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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschichten-Metall mittels Kaltplattierung von Nickel auf Eisen, wobei mindestens je eine Nickel-Platine und eine eine freie Eisenoberfläche aufweisende Platine mit jeweils metallisch rein zugerichteten und aufgerauhten Oberflächen einander zugekehrt in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüsts abgewalzt werden.
In der Rundfunk- und Fernsehröhrenherstellung wird Mehrschichtenmetall benötigt, bei dem
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Nickel-Eisen-Nickel-Dreisehieht-Metall, Eisen-Kupfer-Eisen-Niekel-Vierschicht-Metall, Aluminium-Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Fünfschicht-MetaIl und Nickel-Eisen- Kupfer-Eisen-Nickel-Fünfschicht-Metall.
Für das Aufplattieren von Nickel auf Eisen ist die Warmplattierung bekannt. Diese bringt aber erfahrungsgemäss zu viel Eisenabrieb häufig in Form von Eisenflitter mit sich, der sich auf der Nickelseite beim Walzen absetzt und/oder die Ursache von Kratzspuren ist, wobei durch beide Beeinträchtigungen der
Nickeloberfläche des Walzgutes die elektrischen Eigenschaften empfindlich gestört werden. Ein Abnehmen des Abriebs, nämlich auf den dem Walzspalt zugeführten Platinen mitgebrachten Abriebs von den vorgeschalteten Förderwalzen und aus dem Plattiervorgang selbst stammenden Abriebs von den
Plattierwalzen, mittels Schleifpapier od. dgl. ist beim Warmwalzen deswegen nicht möglich, weil die
Plattierwalzen eine zu hohe Temperatur annehmen.
Beim Warmplattieren muss im übrigen ebenso wie beim
Kaltplattieren das Plattiergut nach dem Walzstich häufig aufgewickelt werden. Dabei kommt es zum
Anliegen von Eisenoberflächen auf Nickeloberflächen und damit Beschädigungen der letzteren. Abgesehen von dem hohen Energiebedarf ergibt sich beim Warmplattieren auch noch der weitere Nachteil, dass es praktisch nicht möglich ist, grössere Ringgewichte herzustellen. Das Walzen von dünnen Folien ohne deren
Aufwickeln ist gleichfalls nicht möglich. Ferner ist die Erstellung eines Nickel-Eisen-Nickel-Dreischicht- Metalls ohne nachträgliches Schleifen nicht möglich, wobei auch dann noch eine den Anforderungen nur ungenügend entsprechende Qualität zu erzielen ist. Das warmplattierte Walzgut muss nämlich nach dem Plattierstich stets gebeizt werden.
Durch solche Beizbehandlung mit Schwefelsäure, Flusssäure oder
Salpetersäure oder Mischungen derselben entstehen sowohl im Eisen als auch im Nickel des Plattiergutes
Schäden, weil der dort oberflächenmässig vorhandene Kohlenstoff herausgezogen wird und noch als Oberflächenschmiere abgelagert bleibt. Hiedurch werden die elektrischen Eigenschaften vermindert und ausserdem das Material an seinen Oberflächen porös und damit unbrauchbar. Zusätzlich verschmieren die Rückstände die Walzen, wodurch wieder die Qualität des Walzgutes beeinträchtigt wird. Aus diesem Grunde muss man beim Warmplattieren zusätzliche aufwendige Arbeitsgänge zuerst für verbrennungstechnisches Entfernen des abgelagerten Graphits und danach für mechanisches Abtragen der an Kohlenstoff verarmten und daher brüchig gewordenen Oberflächenschichten des Eisens und Nickels vorsehen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man auch bereits versucht, Nickel auf Eisen kalt aufzuplattieren. Dabei ging man von der in der Fachwelt einhellig vertretenen Auffassung aus, dass der Wirkungsmechanismus des Zusammenhaltes zweier zusammenplattierter Metallschichten auf interatomaren Bindungskräften beruht, für deren Erzielung es erforderlich ist, möglichst glatte und dabei doch in höchstem Masse saubere Oberflächen auf beiden miteinander zusammenzuplattierenden Platinen vorzusehen, um die Randschichtenatome beider Platinen bereits durch die mechanische Vorbereitung in möglichst geringem Abstand zueinander zu bringen. Das Ergebnis des Kaltwalzens von in dieser Art vorbereiteten Platinen ist die Bildung einer Vielzahl von diskreten Bindungsnestern, die jedoch für einen ausreichenden Zusammenhalt beider Platinen an- und miteinander nicht ausreicht.
Aus diesem Grunde muss gemäss dem bekannten Verfahren der Kaltplattierung von Nickel auf Eisen eine Sinterung des Walzgutes nachgeschaltet werden, durch welche bewirkt wird, dass die einzelnen diskreten Bindungsnester sich in seitlicher Richtung aufeinander zu ausweiten und dadurch die Bindung ausreichend vergrössern.
Unterstützt wird diese Auffassung der Fachwelt, welche zu diesem auf Grund der Notwendigkeit einer nachgeschalteten Sinterung mit dem dafür erforderlichen Raum-, Personal-und Investitionsbedarf und ihrem beträchtlichen Verbrauch an Betriebsmitteln und insbesondere an Energie und auch der weiteren Notwendigkeit der Schaffung einer nicht nur besonders verunreinigungsfreien, sondern auch im mikroskopischen besonders feinen Oberflächenstruktur sowohl verhältnismässig kostspieligen, als auch recht arbeitsaufwendigen Verfahren der Kaltplattierung von Nickel auf Eisen geführt hat, durch die Beobachtung, dass eine wellige Ausbildung der Grenzzone zwischen beiden aufeinander aufzuplattierenden Platinen später beim Auswalzen meist zu einer gegenseitigen Durchdringung beider Materialien führt,
welche stellenweise nicht nur durch
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die Gesamtdicke eines Materials hindurchgeht, sondern auch in eine auf der gegenüberliegenden Seite gegebenenfalls angeordnete weitere Plattierschicht hineingelangt. Das führt im Endergebnis zu einem
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entspricht. Mehrschicht-Metalle mit sehr hoher Beanspruchungsfestigkeit, wie sie für Rundfunkröhren- und Fernsehröhren-Herstellung benötigt werden, müssen jedoch möglichst genau definierte Reinmetall- schichten mit bezüglich deren Dicke nur äusserst geringen Grenzschichten aufweisen, welche in der
Schnitt-Analyse praktisch nicht ins Gewicht fallen. Das Ergebnis ist, dass trotz hohen Arbeits- und
Kostenaufwandes der Ausbeutegrad an qualitativ brauchbarem Plattiergut verhältnismässig gering und daher der Gestehungspreis desselben verhältnismässig hoch ist.
Hier kommt besonders nachteilig zum
Tragen die Tatsache, dass bei diesem bekannten Kaltplattierungsverfahren Warmwalzgut als Eisen-Platine deswegen praktisch nicht zur Verwendung kommen kann, weil die als Haftoberfläche in Betracht kommende
Eisenoberfläche einer solchen Eisen-Platine nicht in ausreichendem Masse, d. h. mit der erforderlichen
Feinheit, zugerichtet werden kann.
