DE3109797A1 - Metalltransportband und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

• a

-V-

D-4526

Metalltransportband und Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein endloses Band für eine Bandtransportvorrichtung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein aus einem korrosionsbeständigen Stahl bestehendes Transportband mit einer verbesserten Schweißverbindung mit hoher Festigkeit, Härte und Ermüdungswiderstand, und zwar mit Werten, die durch konventionelle Transportbänder aus korrosionsbeständigem Stahl nicht erreicht werden.

Wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit, Wärmebeständigkeit, ölbeständigkeit, Abrasionswiderstand und anderen erwünschten Eigenschaften werden rostfreie (korrosionsbeständige) Stahltransportbänder in großem Umfang verwendet, und zwar auf dem Gebiet der Nahrungsmitteltechnik, der allgemeinen Chemie, der mechanischen sowie der elektrischen Industrien und auch auf anderen Gebieten, und zwar nicht nur für allgemeine Transportzwecke von Gütern, sondern auch als Bänder von Transportvorrichtungen in Verbindung mit der Wärmebehandlung oder der Verarbeitung von Gütern, wie beispielsweise in der Form von Ofenbändern, Kühlvorrichtungsbändern, Druckbändern, Kalandertransportvorrichtungen und dergleichen. In sämtlichen Fällen ist das aus rostfreiem Stahl bestehende Transportband zwischen zwei Rollen, wie bei-

spielsweise Kopf- und Endtromineln von angetriebenen Riemenscheiben und Zug-Riemenscheiben, unter Zug angeordnet und wird dabei gedehnt. Es ist daher erforderlich, daß die Enden eines aus rostfreiem Stahl bestehenden Blechs oder Streifens mit vorbestimmten Abmessungen zur Bildung des endlosen Bandes fest miteinander verbunden sind. Die Verbindung kann durch Nieten oder Schweißen erfolgen. Wenn möglich, wird eine Verbindung durch Schweißen bevorzugt, weil die durch Niete geschaffene Verbindung die Oberflächenflachheit des Bandes stört und ferner ein Problem der Beanspruchungskonzentration infolge wiederholter Beanspruchung hervorruft.

Bekannte typische rostfreie Stahltransportbänder basieren entweder auf einem rostfreien Stahl der Verfestigung (Arbeitshärtung = work hardening), wobei dieser Stahl hergestellt wurde durch Härtung eines austenitischen Stahls, wie beispielsweise SUS 301 oder SUS 304, und zwar durch Kaltwalzen, oder aber die Bänder basieren auf einem martensitischen rostfreien Stahl, wie er in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 51-31085 der Anmelderin beschrieben ist.

Wenn das Band auf einem rostfreien Stahl der oben erwähnten

Verfestigungstype basiert, so kann eine außerordentlich starke Schweißverbindung nicht ausgebildet werden, weil durch die Schweißwärme die Schweißzone erweicht wird, was eine niedrigere Festigkeit als im ursprünglichen Material ergibt. Ferner erfährt ein derartiges Band eine Gestaltverformung bei Verwendung in einer Transportvorrichtung, wie beispielsweise in einer Ofentransportvorrichtung, die einem Wärme- und Kältezyklus ausgesetzt ist. Diese Nachteile werden auf die Tatsache zurückgeführt, daß der Stahl des Bandes eine zweiphasige Struktur besitzt, und zwar eine beanspruchungsinduzierte Martensitphase und eine Austenitphase. Diese Tatsache wiederum macht es schwierig, das Band einer bekannten Verarbeitung auszusetzen, bei der ein Gummiband auf der Rückseite des Bandes unter Wärmeeinwirkung und Druckeinwirkung aufgebracht wird, um

α « ψ α * • ο t β * · ·

so eine schlangenartige Bewegung des Bandes zu vermeiden. Dies liegt daran, daß bei dieser Behandlung das Band wärmeverformt wird und sich wellt.. Bei Verbindung durch Niete besitzt das

Band eine Zugfestigkeit von höchstens 110 kg/mm und eine Härte von ungefähr 350 Hv, und somit sind Konstruktion und Anwendung von Transportvorrichtungen unter Verwendung eines solchen Bandes begrenzt.

