FR2524359A1

FR2524359A1 - METHOD AND APPARATUS FOR LAMINATED PLATING OF PREHEATED STRIPS, ESPECIALLY OF ALUMINUM AND STAINLESS STEEL

Info

Publication number: FR2524359A1
Application number: FR8305276A
Authority: FR
Inventors: Heinrich Rennebaum
Original assignee: SUNDWIGER EISEN MASCHINEN
Current assignee: SUNDWIGER EISEN MASCHINEN
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1983-10-07
Also published as: GB8308593D0; DE3211943A1; JPS58212884A; GB2117282A

Abstract

ON FAIT PASSER LE FEUILLARD D'ACIER INOXYDABLE 1 ET LA BANDE D'ALUMINIUM 10 A REUNIR SUR DES ROULEAUX CHAUFFANTS 2, 3, 4 A UNE FAIBLE DISTANCE AVANT L'EMPRISE DU LAMINOIR 5 A 8, CE QUI LES PORTE RAPIDEMENT A LA TEMPERATURE DE DIFFUSION DESIREE. LES BANDES SONT AMENEES ENSEMBLE LORS DU CHAUFFAGE. IL N'EST PAS NECESSAIRE QUE LE CHAUFFAGE S'EFFECTUE SOUS ATMOSPHERE CONTROLEE. OUTRE LA DIFFUSION, IL SE PRODUIT DANS L'EMPRISE UNE REDUCTION D'EPAISSEUR MAIS CELLE-CI EST LIMITEE DE MANIERE QU'IL NE SOIT PAS NECESSAIRE DE SOUMETTRE LE MATERIAU COMPOSITE OBTENU A UN TRAITEMENT THERMIQUE DE RECRISTALLISATION DU MATERIAU AYANT LE POINT DE RAMOLLISSEMENT LE PLUS ELEVE, TRAITEMENT QUI DEVRAIT ETRE EFFECTUE A UNE TEMPERATURE A LAQUELLE LE MATERIAU 10 A POINT DE RAMOLLISSEMENT PLUS BAS NE RESISTERAIT PAS.THE STAINLESS STEEL STRIP 1 AND THE ALUMINUM STRIP 10 TO BE JOINED ON HEATING ROLLERS 2, 3, 4 AT A LOW DISTANCE BEFORE THE TAKING OF THE ROLLER 5 TO 8, WHICH BRINGS THEM QUICKLY TO TEMPERATURE DESIRED BROADCAST. THE BANDS ARE BROUGHT TOGETHER DURING THE HEATING. HEATING IS NOT NECESSARY TO BE CARRIED OUT IN A CONTROLLED ATMOSPHERE. IN ADDITION TO DIFFUSION, THERE IS A THICKNESS REDUCTION IN THE PRESSURE BUT THIS IS LIMITED SO THAT IT IS NOT NECESSARY TO SUBMIT THE COMPOSITE MATERIAL OBTAINED TO A THERMAL TREATMENT OF RECRISTALLIZATION OF THE MATERIAL HAVING THE SOFTENING POINT THE HIGHEST TREATMENT WHICH SHOULD BE CARRIED OUT AT A TEMPERATURE AT WHICH THE MATERIAL WITH LOWER SOFTENING POINT WILL NOT RESIST.

Description

L'invention concerne un procédé de placage par laminageThe invention relates to a plating process by rolling.

de bandes préchauffées de matériaux métalliques différents, en parti- preheated strips of different metallic materials, in particular

culier de métaux dont l'un possède un point de ramollissement metal slurry, one of which has a softening point

inférieur à la température de recristallisation de l'autre. lower than the recrystallization temperature of the other.

