<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtmetall mittels Kaltplattierung von anderem Metall auf Kupfer, wobei weichgeglühte Platinen mit jeweils mindestens einer metallisch reinen Oberfläche Verwendung finden und die weichgeglühten Platinen mit ihren metallisch reinen Oberflächen einander zugekehrt in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes zusammengewalzt werden.
In der Rundfunk- und Fernsehröhrenherstellung wird Mehrschichtenmetall benötigt, bei dem der Kupferkern, auf dessen beiden Seiten jeweils ein anderes Metall aufplattiert ist, eine Dicke von mindestens 40% der gesamten Enddicke des fertigen Mehrschichtenmetalls aufweisen soll. Die wichtigsten
EMI1.1
Aluminium-Eisen-Nickel-Kupfer-Nickel-Dreischicht-Metall, wobei die Dicken der Nickel-und Kupferschicht bei dem Aluminium-Eisen-Kupfer-Nickel-Vierschicht-Metall etwa gleich sein sollen.
Die für die Herstellung dieser Mehrschichtenmetalle erforderlichen Grundmaterialien Eisen-Kupfer- Nickel-Dreischicht-Metall mit etwa gleicher Nickel-und Kupfer-Schichtdicke und Nickel-Kupfer-Nickel- Dreischicht-Metall können bisher nur auf warmem Wege hergestellt werden, Bekanntlich ist aber bei allen
Warmplattierungen die Herstellung nicht nur umständlich und unwirtschaftlich, sondern es werden daher auch die Herstellungskosten bereits bei diesen Mehrschicht-Metallen infolge des erhöhten Raum-,
Personal-, Investitionskosten- und Energie-Bedarfs für die Warmbehandlung der Platinen so hoch, dass sich dies ungünstig auf den Gestehungspreis des fertigen Vielschicht-Metalls auswirkt.
Aus diesem Grunde hat man bereits versucht, auf eine zentrale Eisen-Platine einerseits eine
Aluminiumschicht und anderseits eine Kupferschicht kalt aufzuplattieren. Dabei müssen die Eingangsdicken der kalt zusammenzuplattierenden Platinen sehr genau aufeinander abgestimmt sein, da erheblicher
Walzschwund auftreten kann. Das mit nur etwa 5 bis 7% verhältnismässig geringe Schwundmass von Kupfer bezogen auf Eisen wird als Grund dafür angesehen, dass es bisher nicht möglich war, mittels Kaltwalzens eine ausreichend dauerhafte und mechanisch beanspruchbare Haftverbindung zwischen lediglich einer
Kupfer-und einer Eisen-Platine zu erzielen, dass es vielmehr erforderlich war, auf der dem Kupfer gegenüberliegenden Seite der Eisen-Platine Aluminium aufzuplattieren, dessen Schwundmass bezogen auf Eisen mit etwa 18 bis 22% verhältnismässig sehr hoch liegt.
Trotz der Mitplattierung von Aluminium kann dabei nur eine Kupfer-Platine kalt auf dem Eisen aufplattiert werden, deren Dicke 25% der Dicke der zentralen Eisen-Platine nicht übersteigt. Selbst unter Einhaltung dieser Forderung ist mit diesem Verfahren die Herstellung eines Mehrschichtenmetalls nicht möglich, bei dem die Enddicke der Kupferschicht geringer sein soll als etwa 10 pm. Es kommt nämlich dann zu einer welligen Ausbildung der Grenzzone zwischen Kupfer und Eisen mit einer gegenseitigen Durchdringung beider Materialien, welche stellenweise nicht nur durch die Gesamtdicke eines Materials hindurchgeht, sondern auch in die auf der gegenüberliegenden Seite gegebenenfalls angeordnete weitere Plattierschicht hineingelangt.
Das führt im Endergebnis zu einem Verhalten des fertigen Mehrschicht-Metalls, das dem eines solchen Materials mit grosser Dicke der Grenzschicht, d. h. der Schicht, in welcher einander benachbarte Materialien miteinander kollidiert sind, entspricht. Mehrschicht-Metalle mit sehr hoher Beanspruchungsfestigkeit, wie sie für Rundfunkröhren- und Fernsehröhren-Herstellung benötigt werden, müssen jedoch möglichst genau definierte Reinmetallschichten mit bezüglich deren Dicke nur äusserst geringen Grenzschichten aufweisen, welche in der Schnitt-Analyse praktisch nicht ins Gewicht fallen.
Nachteilig ist weiterhin, dass die Möglichkeiten des Zusammenplattierens von Kupfer und Eisen selbst unter Zuhilfenahme einer weiteren Aluminiumplatine wesentlich von den Materialeigenschaften insbesondere auch bezüglich der Festigkeit-un Dehnungswerte des zur Verwendung kommenden Eisenmaterials bestimmt werden, welche je nach Ausgangsmaterial so stark schwanken können, dass eine Reproduzierbarkeit selbst bei gleichem Kupfermaterial nicht zu gewährleisten ist, u. zw. dies sogar dann, wenn statt Mittelstreifenbandstahls mit seinen nachteiligen starken Seigerungen und Unreinheiten sowie hohem Phosphor- und Schwefelgehalt Randstreifenbandstahl zur Verwendung kommt, welcher nur geringen Phosphor- und Schwefelgehalt bei verhältnismässig grosser Seigerungsfreiheit aufzuweisen pflegt, so dass dessen mechanische Werte besser liegen.
Aus der DE-OS 1627763 ist ferner ein Kaltwalzplattierverfahren bekanntgeworden, bei dem als Grundmaterial Kupfer Verwendung finden soll. Als zweites Schichtmaterial ist eine Kupferlegierung, z. B.
<Desc/Clms Page number 2>
eine Kupfer-Nickel-Legierung, vorgesehen. Das Kern-und auch das Auflagematerial müssen vorgeglüht sein, ausserdem ist eine Reinigung der Oberflächen vorgesehen, wobei sich an ein Bad in einer
Reinigungslösung eine mechanische Bearbeitung mittels einer sich drehenden Drahtbürste anschliessen kann.
