DE2221262C3

DE2221262C3 - Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffstreifens durch Walzplattieren

Info

Publication number: DE2221262C3
Application number: DE19722221262
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. Dr. Becker; Herbert Dipl.-Ing. Kopp- Scheele
Original assignee: Vereinigte Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Vereinigte Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1972-04-29
Filing date: 1972-04-29
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DE2221262A1; DE2221262B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffstreifens, bestehend aus einer Nickelschicht, die doppelseitig jeweils mit einer Kupfer-Nickel-Legierungsschicht durch Walzplattieren bei Temperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur der Werkstoffkomponenten verbunden ist, vorzugsweise für die Erzeugung von Münzrohlingen.

Unter Plattieren ist die durch hohe Temperaturen und Druck herbeigeführte Vereinigung von zwei oder mehr relativ dicken Metallschichten, die durch normale Bearbeitung oder bei der praktischen Benutzung nicht wieder voneinander getrennt werden können, zu verstehen.

Die Herstellung erfolgt durch Walzschweißen, d. h., die auf Schweißhitze (750 bis 1500° C) gebrachten Schichten des Grund- und Auflagemetalls des Plattierpakets werden beim gemeinsamen Auswalzen durch den Walzdruck zum Haften gebracht. Vorbedingung für das Haften ist die möglichst völlige Oxidfreiheit der Haftflächen, weshalb das Erhitzen in einem Plattierpaket, das eine Oxidation der zu verbindenden, gegeneinander liegenden Metallflächen ausschließt, erfolgen muß. Die größte Haftfähigkeit der verschiedenen Metalle ist gegeben, wenn diese sich gegenseitig ineinander lösen.

Das Walzplattieren wird überall dort angewendet, wo die Herstellung aus dem Auflagemetall allein zu teuer ist und/oder die mechanischen Werte konstruktiv zu niedrig sind, sowie gezielte physikalische Eigenschaften erreicht weiden sollen.

Durch Walzplattieren wird z. B. der aus der DE-AS 1558703 bekannte Verbundwerkstoff für Münzen aus einem magnetisierbaren Nickelkern mit einem beidseitig darauf plattierten, nicht magnetisierbaren Kupfer-Nickel-Werkstoff hergestellt.

Es wurde nun gefunden, daß bei einem solchen Verbundwerkstoff eine optimale Bindung, insbesondere im Hinblick auf die Warmve.rarbeitbarkeit, KaItverarbeitbarkeit, Prägbarkeit etc. zu Münzen, erzielt werden kann, wenn erfindungsgemäß bei der Herstellung des Verbundwerkstoffstreifens die Längskanten der Kupfer-Nickel-Platine durch spanende Bearbeitung vorzugsweise unter einem Winkel von 45 ° angeschrägt, danach metallisch blank geschliffen und ihre plattierseitigen Oberflächen ebenso wie die plattierseitige Oberfläche der Nickelplatine gereinigt werden.

Nachdem die Platinen zu einem entsprechenden Plattierpaket zusammengelegt worden sind, werden die angeschrägten Längs- und Stirnkanten der Kupfer-Nickel-Platine unter Belassung einer Entlüftungsöffnung in der mit Bezug auf den ersten Walzstich am Ende liegenden Stirnkante miteinander verschweißt. Das verschweißte Plattierpaket wird anschließend auf 5 bis 10% der Ausgangsdicke des Plattierpakets bei einer Verformung von wenigstens 40% im ersten Stich abgewalzt.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die Kupfer-Nickel-Platinen mit der Nickelplatte in der Weise zu einem Plattierpaket zusammenzulegen, daß deren infolge des Anschrägens kürzere Breitseiten nach innen weisen, wobei die kürzeren Breitseiten gleichmäßig 5 bis 7 mm breiter sind als die dazwischenliegende Nickelplatine. Bei Nichteinhaltcn dieser Toleranzen besteht die Gefahr von Bindefehlern sowie ein Durchsacken des Schweißgutes.