Das auf dem martensitischen rostfreien Stahl der japanischen Pcit:entveröffentlichung Nr. 51-31085 basierende Band leidet nicht an den oben erwähnten Problemen, weil selbst dann, wenn eine Verbindung durch Schweißen hergestellt wird, die Schweißzone des Bandes eine Festigkeit besitzt, die nicht wesentlich gegenüber der Festigkeit des Ursprungsmaterials vermindert ist, und wobei ferner das Band gegenüber einer Gestaltverformung infolge Erhitzung und Kühlung widerstandsfähig ist. Der Stahl für das Band weist folgende Bestandteile auf: 0,03 bis 0,06 Gewichtsprozent C, nicht mehr als 0,03 Gewichtsprozent N, 0,5 bis 1,0 Gewichtsprozent Si, 3 bis 10 Gewichtsprozent Ni_r 10 bis 18 Gewichtsprozent Cr und vorzugsweise von (C in Gewichtsprozent + N in Gewichtsprozent) χ 5 bis (C in Gewichtsprozent + N in Gewichtsprozent) χ 16 an Ti. Das Band hat je-

doch oino Zugfestigkeit von höchstens 110 kg/mm und eine Härte von ungefähr 380 Hv. Demgemäß ist dieses Band bei solchen Transportvorrichtungen anwendbar, wo die oben erwähnten mechanischen Eigenschaften annehmbar sind.

Zusammenfassung der Erfindung. Ziel der Erfindung ist es, die oben diskutierten beschränkten Anwendungen des konventionellen aus rostfreiem Stahl bestehenden Transportbandes zu erweitern. Gemäß der Erfindung wird ein aus rostfreiem korrosionsbeständigem) Stahl bestehendes endloses Transportband mit einer Schweißnaht oder Schweißverbindung vorgesehen, wobei die Festigkeit und Härte der Schweißzone nicht wesentlich gegenüber den Werten des Ursprungsmetalls vermindert wird, und wobei, sowohl die Schweißzone als auch das Ursprungs-

metall"eine höhere Festigkeit und Härte besitzen, als dies bei konventionellen rostfreien Stahltransportbändern der Fall ist, und wobei die erfindungsgemäßen Transportbänder ferner einen ausgezeichneten Ermüdungswiderstand sowie andere vorteilhafte Eigenschaften des verwendeten rostfreien Stahls aufweisen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Transportbandes anzugeben, welches gemäß obigem Ziel verwendet werden kann.

Ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Transportband wird aus einem Blech oder Streifen aus rostfreiem Stahl ausgeformt, der vorbestimmte Dimensionen besitzt, und zwar erfolgt die Herstellung durch Verschweißen der Enden des Blechs oder Streifens miteinander zur Bildung eines endlosen Bande:;, wobei der rostfreie (korrosionsbeständige) Stahl folgendes aufweist: Nicht mehr als 0,07 Gewichtsprozent C, nicht mehr als 0,o3 Gewichtsprozent N, 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Si, nicht mehr als 4,0 Gewichtsprozent Mn, 5,0 bis 9,0 Gewichtsprozent Ni, 12,0 bis 17,0 Gewichtsprozent Cr, 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Cu, 0,2 bis 1,0 Gewichtsprozent Ti, nicht mehr als 1,0 Gewichtsprozent Al, und wobei ferner der Wert A, definiert durch die folgende Gleichung

"A = 17 χ (C Gew.-%/Ti Gew.-%) + 0,70 χ (Mn Gew.-%) + 1 χ (Ni Gew.-%) + 0,60 χ (Cr Gew.-%) + 0,76 χ (Cu Gew.-%) - 0,63 χ (Al Gew.-%) + 20,871,

kleiner ist als 41,0, wobei schließlich der Rest aus Fe und nicht vermeidbaren Verunreinigungen besteht, die im rostfreien Stahl im Verlauf von dessen Herstellung auftreten, und wobei ferner die Schweißzone und das Ursprungsmetall des Bandes eine Struktur aus einer im wesentlichen Martensitphase aufweisen, und mit mindestens einer intermetallischen Verbindung der Legierungselemente darinnen ausgeschieden, und wobei ferner sowohl dje Schweißzone als auch das Ursprungsmetall des Bande;;

2 eine Zugfestigkeit von mindestens 140 kg/mm , eine llürLe von

mindestens 430 Hv und eine Ermüdungsgrenze von mindestens

2
50 kg/mm aufweisen.

Vorzugsweise ist die Zugfestigkeit des Ursprungsmetalls min-

2
destens 160 kg/mm , während die Zugfestigkeit der Schweißzone mindestens 90% derjenigen des Ursprungsmetalls beträgt, und die Härte des Ursprungsmetalls ist mindestens 480 Hv, wohingegen die Härte der Schweißzone mindestens 90% des Werts des Ursprungsmetalls ist, und die Ermüdungsgrenze des Ursprungs-

metalls beträgt mindestens 57 kg/mm , wohingegen die Ermüdungsgrenze der Schweißzone mindestens 90% des Ursprungsmetalls beträgt.