Den Kernpunkt des bekannten Verfahrens bilden jedoch zwei Walzvorgänge, nämlich ein erster zur
Erzeugung einer sogenannten Rohbindung zwischen dem Kern-und dem Auflagematerial, und ein zweiter zur endgültigen Herstellung des erwünschten Verbundmaterials. Das bekannte Verfahren beruht nämlich auf der Annahme, dass im wesentlichen ein hoher Verformungsgrad ausreiche, um eine gute Bindung zu schaffen. Deshalb benötigt das bekannte Verfahren auch zwei aufeinanderfolgende Verformungsvorgänge, da die hier notwendigen hohen Verformungsgrade offensichtlich in einem Durchgang nicht erreichbar sind.
Bei der Verwendung von Kupfer als Kernmaterial und einer Kupfer-Nickel-Legierung als Auflagematerial soll dabei eine Gesamtquerschnittsänderung von mindestens 75% notwendig sein. Derartig hohe
Verformungsgrade führen jedoch bekanntlich zu einer hohen Materialverfestigung, so dass ohne
Nachbehandlung eine sehr schlechte weitere Verformbarkeit sowie Bearbeitungsmöglichkeit, die auch zu hohen Maschinenbeanspruchungen führen, zu befürchten sind. Bei dem bekannten Verfahren ist aber weder eine Nachbehandlung noch eine Zwischenbehandlung, die auf eine einfache Weise ausserdem gar nicht möglich ist, vorgesehen.
Zur Durchführung des bekannten Verfahrens sind ausserdem zwei hintereinander angeordnete Walzgerüste erforderlich, was einen erhöhten Kapitaleinsatz sowohl hinsichtlich der Platz- als auch der Maschinenkosten sowie einen erhöhten Personaleinsatz zur Bedienung, Über- wachung und Wartung und damit eine schlechte Wirtschaftlichkeit mit sich bringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Mehrschicht-Metall mittels Kaltplattierung von anderem Metall auf Kupfer zu schaffen, bei dem die Nachteile der Warmplattie- rung ebenso ausgeschaltet werden, wie die der geschilderten gleichzeitigen Kaltplattierung von Kupfer verhältnismässig geringer Dicke einerseits und Aluminium anderseits auf eine Eisenkernschicht, und bei dem nicht nur lediglich eine Kupferschicht mit einer Eisenschicht oder eine Kupferschicht mit einer Nickelschicht kalt zusammenplattierbar sein soll, wobei die Dicke der Kupfer-Platine im Verhältnis zur Dicke der Eisen- oder Nickelplatine ohne Belang sein soll,
sondern das erstellte Mehrschichtenmetall ungeachtet der Art seiner Schichtzusammensetzung und seiner Schichtdickenverhältnisse als Ausgangsoder Zwischenmaterial bei der Herstellung mehrschichtiger Mehrschichtenmetalle geeignet sein soll.
Die Erfindung ist dadurch gekannzeichnet, dass bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art bei Verwendung je einer blankweichgeglühten Platine aus einem Metall der Gruppe VIII des Periodensystems der Elemente diese in einem einmaligen Kaltwalzvorgang gemeinsam auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsdicke beider Platinen liegende Materialdicke abgewalzt werden und anschliessend das Walzgut nach Aufheizung auf eine unterhalb des Schmelzpunktes des niedrigst schmelzenden Metalls liegende Temperatur langsam abgekühlt wird.
Durch dieses Verfahren werden nicht nur die eingangs genannten Nachteile bekannter Verfahren ausgeschaltet, sondern unter wesentlicher Vereinfachung des gesamten Plattierungsablaufes sowie Einsparung von Investitions- und Betriebskosten Mehrschichtenmetall-Plattierungen erzeugt, welche sowohl hinsichtlich ihrer Schichtenzusammensetzung und -ausbildung als auch hinsichtlich ihrer Qualität bisher nicht erzielbar waren.
Eine speziell auf eine Kupfer-Nickel-Plattierung abgestellte erfinderische Fortbildung des Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, dass je eine Kupfer- und eine Nickel-Platine gemeinsam am Walzspalt abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 500C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird.
Bei einem durchgeführten Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach diesem Erfindungsgedanken wird ein Nickelbad von 1, 25 mm Dicke bei 700 C und ein Kupferband von 0, 15 mm Dicke bei 5000C blankweichgeglüht. Von beiden Bändern wird nach dem Glühen jeweils eine Oberfläche metallisch rein zugerichtet, was in an sich bekannter Weise durch Bürsten oder Schleifen geschehen kann. Beide Bänder werden mit einander zugewandten metallisch reinen Oberflächen am Walzspalt eines Walzgerüstes von 0, 65 mm gemeinsam abgewalzt, was einer Enddicke des kaltplattierten Materials von 46, 5% der Ausgangsgesamtdicke der beiden dem Walzgerüst zugeführten Bandmaterialien entspricht.
Nach einer Blankweichglühe des Nickel-Kupfer-Bandes bei 700 C, mittels welcher ein ausreichend weicher Zustand desselben für die anschliessende Behandlung erreicht wird, wird es auf eine Enddicke von beispielsweise 0, 08 mm ausgewalzt
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<Desc/Clms Page number 4>
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-Nickel-Zweischicht-Platine und Eisen-Platine liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird, zwei Walzstiche nötig.
Auch hier ist jedoch eine Verfahrungsführung mit nur einem Walzstich möglich. Es kennzeichnet sich dann diese bevorzugte Ausführungsform dadurch, dass eine beidseitig metallisch reine Oberflächen aufweisende Kupfer-Platine zwischen einerseits einer eine metallisch reine Oberfläche aufweisenden Nickel-Platine und anderseits einer gleichfalls eine metallisch reine Oberfläche aufweisenden Eisen-Platine mit jeweils einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke der drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird.
Von Wichtigkeit ist in beiden Fällen, dass immer dann, wenn Eisen auf Kupfer kalt aufplattiert werden soll, die dem Eisen zugeordnete Kupferoberfläche auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht wird.
Gemäss einem andern, die Erfindung in nicht naheliegender Weise fortbildenden Erfindungsgedanken wird es erstmals möglich, Eisen und Nickel auf kaltem Wege zu verbinden. Unter Verwendung des bereits geschilderten Erfindungsgedankens mit zweifachem Walzstich lässt sich gemäss einer andern nicht naheliegenden Weiterbildung bei entsprechender Wahl der Ausgangsdicke der Kupfer-Platine derart, dass die Kupferschicht im fertiggestellten Dreischicht-Metall nur wenige Tausendstel mm, u. zw. vorzugsweise weniger als 3 pm aufweist, ein Eisen-Kupfer-Nickel-Dreischicht-Metall auf kaltem Wege erzielen, welches praktisch die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften eines Eisen-Nickel-Zweischicht-Metalls aufweist, welches sonst mittels Kaltplattierung wegen der jeweils zu hohen Zugfestigkeiten nicht herstellbar wäre.