Ein Kaltwalzplattierverfahren ist ferner aus der DE-OS 1627763 bekanntgeworden. Es benötigt zwei
Walzvorgänge, u. zw. einen ersten zur Erzeugung einer sogenannten Rohbindung und einen zweiten zur
Herstellung der endgültigen Verbindung. Bei der Beschichtung einer Eisenplatine mit einer Nickelplatine wird dabei ein Gesamtverformungsgrad von über 60% erforderlich. Dies hat zur Folge, dass es auf Grund der hiebei in Erscheinung tretenden Blockierung der als Versetzungen bekannten Gitterbaufehler zu einer relativ starken Versprödung des gesamten Werkstücks kommt. Bei zu erwartenden Biegebelastungen ist daher eine anschliessende Wärmebehandlung nicht zu vermeiden. Die Notwendigkeit zweier Walzvorgänge beim bekannten Verfahren ist ausserdem umständlich und aufwendig.
Nachteilig ist dabei die Tatsache, dass die beim ersten Walzvorgang erzeugte Rohbindung nur sehr schwach sein soll und sicher nicht ausreicht, um die etwa beim Aufwickeln eines plattierten Bandes auftretenden Spannungen aufzunehmen, so dass ein
Ablösen der aufgebrachten Schichte leicht möglich ist. Infolgedessen sind beim bekannten Verfahren zwei
Kaltwalzgerüste hintereinander aufgestellt, durch die das zu bearbeitende Band ohne Zwischenlagerung hindurchgeführt werden muss. Dies bedeutet einen erhöhten Aufwand an Kapital, Material und Personal, was sich auf die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens zweifellos negativ auswirkt.
Schliesslich ist aus der DE-OS 1527572 ein Verfahren zur Herstellung einer metallbeschichteten Stahlfolie zu entnehmen, bei dem als Beschichtungsmaterial unter anderem auch Nickel oder eine Nickellegierung Verwendung finden kann. Das Beschichtungsmaterial wird jedoch bei diesem Verfahren zunächst vorzugsweise auf elektrolytischem Wege od. dgl. auf das Grundmaterial aufgebracht und erst im Anschluss daran findet ein Walzvorgang zum Verdünnen des bereits beschichteten Stahlstreifens statt.
Daraus ergibt sich, dass es sich bei diesem bekannten Verfahren nicht um ein echtes Plattierverfahren handelt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschichten-Metall mittels Kaltplattierung von Nickel auf Eisen zu schaffen, bei dem mit einfachen und kostengünstigen Mitteln die Nachteile der Warmplattierung ebenso ausgeschaltet werden, wie die der geschilderten bekannten Kaltplattierungsverfahren von Nickel auf Eisen, und eine Möglichkeit aufgezeigt wird, in besonders wirtschaftlicher Weise und mit bisher nicht für erreichbar gehaltenem geringem Investitions- und Arbeitsaufwand ein Mehrschichten-Metall mit Nickel-Plattierung auf Eisen von bisher nicht erreichter Qualität nicht nur seiner elektrischen, sondern auch seiner mechanischen Eigenschaften zu erzeugen.
Die Erfindung, die, wie eingangs ausgeführt, ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschichten-Metall mittels Kaltplattierung von Nickel auf Eisen betrifft, wobei mindestens je eine Nickel-Platine und eine eine freie Eisenoberfläche aufweisende Platine mit jeweils metallisch rein zugerichteten und aufgerauhten Oberflächen einander zugekehrt in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes abgewalzt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Oberflächen auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 um gebracht werden und in einem einmaligen Kaltwalzvorgang gemeinsam auf eine zwischen 20 und 60% der Ausgangsgesamtdicke (Anstichdicke) beider Platinen liegende Materialdicke (Austrittsdicke) abgewalzt werden,
wobei die aussenliegenden Oberflächen beider Platinen ebenso wie die mit diesen in Kontakt tretenden Walzenoberflächen mit einem Kühl- und Schmiermittel bespült werden, das bei einer Temperatur von 250 C eine dynamische Zähigkeit von mindestens 140000 Pa. s aufweist, und anschliessend das Walzgut langsam abgekühlt wird.
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Während bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Basisträger für die Nickelplattie- rung eine durchgehende Eisen-Platine zum Einsatz kommt, kann im Rahmen der Erfindung zweckmässig auch anderes Basismaterial zum Einsatz kommen, wenn dieses eine als Haftoberfläche dienende freie
Eisenoberfläche aufweist. Eine erfinderische Fortbildung ist demgemäss auf ein Verfahren zur Herstellung eines kaltplattierten Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Vierschicht-Metalls gerichtet und geht von einer
Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine aus, die vor der nachfolgenden Aufplattierung der Nickel-Platine erstellt worden ist.
Das Verfahren zur Herstellung dieses Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Vierschicht-Metalls mittels Kaltplattierung gemäss diesem Erfindungsgedanken kennzeichnet sich dadurch, dass eine
Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine hergestellt wird, indem entweder eine Kupfer-Platine mit einer metallisch reinen Oberfläche einer Rauhigkeit von mindestens 1 pm gemeinsam mit einer gleichfalls eine metallisch reine Oberfläche aufweisenden Eisen-Platine mit einander zugekehrten metallisch reinen
Oberflächen in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der
Ausgangsgesamtdicke beider Platinen liegende Materialdicke abgewalzt werden und vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen dieses Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 500C unterhalb des
Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird und danach die freie Kupferoberfläche
metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht und diese Eisen-Kupfer-Zwei- schicht-Platine gemeinsam mit einer gleichfalls eine metallisch reine Oberfläche aufweisenden Eisen-Platine mit einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke von Kupfer-Eisen-Zweischicht-Platine und
Eisen-Platine liegende Materialdicke abgewalzt werden und vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen dieses Walzgut wieder auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 500C unterhalb des Schmelz- punktes von Kupfer gebracht wird,
oder aber eine beidseitig metallisch reine Oberfläche einer Rauhigkeit von mindestens 1 pm aufweisende Kupfer-Platine zwischen zwei jeweils mit einer gleichfalls metallisch reinen Oberfläche einer der Kupfer-Oberflächen zugekehrten Eisen-Platinen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke aller drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt werden und vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen dieses Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird, und dass diese Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine, nachdem sie auf einer ihrer freien Eisenoberflächen metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht worden ist,
mit dieser Oberfläche einer gleichfalls metallisch rein zugerichteten und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebrachten Oberfläche einer Nickel-Platine zugekehrt in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes gemeinsam mit dieser Nickel-Platine auf eine zwischen 20 und 60% der Ausgangsgesamtdicke von Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine und Nickel-Platine liegende Materialdicke abgewalzt werden, wobei die aussenliegenden Oberflächen dieser beiden Platinen ebenso wie die mit diesen in Kontakt tretenden Walzenoberflächen mit einem Kühl- und Schmiermittel bespült werden, das bei einer Temperatur von 250 C eine dynamische Zähigkeit von mindestens 140000 Pa. s aufweist, und anschliessend dieses Walzgut langsam abgekühlt wird.
Als besonders zu bevorzugen hat es sich dabei herausgestellt, wenn beide Platinen auf eine zwischen 30 und 45% ihrer gemeinsamen Ausgangsgesamtdicke (Anstichdicke) abgewalzt werden.