Dans un procédé connu de ce type, on chauffe une bande d'aluminium et un feuillard d'acier inoxydable avant le laminage dans une atmosphère non oxydante jusqu'à 5000 C environ En raison de ce chauffage bien au-delà de la température de diffusion, qui est d'environ 4000 C, la bande d'aluminium peut etre réduite beaucoup plus fortement en épaisseur que le feuillard d'acier Ce dernier est en effet réduit en épaisseur d'environ 2 à 7 % seulement alors que la réduction totale de l'épaisseur du matériau composite est de 30 à % Le chauffage à une température plus élevée encore et l'emploi d'un lubrifiant de laminage peuvent accrottre encore la différence entre les degrés de déformation de la bande d'aluminium et de la bande d'acier Le laminage avec des degrés de déformation aussi différents pour les deux composants a uniquement pour but de réduire la section du matériau composite La diffusion des métaux des deux bandes l'un dans l'autre dans l'emprise est entravée du fait que In a known process of this type, an aluminum strip and a stainless steel strip are heated before rolling in a non-oxidizing atmosphere to about 5000 C. Because of this heating well above the diffusion temperature , which is approximately 4000 C, the aluminum strip can be reduced much more strongly in thickness than the steel strip. The latter is in fact reduced in thickness by approximately 2 to 7% only while the total reduction of the thickness of the composite material is 30 to%. Heating to an even higher temperature and the use of a rolling lubricant can further increase the difference between the degrees of deformation of the aluminum strip and of the strip. steel Rolling with such different degrees of deformation for the two components is only intended to reduce the cross-section of the composite material The diffusion of the metals of the two bands into each other in the grip is hampered by the fact

les bandes sont refroidies au contact avec les cylindres refroidies. the strips are cooled in contact with the cooled cylinders.

Ce n'est qu'après avoir quitté l'emprise que les bandes sont soumises à un traitement thermique, à la température de diffusion, en vue de It is only after leaving the right-of-way that the strips are subjected to a heat treatment, at the diffusion temperature, in order to

l'obtention de la jonction par diffusion désirée. obtaining the desired diffusion junction.

Un tel procédé est onéreux parce qu'il implique le trai- Such a process is expensive because it involves the treatment

tement des bandes sous atmosphère contr Olée (DE-AS 1 621 320). tapes under controlled atmosphere (DE-AS 1 621 320).

L'invention vise à créer un procédé de placage par laminage, de même qu'un dispositif convenant à sa mise en oeuvre, par lesquels il soit possible d'obtenir de façon économique des matériaux composites dont les composants adhèrent fermement l'un à l'autre et qui restent aptes à la déformation ou au façonnage, en The invention aims to create a plating process by rolling, as well as a device suitable for its implementation, by which it is possible to economically obtain composite materials whose components adhere firmly to one another. other and which remain suitable for deformation or shaping, in

particulier à l'emboutissage, suivant l'application envisagée. particular to stamping, depending on the application envisaged.

Selon une caractéristique essentielle du procédé de l'invention, on chauffe les bandes, à la température de diffusion environ, à une distance aussi faible que possible avant l'emprise, la diffusion ayant lieu dans l'emprise ou derrière celle-ci, et on limite la réduction d'épaisseur du matériau ayant le point de ramollissement le plus élevé de manière qu'il ne soit plus nécessaire According to an essential characteristic of the process of the invention, the strips are heated, to the diffusion temperature approximately, to a distance as small as possible before the influence, the diffusion taking place in the influence or behind it, and limiting the thickness reduction of the material with the highest softening point so that it is no longer necessary

de produire ensuite la recristallisation de ce matériau par un trai- to then recrystallize this material by a treatment

tement thermique du matériau composite. of the composite material.

Selon un mode de mise en oeuvre du procédé de l'inven- According to an embodiment of the process of the invention

tion, la réduction d'épaisseur dans l'emprise du matériau ayant le point de ramollissement le plus élevé est de plus de 10 7 Une telle tion, the reduction in thickness in the grip of the material with the highest softening point is more than 10 7 Such

réduction est possible en raison de la température de diffusion re- reduction is possible due to the diffusion temperature re-

lativement basse à laquelle les bandes sont préchauffées et o les résistances des deux matériaux ne diffèrent pas encore dans une telle mesure que la réduction d'épaisseur porte pour l'essentiel sur le seul matériau ayant le point de ramollissement le plus bas Les bandes peuvent être chauffées très rapidement à la température de diffusion en les faisant passer sur des rouleaux chauffants Le chauffage laterally low at which the strips are preheated and o the resistances of the two materials do not yet differ to such an extent that the reduction in thickness essentially relates to the only material having the lowest softening point The strips can be heated very quickly to the diffusion temperature by passing them over heating rollers Heating

s'effectue de préférence par paliers sur plusieurs rouleaux chauf- preferably carried out in stages on several heated rollers

fants Il est recommandé de joindre les bandes avant ou lors du chauffage afin de protéger surtout la bande s'oxydant plus facilement Gloves It is recommended to join the bands before or during heating in order to protect especially the band oxidizing more easily

contre l'oxydation au chauffage.against oxidation on heating.