Dabei hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die dünne Kupferschicht lediglich ein Bindemittel darstellt, welches im abgewalzte Walzgut analytisch praktisch nicht mehr feststellbar ist und die Eigenschaften insbesondere im Hinblick auf die Verwendung des fertigen Walzgutes für die Rundfunk- und Fernsehröhrenherstellung nicht ungünstig beeinflusst. Als zu bevorzugen hat sich die Verwendung einer Kupfer-Platine mit einer Ausgangsdicke von etwa 0, 08 bis etwa 0, 24 mm erwiesen.
In der Praxis wurde in der bereits beschriebenen Weise hergestelltes Nickel-Kupfer-ZweischichtMetall mit verhältnismässig geringer Kupferschichtdicke verwendet, welches auf eine Enddicke von 0, 08 mm abmassgewalzt und dann bei 540 C blankweichgeglüht war. Nach dem Zurichten der freien Kupferoberfläche auf metallische Reinheit kann diese Platine mit einer gleichfalls metallisch reine Oberfläche aufweisenden Eisen-Platine praktisch beliebiger Dicke zusammengewalzt werden. Nach Durchgang durch eine weitere Glühe kann das Walzgut auf die gewünschte Enddicke ausgewalzt und einer Schlussblankweichglühe unterzogen werden. Die Kupferschicht zwischen Eisen und Nickel beträgt dann etwa 1 bis 2 pm.
Eine weitere nicht naheliegende Fortbildung der Erfindung stellt den Ausgangspunkt für die
EMI4.1
kennzeichnet sich dadurch, dass 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 und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 500C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird. Dabei kann dieses Verfahren auf zweierlei Weise eine erfinderische Fortbildung erfahren.
Einerseits kann nämlich auch hier das Verfahren so geführt werden, dass es mit zwei Walzstichen arbeitet, wobei nach Erstellung einer Kupfer-Eisen-Zweischicht-Platine deren freie Kupferoberfläche metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht und diese 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 und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird.
<Desc/Clms Page number 5>
Anderseits kann aber auch zur Herstellung des gleichen Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Metalls die
Kaltplattierung in einem alle drei Metallschichten gleichzeitig miteinander verbindenden einzigen Walzstich erfolgen. Dieses Verfahren kennzeichnet sich dann dadurch, dass eine beidseitig metallisch reine
Oberflächen einer Rauhigkeit von mindestens 1 pm aufweisende Kupfer-Platine zwischen zwei jeweils mit einer gleichfalls metallisch reinen Oberfläche einer der Kupferoberflächen zugekehrten Eisen-Platinen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangs- gesamtdicke aller drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das
Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird.
Ein Beispiel für die Herstellung eines Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Metalls in einem Dreischichten
Walzstich wird wie folgt beschrieben : Zwei Eisen-Platinen vorzugsweise in Form von Randstreifenstahl- bandmaterial von 4 mm Dicke werden zur Erzielung einer feinen Gefügestruktur an einer Spaltdicke von
0, 8 mm kalt abgewalzt und durch eine Blankweichglühe bei etwa 700 C rekristallisiert. Nach Zurichtung jeweils mindestens einer der Eisenoberflächen auf metallisch reinen Zustand werden beide Eisen-Platinen mit einer zwischen ihnen liegenden Kupfer-Platine von 1, 25 mm Banddicke, deren beide Oberflächen metallisch rein zugerichtet und auf eine Oberflächenrauhigkeit von mindestens 1 um gebracht worden sind, kalt an einem Walzspalt von 1, 05 mm abgewalzt und anschliessend einer Blankweichglühe bei etwa 700 C unterworfen.
Dabei ist ein Kupferschwund von etwa 3 bis 4% in Rechnung zu setzen. Das Endmass des Walzgutes beträgt 36, 85% der Ausgangsgesamtdicke der drei zusammengewalzten Platinen.
Bemerkenswert ist, dass dann, wenn nach der Erfindung mit Kupfer kalt kollidiert werden soll, einerseits die Kupferoberfläche nicht nur metallisch rein zu sein hat, sondern auch eine Rauhigkeit von mindestens 1 um auf weisen muss, und dass zum andern normalerweise das Abwalzmass auch in den unteren Bereichen grösser sein muss, als bei Kaltplattieren andern Metalls auf Kupfer. Mit andern Worten bedeutet das, dass die obere Grenze der Walzgutdicke nach dem Walzstich eines Mehrschicht-Metalls, bei welchem Eisen und Kupfer unmittelbar miteinander zusammenplattiert werden, in den gängigen Abmessungen 55% der Ausgangsgesamtdicke aller beteiligten Platinen nicht überschreiten sollte, um zu gewährleisten, dass die Plattierung Eisen-Kupfer ausreichendes Haftvermögen besitzt und sich bei Biegeversuchen nicht wieder löst.
Dies erlangt insbesondere dann Bedeutung, wenn ein Eisen-Kupfer-Mehrschicht-Metall mit einer Kupferschichtdicke von mindestens 50% hergestellt werden soll. Anderseits ist es bei sehr dünnem Kupfermaterial durchaus möglich, eine ausreichend gute Haftung bereits bei etwa 75% der Ausgangsgesamtdicke entsprechendem Walzdruck zu erzielen.
Wegen der durch die Erfindung erzielbaren guten Eigenschaften ist es zweckmässig, die Herstellung von Aluminium-Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-und Nickel-Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Fünfschicht-Metall ausgehend von einem Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Vierschicht-Metall vorzunehmen. Dabei ist zu beachten, dass es sich genau genommen auch bei diesem Vierschicht-Metall um ein Fünfschicht-Metall handelt, weil nämlich die Kollidierung zwischen Eisen und Nickel mittels einer dünnen wenn auch im fertigen Walzgut analytisch praktisch nicht mehr nachweisbaren Kupferzwischenschicht erfolgt ist. Zur Herstellung dieses Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Vierschicht-Metalls gibt es gemäss weiterer zweckmässiger Fortbildung der Erfindung vier Möglichkeiten mit jeweils unterschiedlichen Vorteilen.
