fait que la couche intermédiaire dure de nickel détruit également le tourillon lorsqu'elle est soumise à une corrosion dans un palier et que les traces inévitables de nickel déposées sur le revers du feuillard d'acier au cours d'un traitement galvanique ultérieur, doivent être éliminées à grands frais. Donc, ce procédé est. restreint aux alliages d'aluminium dont la teneur maximale en étain est de 6,5 %. La présente invention a pour objet un. procédé permettant d'éliminer les inconvénients de l'art antérieur et ayant pour particularités essentielles que le métal lourd est rendu rugueux immédiatement avant le placage par laminage, non pas par des jets de sable ou par décapage, mais à l'aide d'un ruban abrasif dont le grain est, de préférence égal àcally and it is reheated to approximately the Curie point, ie approximately 720 [deg] C for the grades of steel used for plating. The steel heated under a protective gas atmosphere is brought into contact with the light metal arriving in the cold state, for a very short time of, for example, two to ten seconds, under a rolling pressure, in a free atmosphere. oxygen, and it's plated. Sudden cooling of the plated strip is then carried out. The welding temperature is around 500 [deg] C. Heavy metal does not undergo deformation, and light metal, on the other hand, is deformed by about 60% during plating. The process described suffers from the disadvantage that the tin is extracted, by crushing during the rolling plating, in amounts exceeding 6.5%. Another disadvantage of this process is that the hard intermediate layer of nickel also destroys the journal when subjected to corrosion in a bearing and the inevitable traces of nickel deposited on the back of the steel strip during galvanic treatment, must be disposed of at great expense. So this process is. restricted to aluminum alloys with a maximum tin content of 6.5%. The present invention relates to a. process making it possible to eliminate the drawbacks of the prior art and having the essential features that the heavy metal is roughened immediately before plating by rolling, not by sand blasting or by pickling, but using a abrasive tape, the grain of which is preferably equal to 36/50. Immédiatement après le meulage le métal lourd est chauffé par induction sous un gaz protecteur, à une température d'environ 700 [deg]C pour le groupe des alliages dont la teneur en étain est inférieure à 7 % et à environ 300 [deg]C lorsque la teneur en étain est supérieure à 7 % et est d'environ 20 à 30%. Dans les deux cas, le métal léger est amené à l'état froid ou réchauffé dans l'emprise du laminoir et il n'est amené qu'à ce moment à la température de soudage la plus favorable par le métal lourd chaud. Cette température de soudage la plus favorable assurée par le métal lourd chaud à l'intersurface de contact des deux métaux est d'environ36/50. Immediately after grinding the heavy metal is heated by induction under a protective gas, to a temperature of about 700 [deg] C for the group of alloys whose tin content is less than 7% and about 300 [deg] C when the tin content is more than 7% and is about 20-30%. In both cases, the light metal is brought to the cold state or reheated in the grip of the rolling mill and it is only brought at this moment to the most favorable welding temperature by the hot heavy metal. This most favorable welding temperature ensured by the hot heavy metal at the contact intersurface of the two metals is approximately 430 [deg]C lorsque la teneur en étain est inférieure à 7 % et d'environ 230 [deg]C iorsque la teneur en étain est supérieure à 7 % (par exemple de 20 à 30 %). Le métal lourd doit donc - toujours être réchauffé de manière que les températures obtenues au contact avec le métal léger dans l'emprise du laminoir ne fasse pas ressortir, sous l'effet du pressage ou par suintage. l'étain contenu dans l'alliage de manière hétérogène. On peut éventuellement prévoir une opération supplémentaire pour éviter le suintage de l'étain, c'est-à-dire que le métal léger peut être refroidi immédiatement après sa sortie du laminoir. Les températures de soudage devant être -atteintes dans l'emprise du laminoir peuvent être également obtenues pour des températures inférieures de l'acier avec un réchauffage du métal léger. L'avantage essentiel du procédé selon l'invention réside dans le fait que l'acier doux, ou de manière générale le métal lourd, n'est déformé au maximum qu'à 10 %, de sorte que le feuillard bimétallique plaqué est capable de subir encore des allongements suffisants pour son usinage ultérieur sans enlèvements de copeaux. En outre, dans le procédé de l'invention, on peut partir directement d'une bande sans fin. de sorte que, non seulement on obtient une qualité plus régulière et meilleure, mais qu'en outre, il est possible de mettre en u̇vre une production en série. Finalement, le procédé