Gemäss einem die Erfindung zweckmässig fortbildenden weiteren Erfindungsgedanken können mit Vorteil auch auf beide freien Oberflächen einer Eisen-Platine Nickel-Platinen in erfindungsgemässer Weise aufplattiert werden. Dieser auf ein Verfahren zur Herstellung eines kaltplattierten Nickel-Eisen-NickelDreischicht-Metalls gerichtete Erfindungsgedanke kennzeichnet sich dadurch, dass eine beidseitig metallisch rein zugerichtete und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebrachte Oberflächen aufweisende Eisen-Platine zwischen zwei jeweils mit einer gleichfalls metallisch rein zugerichteten und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebrachten Oberfläche einer der Eisenoberflächen zugekehrten Nickel-Platinen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 35 und 50% der Ausgangsgesamtdicke (Anstichdicke)
aller Platinen liegende Materialdicke (Austrittsdicke) abgewalzt werden, wobei die aussenliegenden Oberflächen der beiden Nickel-Platinen ebenso wie die mit diesen in Kontakt tretenden Walzenoberflächen mit einem Kühl- und Schmiermittel bespült werden, das bei einer Temperatur von 250 C eine dynamische Zähigkeit von mindestens 140000 Pa. s aufweist, und anschliessend das Walzgut langsam abgekühlt wird.
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Auch bei diesem Erfindungsgedanken kann die zentrale Eisen-Platine durch eine Mehrschichten-Pla- tine ersetzt werden, welche auf beiden Seiten eine freie Eisenoberfläche aufweist. Gemäss diesem die
Erfindung zweckmässig fortbildenden Erfindungsgedanken kennzeichnet sich ein Verfahren zur Herstellung eines kaltplattierten Nickel-Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Fünfschicht-Metalls dadurch, dass eine Eisen-
Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine hergestellt wird,
indem entweder eine Kupfer-Platine mit einer metallisch reinen Oberfläche einer Rauhigkeit von mindestens 1 pm gemeinsam mit einer gleichfalls eine metallisch reine Oberfläche aufweisenden Eisen-Platine mit einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke beider Platinen liegende Materialdicke abgewalzt werden und vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen dieses Walzgut auf eine Temperatur von etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird und danach die freie Kupfer-Oberfläche metallisch rein zugerichtet und auf Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht und diese Eisen-Kupfer-Zweischicht-Platine gemeinsam mit einer gleichfalls eine metallisch reine Oberfläche aufweisenden Eisen-Platine mit einander zugekehrten metallisch
reinen
Oberflächen in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der
Ausgangsgesamtdicke von Kupfer-Eisen-Zweischicht-Platine und Eisen-Platine liegende Materialdicke abgewalzt werden und vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen dieses Walzgut wieder auf eine
Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 500C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird,
oder aber eine beidseitig metallisch reine Oberfläche einer Rauhigkeit von mindestens 1 pm aufweisende
Kupfer-Platine zwischen zwei jeweils mit einer gleichfalls metallisch reinen Oberfläche einer der
Kupfer-Oberflächen zugekehrten Eisen-Platinen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines
Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke aller drei Platinen liegende
Materialdicke abgewalzt werden und vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen dieses Walzgut auf eine
Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 500C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird, und dass diese Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine, nachdem ihre beiden freien Eisenoberflächen metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht worden sind,
zwischen zwei jeweils mit einer gleichfalls metallisch rein zugerichteten und auf eine Rauhigkeit von mindestens
1 um gebrachten Oberfläche einer der Eisenoberflächen zugekehrten Nickel-Platinen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 35 und 50% der Ausgangsgesamtdicke der beiden Nickel-Platinen und der Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine liegende Materialdicke abgewalzt werden, wobei die aussenliegenden Oberflächen der beiden Nickel-Platinen ebenso wie die mit diesen in
Kontakt tretenden Walzenoberflächen mit einem Kühl- und Schmiermittel bespült werden, das bei einer Temperatur von 2500C eine dynamische Zähigkeit von mindestens 140000 Pa. s aufweist, und anschliessend dieses Walzgut langsam abgekühlt wird.
Die Erfindung geht somit einen Weg, der völlig konträr zur bisherigen Meinung der Fachwelt liegt, sofern das Gebiet der Kaltplattierung betroffen ist. Während nämlich die Fachwelt es bisher für unumgänglich hielt, dass die miteinander zusammenzuplattierenden Oberflächen, nämlich einerseits die freie Nickeloberfläche und anderseits die freie Eisenoberfläche, jeweils auf eine möglichst grosse Glätte, also eine möglichst geringe Oberflächenrauhigkeit, zugerichtet werden, also jegliche Welligkeit in der Grenzschicht zwischen beiden miteinander zusammenzuplattierenden Platinen minutiös zu vermeiden sei, um auf möglichst grossflächiger Oberfläche einen möglichst nahen interatomaren Abstand zu erzielen, geht die Erfindung den genau entgegengesetzten Weg, eine solche Rauhigkeit gezielt vorzusehen, dies allerdings in einem ganz bestimmt vorgegebenen Mass.
Die Erfindung sieht eine verhältnismässig grosse und in jedem Fall konträr zu den bisherigen Erkenntnissen der Fachwelt liegende Rauhigkeit von mehr als 1 pm vor.
Die Erfindung fusst ferner auf einer überraschenden Erkenntnis, nämlich der auf Grund des Fachwissens des Standes der Technik nicht zu erwartenden Erkenntnis, dass eine nicht nur ausreichende, sondern unerwartet gute Bindung in der Zwischenschicht zwischen beiden miteinander zusammenzuplattierenden Platinen dadurch erzielt werden kann, dass beide Platinen in einem Zustand zueinander, der in mikroskopischer Sicht als auf Stelzen stehend bezeichnet werden könnte, gehalten dem Walzspalt eines Walzgerüstes zugeführt und dort mit einem entsprechend hohen Druck abgewalzt werden, sofern entsprechende weitere Massnahmen getroffen werden, um den Walzvorgang in den Griff zu bekommen.
Hiezu gehört, dass sich die Erfindung im Gegensatz zum Stand der Technik mit einigen Parametern befasst hat, von denen man bisher nicht angenommen hat, dass diese einen Einfluss auf die Güte der Bindung beider miteinander zusammenzuplattierender Platinen haben könnten. Es handelt sich hiebei insbesondere
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um den Einfluss der Walzreibungszahl und der Walzentemperatur des Walzgerüstes sowie der Temperatur an der Oberfläche des den Walzspalt'durchlaufenden Walzgutes. Die Zusammenhänge zwischen Schmierung und
Kühlung beim Walzen sind bisher noch nicht endgültig aufgeklärt.
Es wurde bisher festgestellt, dass bei guter Ölschmierung der Formänderungswiderstand mit steigender Walzgeschwindigkeit fällt, der
Formänderungswirkungsgrad sich also erhöht, wobei aber diese Feststellung in Widerspruch steht zu der
Erfahrung, dass die Erwärmung des Walzgutes im Verlauf des Kaltwalzvorganges einen ungünstigen Einfluss auf den Formänderungswirkungsgrad, u. zw. zunehmend mit Stichabnahme und Walzgeschwindigkeit, welche beide das Mass der Erwärmung bestimmen, hat.