Die erste dieser Möglichkeiten kennzeichnet sich dadurch, dass nach Erstellung je einer Eisen-KupferZweischicht- und einer Eisen-Nickel-Platine mit Kupferbindung die freie Kupferoberfläche der EisenKupfer-Platine metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 um gebracht und die freie Eisenoberfläche der Eisen-Nickel-Platine gleichfalls metallisch rein zugerichtet wird und dass anschliessend 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 Eisen-Kupfer-Platine und Eisen-Nickel-Platine liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird.
Zwar benötigt dieses Verfahren ausgehend von zwei ZweischichtMetallen, nämlich Einsen-Kupfer und Eisen-Nickel, drei Walzstiche, es bietet jedoch den Vorteil, vorhandene Bestände dieser beiden Zweischicht-Metalle wirtschaftlich aufbrauchen zu können.
Eine weitere Möglichkeit bietet sich dadurch, dass nach Erstellung einerseits einer Kufper-NickelZweischicht-Platine deren freie Kupferoberfläche metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens l um gebracht und anderseits einer Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine eine der freien Eisenoberflächen metallisch rein zugerichtet wird und dass die Kupfer-Nickel-Zweischicht-Platine und die
<Desc/Clms Page number 6>
Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine mit einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen in kaltem
Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke beider Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine
Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht
wird, wobei also auf eine in bereits beschriebener Weise mittels zweier oder auch nur eines Kaltplattierstiches hergestellte Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine eine Nickel-Platine aufgewalzt wird. Auch dieses
Verfahren gibt die Möglichkeit, vorhandene Restbestände wirtschaftlich aufbrauchen oder aber sich auftretenden Kundenwünschen für ein ganz bestimmtes Mehrschichtenmetall schnell anpassen zu können, sofern überhaupt Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Metall vorrätig ist.
Eine weitere zweckmässige Methode ist dadurch, gegeben, dass nach Erstellung einer Eisen-Nickel-
Platine mit Kupferbindung deren freie Eisenoberfläche metallisch rein zugerichtet und diese'Platine gemeinsam mit einer Kupfer-Platine mit einer metallisch reinen Oberfläche einer Rauhigkeit von mindestens
1 pm mit einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke von Eisen-Nickel-Platine und Kupfer-Platine, liegende
Materialdicke abgewalzt wird, dass daraufhin diese Walzgut-Platine auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht und anschliessend langsam abgekühlt wird,
dass danach die freie Kupferoberfläche dieser Kupfer-Eisen-Nickel-Dreischicht-Platine metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindesens 1 pm gebracht wird und dass anschliessend diese
Kupfer-Eisen-Nickel-Dreischicht-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 der drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird.
Dieses
Verfahren bietet den Vorteil, zwar vorhandenes Eisen-Nickel-Zweisehicht-Metall aufbrauchen zu können, dabei aber normale Eisen- und Kupfer-Platinen verarbeiten zu können.
Die letzte Verfahrensführung zur Herstellung eines Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Vierschicht-Metalls ist dann die vorteilhafteste, wenn der Preis des fertigen Walzgutes im wesentlichen durch den einzusetzenden Arbeitsaufwand bestimmt wird und ausreichend frische Walzgut-Platinen in Eisen und Kupfer zur Verfügung stehen.
Dieses Verfahren, welches sich dadurch kennzeichnet, dass nach Erstellung einer Eisen-Nickel-Platine mit Kupferbindung deren freie Eisenoberfläche metallisch rein zugerichtet und eine beidseitig metallisch reine Oberflächen einer Rauhigkeit von mindestens 1 pm aufweisende Kupfer-Platine zwischen einerseits der Eisen-Nickel-Platine und anderseits einer gleichfalls eine metallisch reine Oberfläche aufweisenden Eisen-Platine mit jeweils einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke der drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird, bietet nämlich den Vorteil,
dass bei ihm nur zwei Kaltwalzstiche erforderlich sind, wenn man von dem Stich für die Aufbringung der Kupferzwischenschicht auf die Nickel-Platine zur Herstellung eines Eisen-Nickel-Zweischicht-Metalls absehen will. Die Arbeitskostenersparnis bei diesem Verfahren liegt ebenso wie die Senkung der Betriebskosten insbesondere für erforderliche Zwischenglühen auf der Hand.
Ein Herstellungsbeispiel eines solchen Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Vierschicht-Metalls geht von einer in bereits beschriebener Weise hergestellten Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine einer Ausgangszusammensetzung von 0, 8 mm Eisen, 1, 25 mm Kupfer und 0, 8 mm Eisen, abgewalzt an einem Walzspalt von 1, 05 mm, aus, welche anschliessend auf eine Gesamtdicke von 1, 0 mm plangewalzt und bei etwa 700 C zwischengeglüht ist. Dann wird in gleichfalls beschriebener Weise eine Nickel-Kupfer-Zweischicht-Platine mit nur geringer Kupferschichtdicke hergestellt, indem eine Nickel-Platine von 1, 0 mm Dicke mit einer Kupfer-Platine von 0, 1 mm Dicke an einem Walzspalt von 0, 65 mm kalt gemeinsam abgewalzt werden. Die sich ergebende Nickel-Kupfer-Zweischicht-Platine hat eine Zusammensetzung von etwa 590 pm Nickel und 60 pm Kupfer.
Nach einer Zwischenglühe bei etwa 700 C wird diese Zweischicht-Platine auf 0, 08 mm abmassgewalzt und anschliessend nochmals bei 540 C blankweichgeglüht. Diese Platine von 0, 08 mm Dicke weist dann die Zusammensetzung von etwa 74 pm Nickel und etwa 6 pm Kupfer auf. Nach entsprechender Zurichtung der zusammenzuplattierenden Oberflächen der Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine und der Nickel-Kupfer-Zweischicht-Platine, in letzterem Fall der Kupferoberfläche, werden beide Platinen
<Desc/Clms Page number 7>
gemeinsam kalt an einer Walzspalthöhe von 0, 65 mm abgewalzt. Dieses auf 60% der Ausgangsgesamtdicke beider Mehrschicht-Platinen abgewalzte Fünfschicht-Material kann dann noch auf die übliche Gebrauchsdicke von 0, 25 mm massgewalzt und anschliessend einer Endglühe bei etwa 5300C unterzogen werden.