de l'invention permet de renoncer complètement à toute couche intermédiaire d'aluminium ou de nickel. Cette couche intermédiaire avait toujours des influences fâcheuses dans les paliers dont le matériau plaqué avait subi une usure exagérée. Ainsi, on peut faire l'économie des frais de réalisation de la couche intermédiaire. RÉSUMÉ La présente invention a pour objet un procédé de placage par laminage d'un métal léger sur un métal lourd, en particulier d'alliages d'aluminium contenant de l'étain sur de l'acier, ledit procédé étant caractérisé par les points suivants pris isolément ou en combinaisons diverses :430 [deg] C when the tin content is less than 7% and about 230 [deg] C when the tin content is greater than 7% (eg 20-30%). The heavy metal must therefore - always be reheated in such a way that the temperatures obtained in contact with the light metal in the grip of the rolling mill do not come out under the effect of pressing or by oozing. the tin contained in the alloy heterogeneously. Optionally, an additional operation can be provided to prevent the tin from seeping, that is to say that the light metal can be cooled immediately after leaving the rolling mill. Welding temperatures to be achieved in the rolling mill nip can also be achieved for lower steel temperatures with light metal reheating. The essential advantage of the process according to the invention lies in the fact that mild steel, or in general heavy metal, is only deformed at most 10%, so that the plated bimetallic strip is capable of undergo further elongations sufficient for subsequent machining without removal of chips. In addition, in the method of the invention, it is possible to start directly from an endless belt. so that not only is obtained a more regular and better quality, but also it is possible to carry out mass production. Finally, the method of the invention makes it possible to completely dispense with any intermediate layer of aluminum or nickel. This intermediate layer always had unfortunate influences in the bearings whose plated material had suffered excessive wear. Thus, the costs of producing the intermediate layer can be saved. SUMMARY The present invention relates to a process for plating by rolling a light metal on a heavy metal, in particular aluminum alloys containing tin on steel, said process being characterized by the following points taken alone or in various combinations: 1. L'acier est rendu rugueux par moulage sur sa face devant être plaquée, immédiatement avant le placage par laminage et il est amené en quelques secondes à une température de 250 à 700 [deg]C sous une atmosphère protectrice et le métal léger arrivant à une température de 20 à 200 [deg]C, n'entre en contact avec l'acier réchauffé que dans l'emprise du laminoir et il est réchauffé brièvement en subissant une déformation de 60 % et il est, en outre, éventuellement refroidi immédiatement à sa sortie du laminoir, de manière que l'étain contenu de manière hétérogène dans l'alliage soit à la limite d'atteindre l'état de fusion;1. The steel is roughened by casting on its face to be plated, immediately before rolling plating and is brought in a few seconds to a temperature of 250 to 700 [deg] C under a protective atmosphere and the light metal arriving. at a temperature of 20 to 200 [deg] C, comes into contact with the heated steel only in the nip of the rolling mill and it is heated briefly undergoing a deformation of 60% and it is, in addition, possibly cooled immediately on leaving the rolling mill, so that the tin heterogeneously contained in the alloy is at the limit of reaching the molten state; 2. Plus la teneur en étain de l'alliage de métal léger est forte, plus la température de réchauffage de l'acier est basse;2. The higher the tin content of the light metal alloy, the lower the heating temperature of the steel; 3. Pour des teneurs en étain des alliages de métal léger qui sont inférieures à 7 % la déformation dans le laminoir a lieu exclusivement dans le métal léger;3. For tin contents of light metal alloys which are less than 7% the deformation in the rolling mill takes place exclusively in the light metal; 4. Pour des teneurs en étain de 20 % et plus des alliages de métal léger, l'acier est réchauffé et est éventuellement refroidi derrière le laminoir de manière que le métal léger ne soit pas chauffé à une température supérieure à 225 [deg]C par l'acier et que l'acier subisse une déformation maximum de 20 % et le métal léger, une déformation maximale de 60 %.4. For tin contents of 20% and more of light metal alloys, the steel is reheated and possibly cooled behind the rolling mill so that the light metal is not heated to a temperature greater than 225 [deg] C by steel and that steel undergoes a maximum deformation of 20% and light metal, a maximum deformation of 60%.
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