Während nämlich zu erwarten ist, dass ein Absinken des
Formänderungswiderstandes bei reichlicher Ölschmierung und hohen Walzgeschwindigkeiten eintritt, zeigt die bisherige Erfahrung, dass besonders bei hohen Walzgeschwindigkeiten eben nicht der Formänderungs- widerstand bei guter Ölschmierung mit steigender Walzgeschwindigkeit fällt, sondern dieser Effekt durch den gegenteilig wirkenden Erwärmungseffekt aufgehoben wird, was durch durchgeführte Walzkraftmessun- gen bestätigt wurde. Die Fachwelt ging zwar davon aus, dass man entweder mit Walzöl kühlen könne, das eine besonders gute Schmierfähigkeit hat, oder mit einer Walzemulsion, die auf Grund ihres Wassergehaltes eine besonders grosse Kühlfähigkeit besitzt, wobei die Kühlung durch Verdampfung von Wasser, die
Schmierung durch das in der Emulsion enthaltene Öl erfolgt.
Dabei hängt aber der Einsatz von Ölschmierung oder Emulsionskühlung wieder von der Walzgeschwindigkeit sowie im übrigen auch von der
Empfindlichkeit des Walzgutes ab. Bei Ölkühlung muss man nämlich eine stärkere Erwärmung des Walzgutes mit ihrem unvorteilhaften Einfluss auf den Formänderungswirkungsgrad hinnehmen, bei Emulsionskühlung eine schlechtere Walzenschmierung und damit ebenfalls Beeinträchtigung des Formänderungswirkungs- grades. Jedoch lässt sich diese rein theoretische Erkenntnis bisher nicht in versuchsmässig ermittelte bzw. ermittelbare Zahlen fassen.
Die Erfindung hat erstmalig den Einfluss der Kühlung und Schmierung während des Walzvorganges für die Güte der Haftung der zusammenplattierten Platinen in deren Grenzschicht erkannt. Sie schlägt zur Beherrschung der Erwärmungsverhältnisse sowohl von Walzgut als auch Walzen des Walzgerüstes den Einsatz eines ganz bestimmten erfindungsgemäss vorgesehenen Bespülungsmittels für die Walzen vor, u. zw. dies in Abhängigkeit von der erfindungsgemäss vorgesehenen bezogenen Stichabnahme. Das überraschende Ergebnis hievon ist zweifach. Einerseits ist nämlich festzustellen, dass durch das Zusammenwirken der erfindungsgemäss vorgesehenen, etwa als stelzenartig zu bezeichnenden Zuordnung beider miteinander zusammenzuplattierender Platinen, die durch die erfindungsgemäss vorgesehene Rauhigkeit erzielt wird, mit der erfindungsgemässen Schmierung bzw.
Kühlung eine Haftverbindung der miteinander zusammenplattierten Platinen in deren Grenzschicht zueinander auftritt, welche einerseits keinerlei Beziehung zu einer mechanischen Verzahnung mit den für den bestimmungsgemässen Einsatzzweck solchen Plattiergutes gefürchteten Wellenbildungen in der Grenzschicht aufweist, anderseits aber dennoch ein qualitativ bisher nicht erreichtes Haften der Schichten aneinander bei äusserst geringer und definierter Grenzschichtdicke und-dickenverteilung bewirkt. Zum andern liegt das Überraschende darin, dass für eine ausreichende Haftverbindung das bekannte nachfolgende Sintern des Walz- bzw. Plattiergutes nicht erforderlich ist.
Der Wirkungsmechanismus dieses überraschenden Phänomens ist noch nicht geklärt, es wird jedoch angenommen, dass die durch die erfindungsgemäss vorgesehenen Mindestrauhigkeiten gebildeten Stelzenfüsse sich unter der Wirkung des durch das erfindungsgemäss vorgesehene Mass der bezogenen Stichabnahme bestimmten Walzendruckes nicht nur abplatten, sondern seitlich in die Rauhigkeitsgräben derart hineingequetscht werden, dass sich eine besonders glatte und dabei verunreinigungsfreie Oberfläche beider miteinander zusammenzuplattierender Platinen ergibt, dies jedoch spezifisch erst im Augenblick der Bildung der Fliessscheide im Walzspalt, und damit in einem Augenblick,
wo durch vorhergegangenes Wegdrücken des Walzgutes entgegen der Walzvorschubrichtung einerseits eine Temperaturerhöhung aufgetreten ist und anderseits nach dem Augenblick der Gleichheit von Vorschubgeschwindigkeit des Walzgutes und Walzenumfangsgeschwindigkeit in Richtung des Ausgangs des Walzspaltes eine weitere Temperaturerhöhung durch Reibung im Zuge einer Relativbewegung des Walzgutes zur Walzenoberfläche in umgekehrter Richtung, nämlich in Walzvorschubrichtung, auftritt. Es ist dabei hervorzuheben, dass diese Reibungsverhältnisse nicht in der jeweiligen Grenzschicht der miteinander zusammenzuplattierenden Platinen auftreten, sondern in den Kontaktabnahmebereichen zwischen den jeweils aussenliegenden Oberflächen des Walzgutes und den Plattierwalzen. Diese Verhältnisse hat die Fachwelt bisher überhaupt nicht ins Auge gefasst.
Die Erfindung hingegen versucht, durch entsprechend erfindungsspezifisch
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gezielte Beeinflussung dieser als"Aussenverhältnisse"zu bezeichnenden Reibungsverhältnisse zwischen
Aussenoberflächen des Walzgutes und den Plattierwalzen den Vorgang der Erzielung einer qualitativ hochwertigen Haftverbindung im Innern des Walzgutes, nämlich in dessen Grenzschichten seiner einzelnen
Platinen, für den angestrebten Zweck günstig zu beeinflussen.
Das dabei erreichte Ergebnis ist ebenso verblüffend wie wirtschaftlich wertvoll, indem nämlich der gesamte bisher benötigte komplizierte Vorgang einer Feinstzurichtung der zusammenzuplattierenden Oberflächen fortfallen kann, statt dessen vielmehr durch eine nur verhältnismässig geringen Aufwand bedingende Aufrauhung auf ein erfindungsspezifisch vorgegebenes Mindestmass ersetzt zu werden braucht, und anderseits auch die dem Walzvorgang bisher notwendigerweise nachzuschaltende Sinterbehandlung erübrigt werden kann, indem nämlich überraschend der Walzvorgang selbst im Walzspalt, u. zw. vermutlich sowohl im Bereich vor, als auch im Bereich nach der Fliessscheide, die notwendige Haftverbindung ausreichender Festigkeit herstellt.
Es hat sich als besonders zu bevorzugen weiterhin herausgestellt, ein Kühl- und Schmiermittel zu verwenden, das bei einer Temperatur von 300 C eine dynamische Zähigkeit von mindestens 100000 Pa. s aufweist. Mit Erfolg wurde Knochenöl oder Rizinusöl oder eine Mischung mindestens zweier Öle oder eine
Emulsion von Öl und mindestens einer flüssigen organischen und/oder anorganischen Verbindung als Kühl- und Schmiermittel verwendet, bei welcher durch das Mischen der einzelnen Komponenten bei für einen vorgegebenen Temperaturwert, beispielsweise 250 oder 300 C, eine Verringerung der Steilheit des
Anstieges der dynamischen Zähigkeit mit fallender Temperatur erzielt ist.