Dieses Endmaterial hatte dann die folgende Zusammensetzung : Eisen 65 pm, Kupfer 100 pm, Eisen 65 pm,
EMI7.1
Mehrschicht-Platine beträgt.
In ähnlicher Weise lässt sich mit vier alternativ einsetzbaren Weiterbildungen dieses Erfindungsgedankens auch das als Rundfunk- und Fernsehrohren-Baustoff wichtige Nickel-Eisen-Kupfer-Eisen- Nickel-Fünfschicht-Metall herstellen. Die erste mit von dem Aufbringen der Kupferzwischenschicht abgesehen nur zwei Walzstichen arbeitende und daher besonders wirtschaftliche Möglichkeit kennzeichnet sich dadurch,
dass nach Erstellung zweier Eisen-Nickel-Platinen mit Kupferbindung deren freie Eisenoberflächen metallisch rein zugerichtet werden und dass eine beidseitig metallisch reine Oberflächen einer Rauhigkeit von mindestens 1 pm aufweisende Kupfer-Platine zwischen beiden jeweils mit ihrer freien Eisenoberfläche der Kupfer-Platine zugekehrten Eisen-Nickel-Platinen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke der drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird. Bei diesem Verfahren weist die zentrale Kupfer-Platine eine verhältnismässig grosse Dicke auf.
Das zweite Verfahren zur Herstellung dieses Fünfschicht-Metalls geht von vorhandenem Eisen- Kupfer-Eisen-Dreischicht-Metall aus und benötigt dann, wenn dieses in einem einzigen Walzstich hergestellt worden ist, für die Herstellung des genannten Fünfschicht-Metalls gleichfalls insgesamt
EMI7.2
Eisenschicht auf die freie Kupferseite desselben erzeugt ist, werden insgesamt drei Walzstiche benötigt.
Dieses Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass nach Erstellung einerseits zweier Kupfer-Nickel-Zwei- schicht-Platinen deren freie Kupferoberflächen metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht und anderseits einer Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine deren beide freien Eisenoberflächen metallisch rein zugerichtet werden und dass die Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine zwischen beiden jeweils mit ihrer freien Kupfer-Oberfläche einer freien Eisenoberfläche der Eisen-Kupfer- Eisen-Dreischicht-Platine zugekehrten Kupfer-Nickel-Zweischicht-Platinen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke aller drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und
etwa 500C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird. Der Fachmann wird je nach vorhandenem Ausgangsmaterial die Verfahrensführung entsprechend wählen.
Für eine solche Verfahrensführung wird folgendes Ausführungsbeispiel wiedergegeben : Es wurden vorbereitend in der vorstehend bereits beschriebenen Weise zwei Nickel-Kupfer-Zweischicht-Platinen von 0, 65 mm Walzgutdicke bei einer Ausgangsdicke von 1, 0 mm Nickel und 0, 1 mm Kupfer und einer Endzusammensetzung von etwa 590 pm Nickel und 60 pm Kupfer hergestellt und nach entsprechender Zwischenglühe auf 0, 1 mm Dicke abgewalzt und blankweichgeglüht, so dass die Zusammensetzung dieser abmassgewalzten Platine 92 pm Nickel und 8 pm Kupfer betrug.
Ausserdem wurde in der gleichfalls bereits beschriebenen Weise eine Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine aus einem zwischen zwei Eisen-Platinen von jeweils 0, 8 mm Dicke zwischenplattierten Kupfer von 1, 25 mm Dicke hergestellt, welche an einer Walzspalthöhe von 1, 05 mm abgewalzt, auf 1 mm plangewalzt und bei etwa 700 C zwischengeglüht wurde.
Nach entsprechender Zurichtung der zusammenzuplattierenden Oberflächen in der bereits beschriebenen Weise wurden die Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine und diese flankierend die Nickel-Kupfer-Zwei-' schicht-Platinen mit ihrer Kupferschicht jeweils als Zwischenbindung zwischen Eisen und Nickel kalt an einem Walzspalt von 0, 65 mm abgewalzt und anschliessend auf das Endmass von 0, 25 mm abmassgewalzt und einer Endglühe bei etwa 630 C unterzogen. Das fertige Walzgut dieser Dicke hat eine Zusammensetzung von 23 pm Nickel, 57 pm Eisen, 90 pm Kupfer, 57 pm Eisen und wieder 23 pm Nickel.
Wie sich überraschenderweise gezeigt hat, lässt sich dieses Nickel-Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-Fünf- schicht-Metall auch in nur einem einzigen Walzstich erzeugen, in welchem sämtliche Materialien - abgesehen natürlich von der vorbereitenden Aufplattierung einer Kupferzwischenschicht auf die auzuplattierenden Nickeischichten - gemeinsam kalt aufeinanderplattiert werden.
Dieses die Erfindung in nicht naheliegender
<Desc/Clms Page number 8>
Weise fortbildende Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass nach Erstellung zweier Kupfer-Nickel-Zwei- schicht-Platinen deren freie Kupferoberflächen metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens l um gebracht werden und dass eine beidseitig metallisch reine Oberflächen einer Rauhigkeit von mindestens l um aufweisende Kupfer-Platine zwischen zwei jeweils beidseitig metallisch reine
Oberflächen aufweisenden Eisen-Platinen gelegen gemeinsam mit den beiden jeweils mit ihrer freien
Kupferoberfläche einer freien Eisenoberfläche einer Eisen-Platine zugekehrten Kupfer-Nickel-Zwei- schicht-Platinen in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der
Ausgangsgesamtdicke aller fünf Platinen liegende Materialdicke
abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 50 C unterhalb des Schmelzpunktes von
Kupfer gebracht wird. Durch dieses Verfahren wird ersichtlich eine erhebliche Vereinfachung und
Rationalisierung der Herstellung dieses wichtigen Mehrschicht-Metalls erreicht.