Es sei bemerkt, daß die erfindungsgemäßen rostenfreien Stahltransportbänder in überraschender Weise verbesserte Eigenschaften verglichen mit den oben genannten bekannten Transportbändern aufweisen, die eine Zugfestigkeit von höchstens unge-

2
fähr 110 kg/mm und eine Härte von höchstens ungefähr 380 Hv besitzen. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die verbesserten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Transportbänder durch eine Schweißverbindung und nicht durch eine Nietverbindung erreicht werden können. Wie ferner durch die im folgenden genannten Beispiele demonstriert wird, sind die Transportbänder gemäß der Erfindung in ausreichender Weise zufriedenstellend hinsichtlich anderer Eigenschaften ausgebildet, wie beispielsweise einer 0,2%-Prüffestigkeit, die für Transportbänder im allgemeinen zweckmäßig ist.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1-6 schematische Querschnittsansichten der Transportvorrichtungen, in denen die Transportbänder der Erfindung jeweils verwendet werden; im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Transportband mit einer langgestreckten, stark gespannten Spannweite, Fig. 2 zeigt eine Kalandertransportvorrichtung, Fig. 3

zeigt cine TransportvorrichUincj für don Transport von Gegenständen, die ein holies Gewicht. busiLzi-n oder aber bogenförmige Oberflächen aufweisen, Fig. 4 zeigt eine Transportvorrichtung für Wärmebehandlung; Fig. 5 zeigt eine Transportvorricntung für die Behandlung mit einer Flüssigkeit und Fig. 6 zeigt schließlich eine Tran-sportvorri.i:lit:umj für die Behandlung mit Heißluft;

Fig. 7 einen schematischen Querschnitt der Schweißzone eines erfindungsgemäßen Transportbandes;

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Härteänderungen längs der Schweißzone und dem Ursprungsmetall für mehrere Transportbänder;

Fig. 9-12 graphische Darstellungen der angegebenen mechanischen Eigenschaften der Schweißzone und des Ursprungsmetalls bei einigen erfindungsgemäßen Bändern im Vergleich mit Kontrollwerten, und zwar beziehU sich Fig. 9 auf 0,2% Prüffestigkeit, Fig. 10 bezieht sich auf die Zugfestigkeit, Fig. 11 bezieht sich auf den Fudergrenzwert und Fig. 12 bezieht sicli auf die Ermüdungsgrenze.

Die Erfindung sei nunmehr im einzelnen beschrieben. Die erfindungsgemäßen Transportbänder können vorzugsweise in verschiedenenen Transportvorrichtungen und Geräten für den Transport, die Bearbeitung und die Verarbeitung von Gegenständen verwendet werden. Einige solche Transportvorrichtungen und Geräte sind in den Fig. 1-6 gezeigt. Bei jedem der dargestellten Ausführungsbeispiele wird ein erfindungsgemäßes Transportband 1 eng anliegend um eine Antriebsriemenscheibe 2 und eine Zugriemenscheibe 3 herum gehalten, wobei der auf das Band ausgeübte Zug durch Veränderung des Relativabstands zwischen der Antriebsriemenscheibe 2 und der Zugriemenscheibe 3 durch Einstellung einer Zug- oder Spannvorrichtung eingestellt wird, wie beispielsweise

durch cine Federspannvorrichtung, eine Gewichtspannvorrichtuncj odor cine pneumatische oder hydraulische Spannvorrichtung, angeordnet an der Zug- oder Spannriemenscheibe 3. Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Transportvorrichtung, bei der es erforderlich ist, das Transportband unter einer hohen Zugspannung zu halten, und zwar über einen langen und wahlweise gekrümmten Pfad hinweg. Fig. 2 zeigt eine Kalandervorrichtung, bestehend aus einem Paar von Bändern, die dazwischen einen Pfad definieren. Zu behandelndes Material wird zum Durchgang durch den Pfad unter Einwirkung von Druck und Wärme veranlaßt, um so gleichzeitig das Material zu formen und zu polieren. Die Vorrichtung ist mit Tragrollen 4 zum Pressen und UeizmitLeln 5 ausgestattet. Eine derartige Vorrichtung ist für die Herstellung von Sperrholz und laminierten Platten zweckmäßig, ferner für das Walzen und/oder Formen von'thermoplastischem Material, und auch für die Herstellung von Kacheln oder feuerfesten Tafeln. Fig. 3 zeigt eine Transportvorrichtung für den Transport von Gegenständen, die ein hohes Gewicht besitzen oder scharfe Oberflächen aufweisen, wie dies beispielsweise bei bestimmten Metallteilen 6 der Fall sein kann. Fig. 4 zeigt eine Transportvorrichtung, ausgestattet mit einem Ofen 7, durch den das Band 1 verläuft. Fig. 5 zeigt eine Transportvorrichtung, bei der ein Flüssigkeitsbad 8 vorgesehen ist, durch welches das Band 1 geführt ist. Die im Bad 8 enthaltene Flüssigkeit kann ein flüssiges chemisches Agens oder Kühlwasser sein. Fig. 6 zeigt eine Transportvorrichtung, die mit Mitteln 9 zur Lieferung von Heißluft ausgestattet ist. Im Falle der in Fig. 6 gezeigten Transportvorrichtung kann das Transportband 1 vorzugsweise gelocht sein, so daß Heißluft durch die Löcher im Band zur direkten Berührung mit dem zu behandelnden Material laufen kann.