Un dispositif convenant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est constitué d'un laminoir et d'un appareil de chauffage à passage continu installé avant le laminoir et qui comporte plusieurs rouleaux chauffants disposés directement devant A device suitable for implementing the method according to the invention consists of a rolling mill and a continuous-flow heating device installed before the rolling mill and which comprises several heating rollers disposed directly in front of

l'emprise et sur lesquels passent les bandes à relier l'une à l'autre. the right-of-way and over which the strips to be connected to each other pass.

Comme le chauffage des bandes s'effectue immédiatement avant l'emprise dans le procédé de l'invention et comme les bandes sont en même temps réunies, l'oxydation qui risque de se produire sur la couche limite des bandes ne peut pas atteindre un degré tel que la jonction par diffusion des bandes est affectée Du fait que le matériau ayant le plus bas point de ramollissement, l'aluminium As the heating of the strips takes place immediately before the sinking in the process of the invention and as the strips are at the same time united, the oxidation which is likely to occur on the boundary layer of the strips cannot reach a degree such that the diffusion junction of the strips is affected Because the material with the lowest softening point, aluminum

par exemple s'il s'agit de produire un matériau composite aluminium- for example if it involves producing an aluminum composite material

acier inoxydable, est très fortement réduit en épaisseur, la peau oxydée est rompue, de sorte que suffisamment de régions non oxydées peuvent venir en contact les unes avec les autres et se lier par diffusion Il est dans le cadre de l'invention de ne pas chauffer les deux bandes simultanément avant de les réunir Dans le cas de bandes d'épaisseurs très différentes, il suffit de préchauffer le matériau épais Il n'est pas davantage nécessaire que la diffusion s'achève dans l'emprise Il suffit que la diffusion commence dans l'emprise et y fasse coller les deux bandes l'une à l'autre La diffusion peut être achevée par la poursuite du chauffage derrière l'emprise. La limitation de la réduction d'épaisseur garantit que le matériau ayant le point de ramollissement le plus élevé, l'acier par exemple, reste emboutissable, S ns que cela implique un traitement thermique consécutif de recristallisation Par contre, dans le cas d'une trop forte réduction d'épaisseur, pour rétablir l'emboutissabilité, il faudrait effectuer ensuite un stainless steel, is very greatly reduced in thickness, the oxidized skin is broken, so that enough non-oxidized regions can come into contact with each other and bond by diffusion. It is within the scope of the invention not to heat the two strips simultaneously before joining them In the case of strips of very different thicknesses, it suffices to preheat the thick material It is no more necessary that the diffusion ends in the grip It is enough that the diffusion begins into the right-of-way and make the two strips stick to each other. Diffusion can be completed by continuing the heating behind the right-of-way. The limitation of the reduction in thickness guarantees that the material having the highest softening point, steel for example, remains capable of drawing, except that this implies a subsequent heat treatment of recrystallization. On the other hand, in the case of a too strong a reduction in thickness, to restore the drawability, it would then be necessary to carry out a

traitement thermique à une température supérieure au point de ramol- heat treatment at a temperature above the softening point

lissement du matériau ayant le point de ramollissement le plus bas. smoothing of the material with the lowest softening point.

Or, un chauffage aussi intense aurait pour conséquence que le maté- However, such intense heating would result in the material

riau à bas point de ramollissement s'écoulerait et que le matériau composite serait donc détruit La limite pour la réduction maximale recherchée dépend de l'application envisagée du matériau composite low softening point would flow out and the composite material would therefore be destroyed The limit for the maximum reduction sought depends on the intended application of the composite material

et des composants de celui-ci.and components thereof.