Häufig wird für das weitere bei der Herstellung von Rundfunk- und Fernsehröhren wichtige Aluminium-Eisen-Kupfer-Eisen-Kupfer-Fünfschicht-Metall die Vorfertigung von Eisen-Kupfer-Eisen-Kupfer-
Vierschicht-Metall erforderlich. Hiezu ist erfindungsgemäss einmal vorgesehen,
dass nach Erstellung einer
Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine eine freie Eisenoberfläche derselben metallisch rein zugerichtet und mit einer gleichfalls eine metallisch reine Oberfläche einer Rauhigkeit von mindestens 1 um aufweisenden
Kupfer-Platine mit einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke von Eisen-Kupfer-Eisen-Drei- schicht-Platine und Kupfer-Platine liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das
Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 500C unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer gebracht wird. Hier kann in bereits beschriebener Weise hergestelltes Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-
Metall Verwendung finden, auf dessen eine Aussenseite nochmals Kupfer kalt aufplattiert wird.
Dieses
Verfahren wurde erfolgreich gemäss folgendem Ausführungsbeispiel durchgeführt, wobei eine auf 1, 0 mm abmassgewalzte Platine der Zusammensetzung 0, 3 mm Eisen, 0, 4 mm Kupfer und 0, 3 mm Eisen zur
Verfügung stand, welche bei 700 C zwischengeglüht war und von der die eine der beiden aussen liegenden
Eisenoberflächen metallisch rein zugerichtet war. Mit dieser wurde in bereits beschriebener Weise eine
Kupfer-Platine von 0, 1 mm Ausgangsdicke, deren dem Eisen zugeordnete Oberfläche vorher metallisch rein zugerichtet und auf eine Oberflächenrauhigkeit von mindestens 1 pm gebracht war, an einem Walzspalt von 0, 65 mm kalt abgewalzt, so dass sich eine Walzgutdicke von 59% der Ausgangsgesamtdicke ergab, wobei ein
Kupferschwund von etwa 5 bis 6% in Rechnung zu setzen war.
Anschliessend wurde das Walzgut bei etwa 530 C endgeglüht.
Eine weitere von dem Zweischicht-Metall Eisen-Kupfer ausgehende erfindungsgemässe Möglichkeit zur Herstellung des Eisen-Kupfer-Eisen-Kupfer-Vierschicht-Metalls kennzeichnet sich dadurch, dass nach Erstellung zweier Eisen-Kupfer-Zweischicht-Platinen die freie Eisenoberfläche der einen metallisch rein zugerichtet und die freie Kupferoberfläche der andern gleichfalls metallisch rein zugerichtet und auf eine Rauhigkeit von mindestens 1 um gebracht wird und dass beide Platinen mit einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen gemeinsam in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke beider Eisen-Kupfer-Zweischicht-Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und vor dem langsamen Abkühlen das Walzgut auf eine Temperatur zwischen etwa 400 und etwa 500C unterhalb des Schmelzpunktes
von Kupfer gebracht wird. Sollte nicht genügend Eisen-Kupfer-Zweischicht-Metall zur Verfügung stehehn, so kann in gleichfalls bereits beschriebener Weise dieses Metall auch mit einer Eisen-Platine auf seiner Kupferseite und auf der freien Eisenseite wieder einer KupferPlatine in einem gemeinsamen Walzstich kollidiert werden, wobei zu beachten ist, dass der Walzspalt eine Höhe zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke aller Platinen aufweisen muss, um ausreichende Haftungseigenschaften zwischen dem Eisenkern und den diesem benachbarten Kupferschichten zu erzielen.
Es hat sich herausgestellt, dass es bei allen Plattierungen, bei denen Eisenschichten beteiligt sind, zur Erzielung besonders hochwertiger Kollisionsbindungen unter Beibehaltung günstiger Materialeigenschaften sowohl von Kupfer als auch von Eisen zweckmässig ist, wenn das Walzgut nach dem letzten Abwalzen und vor dem letzten langsamen Abkühlen auf eine etwa dem Punkt Al im Eisen-Kohlenstoff-Zustandsdiagramm entsprechende Temperatur gebracht wird.
Gemäss weiterer erfinderischer Fortbildung des erfindungsgemässen Verfahrens kann auf die freie Eisenoberfläche aller beschriebenen eine aussen liegende Eisenschicht enthaltenden Mehrschicht-Metalle auf kaltem Wege nachträglich Aluminium aufgewalzt werden, wobei zur Herstellung eines zumindest eine aussen
<Desc/Clms Page number 9>
liegende Aluminium-Schicht aufweisenden Mehrschicht-Metalls mit der Aluminium-Schicht benachbarter
Aussenschicht nach Erstellung der kaltplattierten Mehrschicht-Platine mit aussen liegender freier
Eisenoberfläche, beispielsweise einer Eisen-Nickel-Platine mit Kupferverbindung, einer Eisen-Kupfer- Nickel-Dreischicht-Platine, einer Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine, einer Eisen-Kupfer-Eisen-Nickel-
Vierschicht-Platine oder einer Eisen-Kupfer-Eisen-Kupfer-Vierschicht-Platine,
gemeinsam mit zumindest einer eine metallisch reine, einer metallisch reinen Eisenoberfläche der Mehrschicht-Platine zugekehrte Oberfläche aufweisenden Aluminium-Platine in kaltem Zustand auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke von Mehrschicht-Platine und Aluminium-Platine liegende Materialdicke abgewalzt und das Walzgut nach Erreichen seines Endmasses vor dem Abkühlen auf eine unterhalb des Alitierpunktes liegende Temperatur gebracht wird.
Zwar ist bereits bekannt, Aluminium kalt auf Eisen aufzuplattieren, es war jedoch bisher das Aufplattieren von Aluminium auf Mehtschichtenmetall nicht möglich, weil man das Verhalten dieser verschiedenen Metalle mit unterschiedlichen Kristalleigenschaften, von denen die Festigkeit-un Dehnungseigenschaften abhängen, nicht zusammen mit der verhältnismässig grossen Dehnung zwischen Aluminium und Eisen von bis zu 23% zu beherrschen vermochte. Bereits bei blossem Aufplattieren von Aluminium auf Eisen müssen genaue Erfahrungswerte für die Enddicke der Aluminiumschichten des Walzgutes und damit auch für die Ausgangsdicken der Aluminium-Platinen eingehalten werden, um zu vermeiden, dass beim späteren Alitieren das gesamte Walzgut unbrauchbar wird.