Die veranschaulichten Transportvorrichtungen und Geräte zum Transport, zur Behandlung oder zur Verarbeitung von Gegenständen sind nur Beispiele, die auch für andere Anwendungsfälle der erfindungsgemäßen Transportbänder bestehen. Solche

anderen Anwendungsfälle erkennt der Fachmann sofort, wenn er die vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Transportbandes berücksichtigt, zu denen die überraschend erhöhte Zugfestigkeit und Härte gehören, Werten, die bislang nicht durch die bekannten, aus rostfreiem Stahl bestehenden Transportbänder erreicht werden konnten. Diese Eigenschaften werden erreicht zusätzlich zu anderen erwünschten Eigenschaften, wie beispielsweise hohem Wärmewiderstand, hoher Korrosionsbeständigkeit und gut aussehenden Oberflächen, die von Natur aus rostfreiem Stahl eigen sind. Andere Anwendungsfälle sind eine Schwingungsvorrichtung für den Lauftest von Automobilen, Transportbänder für Fußgänger und Bandablösevorrichtungen .

Wie oben beschrieben, ist das rostfreie Transportband gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der rostfreie Stahl eine bestimmte chemische Zusammensetzung aus Bestandsteilselementen aufweist und daß die Schweißzone und das Ausgangsmetall im wesentlichen die gleiche spezifizierte Struktur besitzen. Was die spezifizierte bestimmte chemische Zusammensetzung des rostfreien Stahls anlangt, so ist diese teilweise ähnlich der des rostfreien Stahls, welcher für Feder geeignet ist und der von einigen der Erfinder in der japanischen Patentanmeldung Nr. 51-131610 (japanische Offenlegungsschrift Nr. 53-57114) und der japanischen Patentanmeldung Nr. 51-131611 (japanische Offenlegungsschrift Nr. 53-57115) beschrieben ist. Diese genannten japanischen Offenlegungsschriften betreffen jedoch ein für Federn geeignetes Material und offenbaren einen neuen rostfreien Stahl mit einer Kombination von Eigenschaften, die für Federn erforderlich und zweckmäßig sind. Für den rostfreien Stahl gemäß diesen japanischen Offenlegungsschriften wird erwähnt, daß der Kohlenstoffgehalt nicht mehr als 0,03 Gew.-% betragen darf, und daß ein Verhältnis des Cr-Äquivalents zum Ni-Äquivalent und ein Η-Wert vorliegen müssen, wobei diese Werte innerhalb bestimmter Bereiche gesteuert werden, und

wobei ferner darauf hinzuweisen ist, daß diese Maßnahmen für die vorliegende Erfindung nicht zutreffen. Ferner liegt dor Vorgang des Schweißens von Federmaterialien außerhalb des üblichen Fachwissens. Anders ausgedrückt kann man sagen, daß bisher noch keine Federteile verwendet wurden oder nach dem Schweißen verarbeitet wurden. Demgemäß sind die oben genannten Offenlegungsschriften hinsichtlich der Schweißfähigkeit des Materials ohne jede Aussage.

Im Gegensatz zur Feder besitzt das erfindungsgemäße Transportband eine Schweißverbindung. Es erfordert, daß die Schweißzone und das Ausgangsmaterial im wesentlichen die gleiche Struktur besitzen. Es ist ferner erforderlich, daß verbesserte mechanische Eigenschaften erreicht werden, die durch die bekannten rostfreien Stahl-Transportbänder nicht erreicht werden. Um diese Erfordernisse zu erfüllen, wird die chemische Zusammensetzung des rostfreien Stahls gemäß den beigefügten Ansprüchen vorgesehen. Die Kritikalität oder technische Signifikanz der angegebenen oder spezifizierten Zusammensetzung wird nunmehr beschrieben.