Weiterhin hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn vor dem Walzen jeweils die als Haftflächen vorgesehenen Oberflächen der Nickel-Platinen durch Bürsten metallisch rein zugerichtet und aufgerauht werden. In gleicher Weise können die als Haftflächen vorgesehenen freien Eisenoberflächen von als
Gegenplatine zu einer Nickel-Platine dienenden Platinen metallisch rein zugerichtet und aufgerauht werden. Es ist auch hier hervorzuheben, dass es sich bei dieser Gegenplatine um eine massive
Eisen-Platine oder aber eine Verbund-Platine mit aussenliegenden Eisenoberflächen handeln kann. Im übrigen hat es sich besonders bewährt, wenn zum Bürsten Kunststoffbürsten verwendet werden.
Anderseits hat es sich besonders bewährt, wenn vor dem Walzen jeweils die als Haftflächen vorgesehenen freien Eisenoberflächen der als Gegenplatine zu einer Nickel-Platine dienenden Platine durch Schräg- beaufschlagung mit Stahlkorn metallisch rein zugerichtet und aufgerauht werden. Dadurch werden nämlich nicht nur verbrannter Ölruss, Knickbildungen u. dgl., sowie mechanische Beschädigungen, wie z. B.
Kratzer mit Materialverschiebungen, die auch als Kratzerknoten bezeichnet werden, beseitigt, sondern auch die Haftung beim Plattieren besonders begünstigt, was bisher nur durch die Annahme der Bildung einer besonders grossen Vielzahl von Feinststelzen in der als spätere Grenzschicht dienenden Oberflächen- schicht zu erklären ist.
Ferner hat sich eine weitere zweckmässige Fortbildung der Erfindung besonders bewährt, welche sich mit der Behandlung der aussenliegenden Oberflächen der zusammenzuplattierenden Platinen vor dem Walzvorgang befasst. Während - wie oben bereits dargelegt - die Fachwelt sich bisher überhaupt nicht mit den Verhältnissen in den Berührungsschichten zwischen aussenliegenden Oberflächen und Plattierwalzenoberflächen und deren Einfluss auf die Plattierungsgüte befasst hat, sieht dieser Erfindungsgedanke eine spezielle Einflussnahme auf diese aussenliegenden Oberflächen der zusammenzuplattierenden Platinen vor. Es werden diese nämlich aus verschiedenen Gründen zusätzlich zu der erfindungsgemäss vorgeschriebenen Schmierung auch noch mechanisch vorbereitet. Hier geht es um zweierlei.
Einmal nämlich soll durch die Behandlung gemäss diesem Erfindungsgedanken die Reibung zwischen Walzgut und Plattierwalzen und damit auch die Wärmebildung im Plattiergut günstig beeinflusst werden, und zum andern soll die Durchsatzgeschwindigkeit, d. h. die Produktionsgeschwindigkeit des Plattieren, über das durch die Erfindung als solche bereits gesteigerte Mass hinaus dadurch noch wesentlich erhöht werden, dass vorhandene kohlenstoffverarmte und daher spröde und wenig fliessfähige Oberflächenbereiche des Plattierrohgutes, nämlich der aussenliegenden Oberflächen der miteinander zusammenzuplattierenden Platinen, ebenso abgetragen werden, wie Verunreinigungen aus vorangegangenen Arbeitsgängen, wie Warmwalzen oder Beizen od. dgl.
Gemäss diesem Erfindungsgedanken kennzeichnet sich ein die Erfindung zweckmässig fortbildendes Verfahren zur Herstellung eines kaltplattierten Mehrschicht-Metalls mit einer freien Eisenoberfläche dadurch, dass vor dem Walzen von dieser nicht als Haftfläche vorgesehenen freien Eisenoberfläche der als Gegenplatine zu einer Nickel-Platine dienenden Platine durch Schrägbeaufschlagung von Stahlkorn Grobverunreinigungen und/oder eine dünne Aussenschicht entfernt werden. Dabei kann
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ebenso wie bei der Behandlung der als Haftflächen vorgesehenen freien Eisenoberflächen der Gegenplatine zum Schrägstrahlen aluminiumfreies kohlenstoffreiches Stahlkorn verwendet werden. Weiterhin hat es sich besonders bewährt, wenn zum Schrägstrahlen Strahlkorn mit einer Korngrösse von mindestens 0, 15 mm
Durchmesser verwendet wird.
Die Erfindung bietet erstmalig die Möglichkeit, in industriellem Massstab warmgewalztes Platinen- material zu verarbeiten. Soll solches auf der Eisenseite als Ausgangsmaterial verwendet werden, so wird gemäss weiterer erfinderischer Fortbildung dieses warmgewalzte Platinenmaterial vor dem Walzen einer
Rekristallisierungsglühe bei einer etwa dem Punkt A. im Eisen-Kohlenstoff-Zustandsdiagramm entspre- chenden Temperatur in einer Schutzgasatmosphäre oder bei herabgesetztem Druck der gasförmigen
Umgebungsatmosphäre unterzogen. Dadurch werden verschiedene ungünstige Eigenschaften des sonst billigen Warmwalzmaterials behoben.
Sollte nämlich bisher warmgewalzter Stahl zur Verwendung kommen, so musste dieser wegen der beim Warmwalzen unvermeidlichen Zunderbildung bei einer Temperatur von etwa
650 bis etwa 740 C normalisiert werden, wobei dieses Normalisieren nur sehr schlecht kontrollierbar ist und praktisch zu ungleichmässigen Gefügebildungen mit ungleichmässigen Korngrössen und somit ungleichmässigen Festigkeitseigenschaften führt. Hinzu kommt, dass beim Vergiessen des Stahls es erforderlich ist, diesen mit Aluminiumgriess zu beruhigen, um Lunkerbildungen und Seigerungen im vergossenen Stahlblock auf einem Minimum zu halten. Beim Auswalzen werden dann diese Mikroaluminium- teilchen an die Oberflächenschicht des Walzgutes abgegeben und bilden die Ursache für die gefürchteten späteren Alitierungen.
Diese negativen Einflüsse von warmgewalztem Stahlmaterial werden durch die
Rekristallisierungsglühe gemäss diesem Erfindungsgedanken unschädlich gemacht. Als besonders zu bevorzugen hat es sich herausgestellt, wenn zur Bildung der Schutzgasatmosphäre Erdgas verwendet wird.
Gemäss einer weiteren erfinderischen Fortbildung können während des Walzens etwaige Abriebpartikel von den Plattierwalzen kontinuierlich entfernt werden. Die Erfindung bietet erstmalig die Voraussetzung hiefür. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass trotz der für das Aufplattieren von Nickel auf Eisen nach der Erfindung erforderlichen hohen Drücke und der als Folge davon auftretenden hohen Temperaturen im Walzgut und in den Plattierwalzen diese Temperatur nicht solche Werte annimmt, wie das beim Warmwalzen der Fall ist, so dass durchaus die Möglichkeit besteht, sowohl die Eisenoberfläche, als auch die Nickeloberfläche des Walzgutes von Abrieb frei zu halten. Die erwünschte Folge davon ist eine weitere Qualitätsverbesserung des Plattiergutes.
Während bei herkömmlichem Kaltplattieren zur Erzielung einer ausreichenden Haftverbindung der zusammenplattierten Materialien ein Sinterungsvorgang unumgänglich ist, braucht nach der Erfindung das Walzgut aus dem Gesichtspunkt der Schaffung dieser Haftverbindung thermisch nicht mehr weiterbehandelt zu werden. Das Walzgut wird vielmehr in einem oder mehreren nachfolgenden Walzstichen ohne zwischengeschaltete Temperaturbehandlung auf sein vorgesehenes Endmass abgewalzt, sofern es nicht als Ausgangsmaterial für weitere nachfolgende Plattiervorgänge zu dienen hat. Zweckmässigerweise kann das Walzgut aufgehaspelt werden, wobei im Fall einer freien Eisenoberfläche ein diese abdeckendes Deckblatt mit aufgehaspelt werden kann.