L'invention indique par conséquent les mesures néces- The invention therefore indicates the necessary measures

saires pour, d'une part, maintenir le matériau ayant le point de ramollissement le plus élevé apte à l'emboutissage, tout en réduisant son épaisseur au maximum (sans que cela demande un traitement thermique de recristallisation) et, d'autre part, assurer la diffusion des deux to maintain, on the one hand, the material having the highest softening point suitable for stamping, while reducing its thickness as much as possible (without this requiring recrystallization heat treatment) and, on the other hand, ensure the dissemination of both

composants du matériau composite.components of the composite material.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other characteristics and advantages of the invention

ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de will emerge more clearly from the description which follows from

deux exemples de mise en oeuvre non limitatifs, ainsi que du dessin annexe, sur lequel two non-limiting examples of implementation, as well as the accompanying drawing, in which

la figure 1 est une vue de côté schématique d'un lami- Figure 1 is a schematic side view of a laminate

noir de placage; etplating black; and

la figure 2 est une vue de côté schématique d'un lami- Figure 2 is a schematic side view of a laminate

noir de placage selon une variante de réalisation de l'invention. plating black according to an alternative embodiment of the invention.

Un feuillard d'acier inoxydable 1, déroule d'un dévidoir A stainless steel strip 1, unrolls from a reel

non représenté, est guidé sur trois rouleaux 2, 3, 4 chauffés élec- not shown, is guided on three electric heated rollers 2, 3, 4

triquement et disposes l'un derrière l'autre à faible distance devant l'emprise d'un laminoir constitué de cylindres de travail 5, 6 et de cylindres d'appui 7, 8 Une bande d'aluminium 10, dévidée d'une bobine 9, est amenée à joindre le feuillard d'acier entre le premier rouleau chauffant 2 et le second rouleau chauffant 3 Les rouleaux 2, 3 et 4 sont chauffes de manière que les bandes soient chauffées par paliers jusqu'à la température de diffusion d'environ 400 'C Au point o les deux bandes 1, 10 sont réunies, entre les rouleaux 2 et 3, le feuillard d'acier a déjà été chauffé à une première tempé- rature relativement basse Le chauffage de la bande d'aluminium 10 commence seulement sur le rouleau 3, c'est-à-dire à la réunion des deux bandes Comme les bandes 1, 10 restent ensuite appliquées intimement l'une contre l'autre, le processus d'oxydation ne peut tracing and arranged one behind the other at a short distance in front of the right-of-way of a rolling mill made up of working rolls 5, 6 and support rolls 7, 8 An aluminum strip 10, unwound from a reel 9, is brought to join the steel strip between the first heating roller 2 and the second heating roller 3 The rollers 2, 3 and 4 are heated so that the strips are heated in stages until the diffusion temperature of about 400 ° C At the point where the two strips 1, 10 are joined, between the rollers 2 and 3, the steel strip has already been heated to a relatively low first temperature The heating of the aluminum strip 10 begins only on the roller 3, that is to say at the meeting of the two strips Since the strips 1, 10 then remain applied intimately to one another, the oxidation process cannot

pas progresser davantage lors du chauffage consécutif à la tempé- not progress further during heating following the temperature

rature de diffusion Les rouleaux chauffants 2 à 4, sur lesquels passent les bandes 1, 10, permettent de produire le chauffage à proximité immédiate de l'emprise et de produire un chauffage rapide en raison de contacts intimes entre la surface des rouleaux et les diffusion rature The heating rollers 2 to 4, on which the strips 1, 10 pass, make it possible to produce heating in the immediate vicinity of the right-of-way and to produce rapid heating due to intimate contact between the surface of the rollers and the

bandes Suivant l'application du matériau produit, on ajuste la réduc- strips Depending on the application of the material produced, the reduction is adjusted

tion d'épaisseur dans l'emprise de manière que le feuillard d'acier 1 tion of thickness in the right-of-way so that the steel strip 1

ne subisse pas un écrouissage excessif excluant le façonnage consécu- does not undergo excessive hardening, excluding consequent shaping

tif, l'emboutissage par exemple.tif, stamping for example.

L'exemple de réalisation de la figure 2 se distingue The embodiment of Figure 2 stands out

uniquement de celui de la figure 1 par le fait que la bande d'alumi- only that of FIG. 1 by the fact that the aluminum strip

nium 10 est chauffée par un rouleau chauffant 11 et est jointe à l'autre bande 1 à un point situé encore plus en aval que dans l'exemple de la figure 1 Une telle disposition peut être utile lorsqu'il s'agit nium 10 is heated by a heating roller 11 and is joined to the other strip 1 at a point situated even further downstream than in the example in FIG. 1 Such an arrangement can be useful when it is

de compenser la plus faible vitesse de la bande d'aluminium 10 - to compensate for the lower speed of the aluminum strip 10 -

résultant de sa plus forte réduction en épaisseur par rapport à la resulting from its greater reduction in thickness compared to the

vitesse de défilement du feuillard d'acier 1. running speed of the steel strip 1.