Um eine einwandfreie Plattierverbindung zu erhalten, müssen Platinen auf ihren zu plattierenden Oberflächen mit einem organischen Lösungsmittel gereinigt und mit Edelstahlbürsten bearbeitet werden.

Als weitere Vorbedingung für eine gute Plattierverbindung wird das Plattierpaket zunächst an der einen Längsseite durch Heftschweißung der beiden Kupfer-Nickel-Platinen und dann auf der anderen Längsseite durch einlägiges maschinelles Pendelschweißen der Kupfer-Nickel-Platinen verbunden. Danach wird die zuerst geheftete Längsseite ebenfalls durch einlägiges maschinelles Pendelschweißen verbunden.

Zweckmäßigerweise werden die Stirnseiten des Plattierpakets durch eine Kopf- und Endnaht manuell verschweißt, derart, daß in der Endnaht eine Entlüftungsöffnung verbleibt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Die CuNi25-Platinen mit der Abmessung von

25 X 540 X 4000 mm werden an ihren Längsseiten unter einem Winkel von 45 ° abgefräst und anschließend metallisch blank geschliffen. Danach werden die plattierseitigen Flächen der Kupfer-Nickel-Platinen sowie die plattierseitigen Flächen der allseitig um 5 mm schmaleren Nickelplatine mit einem organischen Mittel gereinigt und mit Edelstahlbürsten bearbeitet. Nach dem Zusammenlegen des Plattierpakets werden die Kupfer-Nickel-Platinen an' der einen Längsseite 2- bis 3mal durch Schweißen geheftet und anschließend auf der anderen Längsseite durch einlägiges maschinelles Pendelschweißen miteinander verbunden. Nach dem Wenden des Plattierpakets wird dann die vorher geheftete Längsseite vollständig verschweißt. Dem Schweißen schließt sich der eigentliche Plattiervorgang in 5 Walzstichen an, nachdem vorher das Plattierpaket auf 1020° C erwärmt worden ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffstreifens, bestehend aus einer Nickelschicht, die doppelseitig jeweils mit einer Kupfer-Nickel-Legierungsschicht durch Walzplattieren bei Temperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur der Werkstoffkomponenten verbunden ist, vorzugsweise für die Erzeugung von m Münzrohlingen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:

a) Spanendes Anschrägen und Schleifen der Längskanten der Kupfer-Nickel-Platinen.

b) Reinigen der plattierseitigen Flächen der Nickelplatine sowie der Kupfer-Nickel-Platinen.

c) Verschweißen der Längs- und Stirnkanten der Kupfer-Nickel-Platinen zu einem Plattierpaket unter Belassen einer Entlüftungs-Öffnung in der mit Bezug auf den ersten Walzstich am Ende liegenden Stirnkante.

d) Erwärmen des Plattierpakets auf 950 bis 1050° C und

e) Walzen des Plattierpakets in mehreren Sti- r> chen auf 5 bis 10% der Ausgangsdicke mit einer Verformung im ersten Stich von wenigstens etwa 40%.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskanten der Kupfer- so Nickel-Platinen unter einem Winkel von 45° angeschrägt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickelplatine und die Kupfer-Nickel-Platinen plattierseitig mit » organischen Lösungsmitteln gereinigt und mit Edelstahlbürsten bearbeitet werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupfer-Nickel-Platinen mit der Nickelplatine derartig zu einem Plattierpaket zusammengelegt werden, daß deren infolge des Anschrägens kürzere Breitseiten nach innen weisen, wobei die kürzeren Breitseiten gleichmäßig 5 bis 7 mm breiter sind als die zwischenliegende Nickelplatine. 4-,

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Plattierpaket zunächst an der einen Längsseite die Kupfer-Nickel-Platinen durch Heftschweißungen und dann an der anderen Längsseite durch eintägiges w maschinelles Pendelschweißen miteinander verbunden werden und anschließend die zuerst nur geheftete Längsseite wie die andere Längsseite verschweißt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ··,·>

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten des Plattierpakets durch eine Kopf- und Endnaht manuell miteinander verschweißt werden, derart, daß in der Endnaht die Entlüftungsöffnung verbleibt.