Als solches Deckblatt kann mit Vorzug eine dünne Aluminiumfolie Verwendung finden, die nach dem Walzvorgang dem Walzgut auf dessen Eisenseite, d. h. seine freie Eisenoberfläche abdeckend, zugeführt wird, sofern es sich um Walzgut mit einer solchen freien Eisenoberfläche handelt.
Soll das Walzgut hingegen als Ausgangsmaterial für nachfolgende Plattierungen verwendet werden, so kann es gemäss einer weiteren erfinderischen Fortbildung mit Vorzug nach dem Walzen einer Blankweichglühe bei einer Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 500C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer unterzogen und dann langsam abgekühlt werden. Dabei ist diese thermische Behandlung nicht mit dem Sintern nach dem Stand der Technik zu verwechseln.
Diese Blankweichglühe nach der Erfindung hat nämlich keinerlei Einfluss auf die Eigenschaften der Haftverbindung der zusammenplattierten Materialien, sondern soll lediglich die Gefügestruktur im Innern dieser Materialien so verbessern, dass das Walzgut die für spätere Plattierstiche erforderlichen Eigenschaften aufweist, während bei dem bekannten Verfahren zum Kaltwalzen von Nickel auf Eisen die dem Plattierstich nachgeschaltete thermische Behandlung gezielt gerade nicht zu diesem Zweck, sondern allein zur Vergrösserung der Haftungsnester etwa in der Ebene der Grenzschicht zwischen den zusammenplattierten Materialien dient.
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In weiterer Fortbildung der Erfindung kann-ausgehend von einem Plattiergut nach der Erfindung, das nach dem erfindungsgemässen Plattieren blankweichgeglüht und langsam abgekühlt worden ist-ein kaltplattiertes Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Vierschicht-Metall dadurch hergestellt werden, dass nach
Erstellung einer blankweichgeglühten und langsam abgekühlten Eisen-Nickel-Zweischicht-Platine deren freie
Eisenoberfläche ebenso wie eine Oberfläche einer Eisen-Platine metallisch rein zugerichtet und die beiden
Oberflächen einer Kupfer-Platine metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht und danach diese drei Platinen mit ihren so vorbereiteten Eisenoberflächen jeweils der zwischen ihnen liegenden Kupfer-Platine zugekehrt in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der
Ausgangsgesamtdicke dieser drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt werden und vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird. Ein solches Eisen-Kupfer- Eisen-Nickel-Vierschicht-Metall kann aber alternativ auch dadurch erhalten werden, dass nach Erstellung einer blankweichgeglühten und langsam abgekühlten Eisen-Nickel-Zweischicht-Platine deren freie Eisenoberfläche metallisch rein zugerichtet und die freie Kupferoberfläche einer Eisen-Kupfer-Zweischicht-Platine,
die durch gemeinsames Abwalzen einer Eisen-Platine und einer Kupfer-Platine nach metallisch reiner Zurichtung ihrer einander zugeordneten Oberflächen und deren Aufrauhung auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke beider Platinen liegende Materialdicke und vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen des Walzgutes erfolgte Temperaturerhöhung auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer erstellt wurde,
metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht und danach diese beiden Zweischicht-Platinen mit ihren metallisch rein zugerichteten Oberflächen einander zugekehrt in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke dieser beiden Zweischicht-Pla- tinen liegende Materialdicke abgewalzt werden und vor dem nachfolgenden Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird.
Soll ein kaltplattiertes Nickel-Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Fünfschicht-Metall erzeugt werden, so kann dies mit Vorzug dadurch geschehen, dass nach Erstellung zweier blankweichgeglühter und langsam abgekühlter Eisen-Nickel-Zweischicht-Platinen nach der Erfindung deren freie Eisenoberflächen metallisch rein zugerichtet und die Oberflächen einer Kupfer-Platine metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht und danach diese drei Platinen mit den so vorbereiteten Eisenoberflächen der Eisen-Nickel-Zweischicht-Platinen jeweils der zwischen ihnen liegenden Kupfer-Platine zugekehrt in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke dieser drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt werden und vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur
zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird. Auf diese Weise kann solches Fünfschicht-Metall nicht nur höchst wirtschaftlich erzeugt werden, sondern auf Grund des Einsatzes nach der Erfindung erzeugten Ausgangsmaterials mit bisher nicht erreichten qualitativ hochwertigen Eigenschaften.
Soll Mehrschicht-Metall mit einer einer Eisenschicht benachbarten aussenliegenden Aluminium-Schicht erzeugt werden, wie dieses insbesondere bei der Herstellung von Rundfunk- und Fernsehröhren
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ausgehend von Mehrschichtmaterial, das in vorstehend erläuterter Weise nach der Erfindung so erzeugt worden ist, dass es eine aussenliegende freie Eisenoberfläche aufweist, vorgesehen sein, dass nach Erstellung der kaltplattierten Mehrschichten-Platine mit aussenliegender freier Eisenoberfläche, beispielsweise einer Eisen-Nickel-Zweischicht-Platine, oder einer Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Vierschicht-Platine,
in blankweichgeglühtem und langsam abgekühltem Zustand deren freie Eisenoberfläche ebenso wie eine Oberfläche einer Aluminium-Platine metallisch rein zugerichtet wird und beide Platinen mit einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke von Mehrschicht-Platine und Aluminium-Platine liegende Materialdicke abgewalzt werden und das Walzgut nach Erreichen seines Endmasses vor dem nachfolgenden langsamen Abkühlen auf eine unterhalb des Alitierpunktes liegende Temperatur gebracht wird.
Verschiedentlich wird statt eines auf der freien Oberfläche mit Aluminium abgedeckten Mehrschicht-Plattiergutes auch solches Plattiermaterial gefordert, bei dem die freie Eisenoberfläche durch ein
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Edelmetall, wie beispielsweise Silber, oder aber ein Buntmetall, wie beispielsweise Kupfer oder eine
Legierung desselben, sei diese nun Messing, Tombak, Bronze od. dgl., abgedeckt ist.
Auch ein solches
Mehrschicht-Metall lässt sich nach der Erfindung dadurch erstellen, dass in weiterer zweckmässiger Fort- bildung derselben- nach Erstellung der kaltplattierten Mehrschicht-Platine mit aussenliegender freier
Eisenoberfläche, beispielsweise einer Eisen-Nickel-Zweischicht-Platine oder einer Eisen-Kupfer-Eisen-
Nickel-Vierschicht-Platine, in blankweichgeglühtem und langsam abgekühltem Zustand deren freie Eisen- oberfläche ebenso wie eine Oberfläche einer Edelmetall- oder Buntmetall-Platine, nämlich beispielsweise einer Silber-Platine oder einer Kupfer-Platine oder einer Messing-, Tombak- oder Bronze-Platine,
metallisch rein zugerichtet wird und beide Platinen mit einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der
Ausgangsgesamtdicke von Mehrschicht-Platine und Edelmetall-bzw. Buntmetall-Platine liegende
Materialdicke abgewalzt werden und dass das Walzgut nach Erreichen seines Endmasses vor dem nach- folgenden langsamen Abkühlen auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des
Schmelzpunktes des betreffenden Edelmetalls bzw. Buntmetalls gebracht wird.