Beispielsweise kann eine in der bereits beschriebenen Weise hergestellte Eisen-Kupfer-Nickel-Dreischicht-Platine von 1 mm nach bereits beschriebener Wärmebehandlung und Zurichtung ihrer freien Eisenoberfläche mit einer eine entsprechend metallisch rein zugerichtete Oberfläche aufweisenden Aluminium-Platine von 0, 06 mm Dicke an einem Walzspalt von 0, 65 mm abgewalzt und mit mehreren Walzstichen auf das Endmass von 0, 25 mm gebracht werden.
Für die Verwendung von in bereits beschriebener Weise hergestelltem Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Metall mit zumindest einseitig aussen liegender Aluminium-Schicht seien folgende Beispiele gegeben :
Eine Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine wird auf 1 mm abmassgewalzt und nach bereits beschriebener Wärmebehandlung metallisch rein zugerichtet und danach mit je einer sie flankierenden, gleichfalls metallisch reine Oberfläche aufweisenden Aluminium-Platine von 0, 06 mm Dicke an einem Walzspalt von 0, 65 mm abgewalzt, was einem Endmass von etwa 58% der Ausgangsgesamtdicke entspricht. Anschliessend wird das Material auf die Enddicke von 0, 25 mm abgewalzt und bei 540 C schlussblankweichgeglüht.
Durch die dem Aluminium-Plattierstich vorangegangene Zwischenglühe des Eisen-Kupfer-EisenDreischicht-Metalls bei 700 C und das anschliessende Aufplattieren von Aluminium wird ein weiterer überraschender Effekt erzielt, indem nämlich die vorher nur leicht haftende Kollidierungsverbindung
EMI9.1
Mehrschicht-Metalls vor der Endplattierung mit Aluminium angewiesen ist, sondern dass gemäss anderer erfinderischer Fortbildung des erfindungsgemässen Verfahrens auch die gemeinsame Aufplattierung von Aluminium mit einem andern Material möglich ist, welches sowohl Einschicht-, als auch Mehrschicht-Metall sein kann.
Es kann beispielsweise zur Herstellung eines kaltplattierten Aluminium-Eisen-Kupfer-NickelVierschicht-Metalls zweckmässig sein, wenn nach Erstellung einer Kupfer-Nickel-Zweischicht-Platine deren
EMI9.2
aufweisenden Eisen-Platine, deren eine Oberfläche der metallisch reinen Kupfer-Oberfläche der Kupfer-Nickel-Platine zugekehrt ist, und einer eine metallisch reine, der andern Oberfläche der Eisen-Platine zugekehrte Oberfläche aufweisenden Aluminium-Platine in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke aller drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und das Walzgut nach Erreichen seines Endmasses vor dem Abkühlen auf eine unterhalb des Alitierpunktes liegende Temperatur gebracht wird.
Anderseits kann das gleiche Vierschicht-Metall mit Vorzug auch dadurch hergestellt werden, dass nach Erstellung einer Eisen-KupferEisen-Dreischicht-Platine deren beide freie Eisenoberflächen metallisch rein zugerichtet werden und dass diese Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Platine zwischen einerseits einer eine metallisch reine Oberfläche
<Desc/Clms Page number 10>
einer Rauhigkeit von mindestens 1 pm aufweisenden Kupfer-Platine und anderseits einer gleichfalls eine metallisch reine Oberfläche aufweisenden Aluminium-Platine mit jeweils einander zugekehrten metallisch reinen Oberflächen in kaltem Zustand gemeinsam am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke aller drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und das Walzgut vor dem Abkühlen nach Erreichen seines Endmasses auf eine unterhalb des Alitierpunktes liegende Temperatur
gebracht wird, oder aber dadurch, dass die freien Eisenoberflächen beider Eisen-Kupfer-Zweischicht-Platinen metallisch rein zugerichtet werden und dass gemeinsam mit den beiden Eisen-Kupfer-Zweischicht-Platinen eine gleichfalls eine metallisch reine, einer freien Eisenoberfläche einer der Eisen-KupferZweischicht-Platinen zugekehrte Oberfläche aufweisende Aluminium-Platine in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsgesamtdicke aller drei Platinen liegende Materialdicke abgewalzt und das Walzgut nach Erreichen seines Endmasses vor dem langsamen Abkühlen auf eine unterhalb des Alitierpunktes liegende Temperatur gebracht wird.
Wenn in gleicher Weise wie bei der beschriebenen beidseitigen Endplattierung einer Eisen-KupferEisen-Dreischicht-Platine mit Aluminium statt einer der beiden Aluminium-Platinen eine Nickel-Platine aufplattiert werden soll, so ist dies unter Berücksichtigung der erfindungsgemäss vorzusehenden Aufbringung einer Kupferzwischenschicht auf die Nickel-Platine möglich.
Es wurde auf ein in der geschilderten Weise vorbereitetes Eisen-Kupfer-Eisen-Dreischicht-Metall von wieder 1 mm Dicke in der beschriebenen Weise auf der einen Seite eine entsprechend vorbereitete Aluminium-Platine von 0, 06 mm Dicke und auf der andern Seite eine Nickel-Kupfer-Platine von gleichfalls 0, 06 mm Dicke mit einer Zusammensetzung von 56 pm Nickel und 4 pm Kupfer durch kaltes Abwalzen an einem Walzspalt von 0, 65 mm entsprechend wieder einer Enddicke des Walzgutes von etwa 58, 1% der Ausgangsgesamtdicke aller Platinen aufplattiert. Es erfolgte wieder ein Abmasswalzen auf 0, 25 mm Enddicke und Endglühe bei 540 C.
EMI10.1
Verfahrensführung ergab sich ein 250 pm dickes Fünfschicht-Metall der Zusammensetzung 10 pm Alu- minium, 66 um Eisen, 97 pm Kupfer, 66 pm Eisen und 11 pm Kupfer.