Hinsichtlich C £ 0,07 Gew.-% wird folgendes ausgeführt. Eine übermäßige Menge an Kohlenstoff hat die Tendenz, eine starke Martensitphase zu ergeben, was einen erhöhten Energieverbrauch bei den Kaltwalzschritten zum Zeitpunkt der Herstellung des rostfreien Stahlblechs oder -Streifens zur Folge hat. Wenn darüber hinaus der Kohlenstoffgehalt zu hoch liegt, so wird eine erhöhte Menge an Austenit in der Schweißzone zurückbehalten, und zwar infolge der Auflösung von C zur Zeit des Schweißens. Es ist nicht leicht, eine gewünschte Martensitphase in einer solchen Schweißzone durch Nachbehandlung zu bilden, und somit kann eine Schweißverbindung von hinreichender Stärke für ein Transportband nicht gebildet werden. Aus diesen Gründen ist es erforderlich, daß C auf ein Niveau von nicht mehr als 0,07 Gew.-% gesteuert wird. Wenn ferner der Gehalt an C erhöht wird, so muß die Menge des für die Ausscheidungshärtung erforderlichen hinzugefügten Ti erhöht

werden. Die erhöhte Ti-Menge verschlechtert nicht nur die Oberflächenqualität des rostfreien Stahls, sondern auch die Fließfähigkeit der geschmolzenen Metalle im Zeitpunkt der Gchweißung. Darüber hinaus beeinflussen die zur Zeit des Schweißens gebildeten Titanoxide in nachteiliger Weise die Schweißränder. Dies ist ein zusätzlicher Grund, warum C auf das oben angegebene Niveau kontrolliert oder gesteuert wird.

Hinsichtlich N * 0,03 Gew.-% seien die folgenden Ausführungen gemacht. N besitzt eine hohe Affinität zum Ausscheidungshärtungselement Ti. Wenn der Gehalt an N zu hoch liegt, so werden relativ große Einschlüsse aus TiN im Material gebildet, was zu einer merklichen Reduktion der Zähigkeit des Bandes führt. Ferner kann ein solcher TiN-Einschluß der Kern für den Beginn eines Ermüdungsbruchs des Bandes sein, wenn das Band einer wiederholten Biegebeanspruchung ausgesetzt wird. Aus diesen Gründen wird N auf ein Niveau von nicht mehr als 0,03 Gew.-% eingesteuert oder kontrolliert.

Hinsichtlich des Wertes 0,5 Gew.-% < Si < 2,5 Gew.-% sei folgendes bemerkt. Gemäß einem Aspekt ist Si eines der Ausscheidungshärtungselemente. Wenn der Gehalt an Si unterhalb 0,05 Gew.-% liegt, so wird es notwendig, die Ti-Menge zu erhöhen, um ein hinreichend starkes oder festes Band zu erhalten. Eine übermäßig erhöhte Ti-Menge bringt jedoch verschiedene Nachteile, wie oben diskutiert, mit sich. Gemäß einem anderen Aspekt ist es Si ein Element, welches zur Erhöhugn der Fließfähigkeit der geschmolzenen Metalle, gebildet zum Zeitpunkt des Schweißens, hinzugegeben wird. Wenn Si unterhalb 0,5% liegt, so wird die gewünschte Fließfähigkeit nicht erreicht, und infolgedessen haben die Ränder die Tendenz, zum Zeitpunkt des Schweißens unterschnitten zu werden, was zu einer Verminderung der Festigkeit der Schweißverbindung führt. Aus diesen Gründen wird die untere Grenze von Si auf mindestens 0,5 Gew.-% eingestellt. Andererseits wird die obere Grenze von Si auf höchstens 2,5 Gew.-% eingestellt. Dies erfolgt deshalb, weil im wesentlichen kein zusätzlicher

vorteilhafter Effekt hinsichtlich der Festigkaitserhöhuiiij :u:lli:;l dann boobachLeL· wird, wenn Si im Überschuh zu λ, L> Ui-w.-'n hinzugegeben wird. Vielmehr fördert die Zugabe einer übermäßigen Si-Menge die Bildung einer Deltaferritphase. Das Vorhandensein einer solchen Phase verkürzt die Ermüdungslebensdauer des Bandes, wenn dieses einer wiederholten Biegebeanspruchung ausgesetzt wird. Ferner führt eine Erhöhung der Menge an Deltaferrit in der Schweißzone zu einer Reduktion der Verbindungsfestigkeit.

Hinsichtlich des Wertes 12,0 Gew.-% < Cr < 17,0 Gew.-% sei folgendes ausgeführt. Mindestens 12,0 Gew.-% von Cr sind notwendig, um den Korrosionswiderstand,der rostfreiem Stahl eigen ist, zu erreichen. Wenn andererseits eine übermäßige Menge an Cr hinzugegeben wird, so werden Delatferrit und zurückgehaltenes Austenit gebildet, so daß die Bildung der gewünschten Martensitstruktur gehindert wird, wobei es infolgedessen schwierig wird, das Transportband mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Besonders ernsthafter Natur ist die Tatsache, daß die Menge des in der Schweißzone gebildeten Deltaf"")-ferrits merklich erhöht wird, und somit wird die Festigkeit in der Schweißzone derart reduziert, daß die Ziele der Erfindung nicht erreicht werden können. Aus diesen Gründen wird Cr in einer Menge von höchstens 17,0 Gew.-% verwendet.