Dans le cas de la fabrication d'un matériau composite In the case of the production of a composite material

à partir d'une bande d'aluminium et d'un feuillard d'acier inoxy- from a strip of aluminum and a strip of stainless steel-

dable selon le mode de mise en oeuvre représente sur la figure 1, le chauffage s'effectue par paliers: le feuillard d'acier 1 est dable according to the mode of implementation represented in FIG. 1, the heating is carried out in stages: the steel strip 1 is

porté à environ 100 'C sur le premier rouleau chauffant 2, le feuil- brought to around 100 ° C on the first heating roller 2, the film

lard d'acier 1 et la bande d'aluminium 10 sont portés à environ 300 C sur le second rouleau chauffant 3 et le feuillard d'acier 1 et la bande d'aluminium 10 sont portés à environ 400 'C sur le troisième rouleau chauffant 4 En raison du contact intime des bandes 1, 10 dans les zones de contact en arc avec les rouleaux chauffants 2 à 4, de la bonne conductibilité thermique du matériau des bandes et des temps de contact sur les différents rouleaux, qui sont légèrement inférieurs à une seconde par rouleau pour une vitesse de défilement des bandes de 6 à 30 m/min, le chauffage désiré par paliers peut être effectué sans difficultés à proximité immédiate de l'emprise, sans qu'il soit nécessaire que ce chauffage s'effectue sous atmosphère contrôlée La faible distance de l'emprise ne permet steel lard 1 and the aluminum strip 10 are brought to approximately 300 ° C. on the second heating roller 3 and the steel strip 1 and the aluminum strip 10 are brought to approximately 400 ° C. on the third heating roller 4 Due to the intimate contact of the strips 1, 10 in the arc contact areas with the heating rollers 2 to 4, the good thermal conductivity of the material of the strips and the contact times on the different rollers, which are slightly less than one second per roll for a strip running speed of 6 to 30 m / min, the desired heating in stages can be carried out without difficulty in the immediate vicinity of the right-of-way, without it being necessary for this heating to be carried out under controlled atmosphere The short distance from the right-of-way does not allow

pas un refroidissement notable du matériau des bandes et le chauf- not a noticeable cooling of the material of the strips and the heating

fage suffit dans tous les cas pour que la diffusion se produise dans l'emprise Au cas o la température des bandes à l'entrée de fage is sufficient in all cases for diffusion to occur in the right of way In case the temperature of the bands at the

l'emprise serait légèrement inférieure à la température de diffu- the footprint would be slightly below the diffusion temperature

sion nécessaire, la chaleur de déformation suffit pour porter les necessary heat, the heat of deformation is sufficient to carry the

bandes à la température de diffusion requise. bands at the required diffusion temperature.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1 Plating process by rolling preheated strips of different metallic materials, in particular metals, one of which has a softening well below the recrystallization temperature of the other, characterized in that the strips are heated (1 , 10), at approximately the diffusion temperature, at a distance as small as possible before the grip, the diffusion taking place in the grip or behind it, and the reduction in thickness of the material is limited (1, 1) having the highest softening point so that it is no longer necessary to produce

then recrystallization of this material by heat treatment

mique of the composite material obtained.

2 The method of claim 1 where the thickness of the material having the most softening point is reduced

more than 10% high in the right of way.

3 Method according to claim 1 or 2 where the bands (1, 10) are passed over heating rollers (2 to 4, 11) to

preheat them.

4 Method according to any one of claims

1 & 3 o each strip is preheated (1, 10)

by its rear face or external face.

Method according to any one of claims 1 to

4 o the strips (1, 10) are joined together before heating or during heating. 6 Device for plating by rolling strips,

for implementing the method according to any one of the resents

dications 1 to 5, comprising a rolling mill and a continuous flow heater installed before the rolling mill, characterized in that the heater consists of several heated rollers (2, 3, 4, 11) arranged at a short distance in front the influence

and on which pass the strips (1, 10) to be connected to each other.

7 Device according to claim 6 o the wheels

leaux (2, 3, 4, 11), arranged one behind the other in the direction

scrolling bands (1, 10), Can be worn at tempera-

tures rising in stages.