Die Herstellung eines Aluminium-Eisen-Kupfer-Nickel-Vierschicht-Metalls mit etwa gleicher Kupfer- und Nickel-Schichtdicke in der Endzusammensetzung erfolgte so, dass nach Herstellung einer Kupfer- Nickel-Zweischicht-Platine in der vorstehend bereits beschriebenen Art, welche auf ein Abmass von 0, 15 mm heruntergewalzt und bei etwa 580 C geglüht war und dann eine Zusammensetzung von
75 pm Nickel und 75 um Kupfer aufwies, diese Zweischicht-Platine mit einer beidseitig metallisch rein zugerichteten Eisen-Platine von 1, 0 mm, welche auf der metallisch rein zugerichteten und auf eine Oberflächenrauhigkeit von mindestens 1 pm gebrachten Kupferseite der Zweischicht-Platine angeordnet war, sowie einer gleichfalls metallisch rein zugerichteten Aluminium-Platine von 0,
1 mm Dicke auf der gegenüberliegenden Seite der Eisen-Platine gemeinsam kalt an einem Walzspalt von 0, 65 mm Dicke abgewalzt und anschliessend auf das Endmass von 0, 13 mm gebracht und einer Endglühe bei etwa 540 C unterworfen wurde. Die Zusammensetzung dieser so erhaltenen Vierschicht-Platine ergab sich zu 10 pm Aluminium, 104 pm Eisen, 8 um Kupfer und 8 pm Nickel.
Weiterhin hat es sich als besonders zweckmässig zu bevorzugen erwiesen, wenn in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung zur Herstellung eines Mehrschicht-Metalls mit feier Nickel-Oberfläche die Aufheizung des eine freie Nickel-Oberfläche aufweisenden Walzgutes beim Zwischen- oder Endglühen nach dem Walzstich jeweils bei herabgesetztem Druck der gasförmigen Umgebungsatmosphäre oder unter Schutzgasatmosphäre erfolgt. Dabei kann zweckmässigerweise die Aufheizung jeweils bei einem Druck in der Grössenordnung von wenigen Torr erfolgen.
Zwar ist es bei der bekannten Warmplattierung von Nickel und Eisen bereits bekannt, die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit der Nickel-Oberfläche dieses Materials durch eine Blankweichglühe bei gegenüber Atmosphärendruck herabgesetztem Druck oder unter Schutzgas zu erzeugen, was in jedem Fall einen erhöhten technischen und kostenmässigen Aufwand für diese zusätzliche Blankweichglühe bedingt, es legt diese bekannte"Vakuumglühe"die vorteilhafte und insbesondere praktisch ohne Mehraufwand von Kosten und Gerät durchführbare Anwendung dieses Verfahrensschrittes auch bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur zweckentsprechenden Führung der bei diesem zwangsweise vorgesehenen Glühe nicht nahe.
<Desc/Clms Page number 11>
Weiterhin hat es sich herausgestellt,. dass sich überraschenderweise erheblichen Qualitätssteigerungen des Walzgutes dadurch erzielen lassen, dass gemäss weiterer zweckmässiger Fortbildung der Erfindung während der Aufheizung des Walzgutes und/oder während des sich anschliessenden Abkühlens ein Druck senkrecht zur Berührungsfläche der Platinen auf das Walzgut aufgebracht wird. Dabei kann es besonders zweckmässig sein, wenn entsprechend dem Temperaturanstieg der Druck gesteigert und entsprechend dem
Abkühlen verringert wird. Hiedurch lässt sich eine besonders innige Haftung der einzelnen Walzgutschich- ten aneinander unter Ausnutzung stets vorhandener Verfahrensschritte gemäss der Erfindung und unter
Vermeidung von Warmplattierungsaufwand erzielen.
Zweckmässigerweise kann ferner nach dem letzten Abkühlen das Mehrschicht-Metall nochmals einem
Walzstich unterworfen werden, durch welchen eine etwa vorhandene Weichhaut zerstört wird.
Zweckmässigerweise kann auch vorgesehen sein, dass nach dem letzten Abkühlen das Mehrschicht-Me- tall in einem weiteren Walzstich auf Abmass gewalzt wird. Eine weitere Rationalisierung lässt sich schliesslich dadurch erzielen, dass dem Walzspalt des Walzgerüstes die Metall-Platinen jeweils als von einer Vorrats- spule abgespulten Bandmaterial zugeführt werden und dass das abgewalzte Walzgut als Bandmaterial auf eine Spule aufgewickelt wird. Dabei kann vorteilhafterweise das abgewalzte Walzgut jeweils in aufgespultem
Zustand aufgeheizt und danach langsam abgekühlt werden. Für diese erfinderische Weiterbildung lässt sich die Wirtschaftlichkeit der erfindungsgemässen Herstellung von Mehrschicht-Metall noch wesentlich steigern.
Es ist nämlich bei aufgespultem Platinen-Material dessen Länge bei der Erfindung praktisch kein mitbestimmender Faktor mehr, u. zw. dies im Gegensatz zu bekannten Warmplattierungen, bei denen das Walzgut gleichfalls bereits aufgespult und in Ringform chargenweise aufgeheizt wird, wobei jedoch durch die Aufnahmekapazität der Glühöfen nicht nur die Längenabmessungen, sondern auch die Platinen-Breite des zum Einsatz kommenden Materials begrenzt gehalten werden.
Erfindungsgemäss lassen sich hier erhebliche Einsparungen nicht nur an Investitionskosten, sondern auch an Betriebsaufwand insbesondere auch im Hinblick auf Fortfall von Totzeiten zum Platinen-Wechsel erzielen. Überraschenderweise lässt sich dabei die Glühe auch noch zur weiteren Steigerung der Nachverfestigung der Haftverbindung zwischen den einzelnen Walzgutschichten ohne weiteren Aufwand heranziehen, indem lediglich die Temperaturdehnungen in dem in Spulenform aufgeheizten Walzgut zur Nachverfestigung ausgenutzt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtenmetall mittels Kaltplattierung von anderem Metall auf Kupfer, wobei weichgeglühte Platinen mit jeweils mindestens einer metallisch reinen Oberfläche Verwendung finden und die weichgeglühten Platinen mit ihren metallisch reinen Oberflächen einander zugekehrt in kaltem Zustand am Walzspalt eines Walzgerüstes zusammengewalzt werden, dadurch gekennzeichnet,
dass bei Verwendung je einer blankweichgeglühten Kupfer-Platine und einer blankweichgeglühten Platine aus einem Metall der Gruppe VIII des Periodensystems der Elemente diese in einem einmaligen Kaltwalzvorgang gemeinsam auf eine zwischen 30 und 75% der Ausgangsdicke beider Platinen liegende Materialdicke abgewalzt werden und anschliessend das Walzgut nach Aufheizung auf eine unterhalb des Schmelzpunktes des niedrigstschmelzenden Metalls liegende Temperatur langsam abgekühlt wird.