Hinsichtlich der Angabe 5,0 Gew.-% < Ni £ 9,0 Gew.-% sei folgendes bemerkt. Obwohl es im allgemeinen notwendig ist, eine Menge an Ni dann zu erhöhen, wenn eine Menge an Cr erhöht wird, um so die Bildung von Deltaferrit zu unterdrücken, so ergibt doch eine Erhöhung an Ni eine Reduktion des Ms-Punktes des rostfreien Stahls, und es ist daher erforderlich, einen niedrigen Gehalt an Ni zu verwenden, soweit die Bildung des Deltaferrits vermieden werden kann. Wenn jedoch der Ni-Gehalt zu niedrig liegt, so wird die Ausscheidungshärtung nachteilig beeinflußt und infolgedessen kann die gewünschte Festigkeit des Bandes nicht erreicht werden. Aus diesem Grunde müssen mindestens 5,0 Gew.-% Ni verwendet werden. Andererseits ergibt eine übermäßige Menge an Ni die Bildung merklicher zurück-

behaltener Austenitmengen, die Behinderung der Bildung dor gewünschten Martensitstruktur und die Verminderung der Festigkeit, und infolgodeüsen können die Ziele der Erfindung nicht ei reicht werden. Wenn der Gehalt an Ni übermäßig hoch liegt, so ist einu intensive Kaltwalzung erforderlich, und der sogenannte Stahl besitzt eine Dualphasenstruktur und weist eine Austonit- und eine beanspruchungsinduzierte Martensit-Phase auf. Wenn ein Stahl mit einer solchen Dualphasenstruktur in einer Transportvorrichtung verwendet wird, die wiederholten Wärme- und Kältezyklen ausgesetzt ist, so erfährt die Transportvorrichtung eine Gestaltverformung. Aus diesen Gründen wurde die obere Grenze von Ni auf höchstens 9,0 Gew.-% festgelegt.

Hinsichtlich des Wertes 0,2 Gew.-% < Ti ^ 1,0 Gew.-% sei folgendes ausgeführt. Ti ist ein Primärelement, welches die Ausscheidungshärtung entwickelt. Für eine effektive Ausscheidungshärtung sind mindestens 0,2 Gew.-% Ti erforderlich. Andererseits beeinflußt eine übergroße Menge an Ti in nachteiliger Weise die Oberflächenqualität des rostfreien Stahls, die Fließfähigkeit der geschmolzenen Metalle und die Schweißrand- oder Schweißnaht-Leistungsfähigkeit zur Zeit des Schweissens und auch die Zähigkeit des Stahls. Die Verminderung der Zähigkeit, insbesondere die Verminderung der Kerbfähigkeit, erhöht ein Problem hinsichtlich des Bruchs nach dem Auftreten von Rissen, beispielsweise dann, wenn das Band über eine lange Zeitperiode hinweg in einer Hochgeschwindigkeits-Transportvorrichtung verwendet wird, wie beispielsweise einer Transportvorrichtung, die beim Lauftest von Automobilen Benutzung findet.. Wegen der verminderten Kerbfähigkeit bricht das Band bald, wenn Risse auftreten. Aus den oben erwähnten Gründen wurde die obere Grenze für Ti auf höchstens 1,0 Gew.-% festgelegt.

Hinsichtlich des Werts Al < 1,0 Gew.-% sei bemerkt, daß Al als ein Ausscheidungshärtungselement verwendet werden kann, und Ti kann partiell durch Al ersetzt werden. Hinsichtlich der Zähigkeit wurde die obere Grenze von Al auf höchstens 1,0 Gew.-% eingestellt.

- vT-

Mit Bezug auf die Größe 0,5 Gew.-% ;£ Cu < 2,5 Gew.-% sei I cj I ij en dos ciuyguführL. Cu ist eines der I·: it· mc η Le, die die Ausscheidungshärtung entwickeln. Die Menge des hinzugefügten Cu kann abhängig von den Mengen von Si und Ti bestimmt werden. Wenn Cu in einer Menge von weniger als 0,5 Gew.-% vorliegt, so wird kein merklicher Effekt der Zugabe beobachtet. Selbst wenn eine zusätzliche Menge von Cu.über 2,5 Gew.-% hinausgehend hinzugegeben wird, so wird die Wirkung der Zugabe nicht merklich proportional zur zusätzlichen Menge erhöht. Ferner wird die Warmbearbeitbarkeit des Stahles häufig durch die Zugabe einer überschüssigen Menge an Kupfer verschlechtert. Aus diesen Gründen wurde die obere Grenze für Cu auf höchstens 2,5 Gew.-% eingestellt.