Ein weiteres sehr wichtiges Ausgangsmaterial für bestimmte Industriezweige, wie beispielsweise die
Herstellung von Transistoren und sogar auch Dioden, ist ein Material, welches einseitig oder beidseitig auf eine freiliegende Nickelschicht aufplattiert eine Zinnschicht aufweist. Auch hier bietet die Erfindung die wirtschaftliche Grundlage für die Erstellung eines solchen Mehrschicht-Metalls.
Gemäss einer entsprechenden zweckmässigen Fortbildung der Erfindung kennzeichnet sich ein Verfahren zur Herstellung eines einseitig eine aussenliegende Zinnschicht mit dieser benachbarter Nickelschicht und anderseitig eine weitere aussenliegende Nickelschicht oder aber eine beidseitig aussenliegende Zinnschichten mit diesen jeweils benachbarter Nickelschicht aufweisenden Mehrschicht-Metalls dadurch, dass nach Erstellung der kaltplattierten Mehrschicht-Platine mit einseitig oder beidseitig vorhandener aussenliegender Nickelschicht, beispielsweise einer Nickel-Eisen-Nickel-Dreischicht-Platine oder einer Nickel-Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel- Fünfschicht-Platine,
in blankweichgeglühtem und langsam abgekühltem Zustand eine oder beide von deren freien Nickeloberflächen ebenso wie eine freie Oberfläche einer oder zweier Zinn-Platinen metallisch rein zugerichtet werden und die Mehrschicht-Platine mit einer metallisch rein zugerichteten Nickeloberfläche gemeinsam mit einer Zinn-Platine mit deren metallisch rein zugerichteter Oberfläche dieser Nickeloberfläche zugekehrt oder aber die Mehrschicht-Platine mit beidseitig metallisch rein zugerichteter Nickeloberfläche gemeinsam mit zwei Zinn-Platinen mit deren metallisch rein zugerichteten Oberflächen jeweils einer der Nickeloberflächen zugekehrt in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 50 und 75% der Ausgangsgesamtdicke dieser Mehrschicht-Platine und der einen oder beider Zinn-Platinen liegende Materialdicke abgewalzt werden.
Weiterhin hat es sich als besonders zweckmässig erweisen, wenn die Blankweichglühe des eine freie Nickeloberfläche aufweisenden Walzgutes bei herabgesetztem Druck der gasförmigen Umgebungsatmosphäre oder unter Schutzgasatmosphäre erfolgt.
Bei einem durchgeführten Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung wird 3, 0 mm dickes blankweiches Bandstahl-Material ebenso wie 0, 26 mm dickes blankweichgeglühtes Nickelband auf jeweils einer Oberfläche durch Bürsten mit Kunststoffbürsten metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von etwa 1, 5 pm gebracht, wobei jegliche Beizrückstände und kohlenstoffverarmte Bereiche der Aussenoberflächen dieser Platinen abgetragen sind, so dass beide Platinen bestmögliche Fliesseigenschaften jeweils über ihrem gesamten Querschnitt besitzen.
Diese beiden so zugerichteten Platinen werden mit ihren metallisch rein zugerichteten Oberflächen einander zugekehrt dem Walzspalt eines Duowalzgerüstes mit Walzendurchmessern von 400 mm zugeführt und dort auf eine Austrittsdicke (Restdicke) von 1, 30 mm abgewalzt. Dem Abwalzen nachgeschaltet wird das Walzgut aufgehaspelt, wobei eine Aluminium-Folie zum Einlaufen gebracht wird, damit kein Eisenabrieb auf der Nickelseite anklebt und in der bereits beschriebenen Weise die Eigenschaften des Walzgutes insbesondere im Hinblick auf seinen bestimmungsgemässen späteren Gebrauch vermindert.
Beim Walzen wurden sowohl die Walzenoberflächen als auch die aussenliegenden Oberflächen der beiden miteinander
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anderseits durch eine dieser walzendrehungsmässig nachgeschaltete Dochtanordnung, über welche der Benetzungsfilm sowohl hinsichtlich seiner Schichtdicke als auch hinsichtlich seiner örtlichen Verteilung über der Länge der Plattierwalzen gleichmässig verteilt wurde und darüberhinaus auch noch die erstmalig durch die Erfindung gegebene Möglichkeit ausgenutzt wurde, auf Grund der dadurch bewirkten verhältnismässig geringen Temperaturen an der Oberfläche des Walzgutes und der Plattierwalzen jetzt über diese Dochtanordnung den für die Endqualität des späteren Walzgutes gefürchteten Eisenabrieb so abzuheben, dass er nicht mehr schädlich ist.
Das so erhaltene Walzgut wird anschliessend ohne weitere thermische Behandlung auf das gewünschte Abmass, nämlich beispielsweise eine Enddicke von 1, 0 mm, gewalzt und kann jetzt als Ausgangsmaterial für die Erstellung weiterer Mehrschicht-Metalle mit zusätzlichen Plattierungsauflagen zur Verfügung stehen. Soll dieses Material Endmaterial darstellen, so kann es mit einem oder mehreren weiteren Walzstichen auf das jeweilige gewünschte Abmass heruntergewalzt werden, u. zw. dies ohne jegliche weitere thermische Behandlung.
Soll dieses Material allerdings als Ausgangsmaterial für nachfolgende weitere Aufplattierungen Verwendung finden, so wird es anschliessend einer Entfettung unterzogen, um von seinen Oberflächen die noch vorhandenen Rückstände des Kühl- und Schmiermittels zu entfernen, und anschliessend bei einer
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Dreischicht-Material erstellt werden, so ist die Rauhigkeit der metallisch rein zugerichteten freien Eisenoberfläche ohne wesentliche Bedeutung. Es braucht lediglich eine Oberfläche des aufzuplattierenden Aluminium-Materials auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht zu werden. Aluminium-Platine und ordnungsgemäss zugerichtete Eisen-Nickel-Zweischicht-Platine werden dann dem Walzspalt eines Walzgerüstes zugeführt und in diesem abgewalzt. Die Dicke der Aluminium-Platine beträgt dabei 0, 15 mm.
Das lichte Mass des Walzspaltes beträgt 0, 6 mm. Damit hat die Austrittsdicke des Aluminium-Eisen-NickelDreischicht-Metalls den Wert von etwa 52, 25% der Anstichdicke. Dieses Walzgut von 0, 6 mm Dicke wird anschliessend in bekannter Weise auf das gewünschte Endmass abgewalzt und danach auf eine Temperatur von etwa 500 C und damit mit Sicherheit unterhalb des Alitierpunktes A gebracht, wobei an sich kleinere Abweichungen von dieser Temperatur je nach Wahl der Dicke der Aluminiumschicht des Aluminium-EisenNickel-Dreischicht-Metalls im Bereich von etwa 40 C zugelassen werden können, im übrigen diese gewählte Temperatur möglichst weitgehend konstant gehalten werden sollte.