Hinsichtlich des Wertes Mn < 4,0 Gew.-% sei auf folgendes hingewiesen. Wie Ni trägt Mn zur Unterdrückung von Deltaferrit bei und daher kann Mn für einen Teil des Ni substituiert werden, bis zu 4,0 Gew.-% von Mn können im Hinblick auf die Wirkung des Mn, Deltaferrit zu unterdrücken, verwendet werden und auch im Hinblick auf die Balance der Komponenten hinsichtlich der Bildung einer zurückbehaltenen Austenitphase.

Hinsichtlich des A-Wertes <41,0 sei folgendes bemerkt. Die Komponenten C, Ti, Mn, Ni, Cr, Cu und Al müssen derart eingestellt werden, daß die Menge jeder Komponente innerhalb jedes der oben angegebenen Bereiche fällt. Sie müssen auch derart eingestellt sein, daß der Α-Wert, berechnet gemäß der oben definierten Gleichung, kleiner ist als 41,0. Experimentell wurde festgestellt, daß - wie in den unten angegebenen Beispielen demonstriert - dann, wenn der A-Wert 41,O übersteigt-, eine merkliche Menge an Austenitphase im Ausgangsmaterial· im lösungsbehandelten (lösungsgeglühten) Zustand zurückbehalten wird und in der Schweißzone des Bandes. Während eine im rostfreien Stahl im lösungsbehandelten Zustand zurückbehaltene Austenitphase ohne weiteres in eine Martensitphase durch eine geringfügige Kaltwalzung umgewandelt werden kann, ist die zurückbehaltene Austenitphase in der Schweißzone feuerfest

und es ist schwer - wenn nicht unmöglich - die letztgenannte industriell in die gewünschte Martensitphase umzuwandeln. Das Band mit der zurückbehaltenen Austenitphase in dor Schweißzone kaiin nicht hinreichend gestärkt werden, selbst wenn ca der darauffolgenden Alterungshärtung unterworfen wird, und •daher bricht das Band häufig während seiner Betriebszeit- in der Schweißzone. Zudem macht ein unzulässig hoher A-Wert eine intensive Kaltwalzung erforderlich, was eine Dualphasenstruktur aus Austenit und beanspruchungsinduzierten Martensitphasen zur Folge hat. Wie bereits erwähnt, hat ein Band mit einer solchen Dualphasenstruktur die Tendenz, eine Gestaltverformung dann zu erfahren, wenn es einem wiederholten Wärme- und Kältezyklus während seiner Betriebslebensdauer ausgesetzt wird, oder aber wenn es einer Verarbeitung unterworfen wird, bei welcher ein Gummiband an der Rückseite des Bandes unter Wärme- und Druckeinwirkung aufgebracht wird, um so die Wellenbewegung des Bandes zu verhindern. Aus den oben genannten Gründen sollte der Α-Wert auf unterhalb 41,0 gesteuert werden. Das erfindungsgemäße Transportband mit einer Schweißverbindung gemäß der Erfindung besteht aus einem rostfreien Stahl, der seinerseits aus den angegebenen Elementen in den angegebenen Menge aufgebaut ist. Das Transportband ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Schweißzone als auch das Ursprungsmetall des Bandes eine Struktur aus einer im wesentlichen Martensitphase mit intermetallischen Verbindungen der darin ausgeschiedenen Legierungselemente aufweisen. Das eine derartige Struktur und eine solche chemische Zusammensetzung aufweisende Transportband kann in vorteilhafter Weise durch das folgende Verfahren hergestellt werden.

Erfindungsgemäß sind für die Herstellung eines endlosen Metalltransportbandes mit einer Schweißverbindung die folgenden Schritte vorgesehen:

Unterwerfung eines Blechs oder Streifens aus rostfreiem Stahl einer Lösungsbehandlung (Lösungsglühen) bei der Herstellung

οi aas solchen Blechs oder Streifens, wobei der rosLfre.it: SluhI folgendes enthält:

Nicht mehr als 0,07 Gew.-% C, nicht mehr als 0,03 Gew.-% N, 0,5 bis 2,5 Gew.-% Si, nicht mehr als 4,0 Gew.-% Mn, 5,0 bis 9,0 Gew.-% Ni, 12,0 bis 17,0 Gew.-% Cr, 0,5 bis 2,5 Gew.-% Cu, 0,2 bis 1,0 Gew.-% Ti, nicht mehr als 1,0 Gew.-% Al, und wobei ferner der Wert A, definiert durch die folgende Gleichung

A = 17 χ (C Gew.-% / Ti Gew.-%) + 0,70 χ (Mn Gew.-%) + 1 χ (Ni Gew.-%) + O,6O' χ (Cr Gew.-%) + 0,76 χ (Cu Gew.-%) - 0,63 χ (Al Gew.-%) + 20,871,

kleiner ist als 41,0, und wobei ferner der Rest aus Fe und Verunreinigungen besteht, die in unvermeidbarer Weise im rostfreien Stahl im Laufe von dessen Herstellungsverfahren vorkommen,

Schneiden des Blechs oder Streifens in ein Band mit den vorbestimmten Abmessungen,

Verschweißen der Enden des Bandes miteinander zur Bildung eines endlosen Bandes, und

Unterwerfung des endlosen Bandes einer Alterungshärtungsbehandlung.