In der gleichen Weise wird bei einem andern Ausführungsbeispiel, ausgehend von dem vorbeschriebenen Eisen-Nickel-Zweischicht-Platinenmaterial, statt der Aluminium-Platine eine Kupfer-Platine von 0, 15 mm Dicke aufplattiert. Das Ergebnis ist dann ein gleichfalls erwünschtes Kupfer-Eisen-Nickel-Dreischicht-Metall. Gegenüber der Aufplattierung von Aluminium ist allerdings zu berücksichtigen, dass bei der Plattierung von Kupfer sich eine thermische Behandlung bei einer Temperatur zwischen etwa 500 und etwa 800 C anschliesst. In gleicher Weise kann statt Kupfer auch beispielsweise Silber oder eine Legierung von Kupfer mit andern Nichteisenmetallen, wie beispielsweise Bronze, darunter auch Silberbronze, Messing, Tombak od. dgl., aufplattiert werden.
In solchen Fällen ist lediglich darauf zu achten, dass die sich an den Plattierwalzvorgang anschliessende thermische Behandlung bei einer Temperatur erfolgt, die mit Sicherheit unterhalb des Schmelzpunktes des aufzuplattierenden Edelmetalls oder Buntmetalls liegt.
Bei einem andern durchgeführten Ausführungsbeispiel wurde die bereits beschriebene Eisen-Platine von 3, 0 mm Dicke nunmehr beidseitig metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht. Statt wie bisher einseitig wurde nun auf beiden Seiten jeweils eine ihrerseits gleichfalls metallisch rein zugerichtete und auf eine Rauhigkeit von 1 pm gebrachte Nickel-Platine aufgebracht, die jeweils eine Dicke von 0, 26 mm besass. Die Anstichdicke betrug damit 3, 52 mm. Das Abwalzen erfolgte an einer lichten Walzspaltweite von 1, 45 mm.
Damit betrug der in bezogener Stichabnahme gemessene Walzdruck 56% bzw. die bezogene Austrittsdicke 445KO.
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Zinn, nachdem dieses Walzgut auf ein Abmass von 1, 0 mm Gesamtdicke heruntergewalzt wurde. Nach einer Blankweichglühe unter Schutzgasatmosphäre auf der Basis von Verwendung von Erdgas oder aber unter Vakuum von einigen Torr und anschliessendem langsamem Abkühlen wurde die eine freie Nickeloberfläche dieser Nickel-Eisen-Nickel-Dreischicht-Platine metallisch rein zugerichtet. Gleichzeitig wurde eine Zinn-Platine einer Dicke von 0, 15 mm auf einer Oberfläche rein zugerichtet und mit dieser Oberfläche der metallisch rein zugerichteten Nickeloberfläche der genannten Dreischicht-Platine zum Einlaufen in den
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Walzspalt eines Walzgerüstes gebracht.
Die Austrittsdicke bzw. lichte Weite des Walzspaltes betrug dabei
0, 2 mm. Die Dicke der Zinnbeschichtung im fertigen Plattiergut betrug dabei etwa 20 pm.
Bei der Herstellung eines Mehrschichten-Metalls, bei welchem statt einer Eisen-Platine eine
Mehrschicht-Platine- mit beidseitig aussenliegenden Eisenoberflächen und dick-massivem Kupferkern verwendet ist, ergaben sich folgende Verhältnisse. Es wurde erst einmal eine Eisen-Kupfer-Eisen-Drei- schicht-Platine dadurch hergestellt, dass zwei Eisen-Platinen von jeweils 0, 82 mm Dicke auf jeweils einer
Seite metallisch rein zugerichtet wurden. Gleichzeitig wurde eine Kupfer-Platine von 1, 25 mm Dicke auf beiden Oberflächen metallisch rein zugerichtet. Diese Kupfer-Platine wurde dann zwischen den beiden vorbereiteten Eisen-Platinen mit ihr jeweils zugekehrten metallisch rein zugerichteten Eisenoberflächen an einem Walzspalt eines Walzgerüstes von 1, 05 mm lichter Weite abgewalzt.
Die bezogene Austrittsdicke dieses Walzgutes betrug damit etwa 36, 3%. Hieran schloss sich ein Planstich an, mittels dessen das Walzgut auf eine einheitliche Dicke von 1, 0 mm gebracht wurde. Nach in bereits beschriebener Weise erfolgtem
Entfetten schloss sich eine Blankweichglühe bei einer Temperatur zwischen etwa 500 und 8000C an.
Nunmehr wurde eine der freien Eisenoberflächen dieses Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platinenmaterials metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht. Gleichzeitig wurde eine
Nickel-Platine von 0, 08 mm Dicke auf einer Seite metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht. Beide Platinen, nämlich die Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine von 1, 0 mm
Dicke und die Nickel-Platine von 0, 08 mm Dicke, wurden mit einander zugekehrten metallisch reinen
Oberflächen am Walzspalt eines Walzgerüstes abgewalzt, dessen lichte Weite 0, 54 mm betrug. Die bezogene
Austrittsdicke des sich ergebenden Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Vierschicht-Metalls betrug somit 50%.
Dieses so gewonnene Vierschicht-Metall wurde nunmehr nach vorangegangener Entfettung einer
Blankweichglühe bei einer Temperatur gleichfalls zwischen etwa 500 und etwa 800 C und einem Unterdruck von einigen Millibar oder aber auf der Basis von Erdgas erzeugter Schutzgasatmosphäre unterzogen.
Anschliessend wurde die freie Eisenoberfläche dieses Vierschicht-Metalls metallisch rein zugerichtet.
Gleichzeitig wurde eine Oberfläche einer Aluminium-Platine von 0, 07 mm Dicke metallisch rein zugerichtet. Nunmehr wurden diese Vierschicht-Platine und diese Aluminium-Platine mit einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen dem Walzspalt eines Walzgerüstes zugeführt und an dessen lichter Weite von 0, 4 mm abgewalzt. Das Ergebnis war bei einer bezogenen Austrittsdicke von etwa 65, 5% ein Aluminium-EisenKupfer-Eisen-Nickel-Fünfschicht-Metall von 0, 4 mm Dicke, welches nunmehr bereitstand für weiteres Abmasswalzen entsprechend den jeweiligen Anforderungen des weiteren Einsatzes.
Im Falle, dass das in der beschriebenen Weise erstellte Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Material beidseitig mit Nickel plattiert werden soll, werden auch beide freien Eisenoberflächen dieses Materials metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht. Entsprechend wird die eine freie Oberfläche nicht nur einer, sondern zweier Nickel-Platinen gleichfalls metallisch rein zugerichtet und auf eine Oberflächenrauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht. Zwischen diesen beiden Nickel-Platinen wird nunmehr die so vorbereitete Dreischicht-Platine mit ihren freien Eisenoberflächen jeweils einer metallisch rein zugerichteten Nickeloberfläche je einer der beiden Nickel-Platinen zugekehrt im Walzspalt eines Walzgerüstes abgewalzt. Die Nickel-Platinen haben jeweils eine Dicke von 0, 08 mm, so dass sich eine Anstichdicke von insgesamt 1, 16 mm ergibt.
An einem Walzspalt von 0, 54 mm abgewalzt ergibt das eine bezogene Austrittsdicke von 46, 6%. Dieses Fünfschicht-Metall wird jetzt nach in beschriebener Weise erfolgender Entfettung in gleichfalls beschriebener Weise blankweichgeglüht.
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