Die Lösungsbehändlung kann eine Anlaßbehandlung, ausgeführt nach den Kaltwalzschritten, umfassen. Die Lösungsbehandlung wird vorzugsweise dadurch ausgeführt, daß man den Streifen oder das Blech auf eine Temperatur von 900° bis 1050°C erhitzt und das erwähnte Blech oder den Streifen auf Umgebungstemperatur mit Luft oder Wasser abkühlt.

In einem Falle, wo das lösungsbehandelte Blech oder der Streifen in irgendeinem Ausmaße zurückbehaltene Austenitphase enthält, muß das Blech oder der Streifen durch Kaltwalzen konditioniert werden, und zwar mit einer Walzreduktion von bis zu 50%, um so die Austenitphase in eine beanspruchungsinduzierte (strain-induced) Martensitphase umzuwandeln, und das Blech oder der Streifen mit einer im wesentlichen Martensitstruktur muß auf die vorbestimmten Abmessungen zugeschn.it-

ten werden.

In einem Fall, wo der lösungsbehandelte Streifen oder das lösungsbehandelte Blech eine Struktur aus im wesentlichen Martensitphase besitzt, kann ein direktes Schneiden auf ein Band mit vorbestimmten Abmessungen erfolgen. Selbst in einem solchen Falle sollte jedoch das lösungsbehandelte Blech oder der Streifen vorzugsweise durch Kaltwalzen mit einer Walzreduktion von bis zu 50% konditioniert werden, bevor das Schneiden in die Form eines Bandes mit vorbestimmten Abmessungen erfolgt, um so ein endgültiges Transportband mit bemerkenswert verbesserten Eigenschaften zu erhalten.

Wenn das lösungsbehandelte Blech oder der Streifen konditioniert ist, sollte eine Walzreduktion oberhalb 50% vermieden werden, da andernfalls die Zähigkeit des Endprodukts nachteilig beeinflußt wird.

Vorzugsweise kann die Alterungshärtungsbehandlung dadurch ausgeführt werden, daß man das endlose Band auf einer Temperatur von 425° bis 55O°C, vorzugsweise auf 450 bis 525°C, für eine Zeitperiode von 10 bis 300 Minuten, bevorzugterweise 10 bis 60 Minuten, hält. Vorteilhafterweise kann die Schweißzone des endlosen Bandes vor der Alterungshärtungsbehandlung gehämmert werden. An Stelle der Hämmerung oder zusätzlich zur Hämmerung kann die Schweißzone des endlosen Bandes einer Unter-Null-Behandlung vor der Alterungshärtungsbehandlung unterworfen werden. Die Unter-Null- oder "Sub-Null"-Behandlung kann dadurch ausgeführt werden, daß man die Schweißzone des endlosen Bandes auf eine Temperatur von -20°C oder darunter für eine Zeitperiode von ungefähr 30 Minuten abkühlt. Der Unter-Null-Behandlung kann eine weitere Hämmerung folgen.

Jedes bekannte Stoßschweißverfahren kann beim Verschweißen der Enden zur Bildung des endlosen Bandes verwendet werden.

"■"■ T/ —

Gumäß der Erfindung ist ein aus rostfreiem Stahl bestehendes Transportband vorgesehen, dessen Schweißverbindung stärker ist als bei irgendwelchen bekannten Bändern. Das erfindungsgemäße Transportband besitzt einen hinreichend zuverlässigen Ermüdungswiderstand, wenn es einem fortgesetzten wiederholten Biegestress oder einer Biegebeanspruchung ausgesetzt wird. Seine Metallstruktur ist stabil und erfährt wesentliche Änderungen selbst dann nicht, wenn das Band einem wiederholten Wärme- und Kältezyklus ausgesetzt wird. Demgemäß ist das erfindungsgemäße Transportband im wesentlichen frei von Problemen infolge einer Leistungsverschlechterung während der Betriebslebensdauer, wie beispielsweise einer Verschlechterung der Oberflächenflachheit und einer Verminderung der Zähigkeit oder Starrheit..

Die verbesserten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Transportbandes werden nunmehr im einzelnen anhand der folgenden Beispiele sowie Kontrollbeispielen beschrieben.

Tabelle 1 gibt die chemische Zusammensetzung (in Gewichtsprozent) und den Α-Wert für jede getestete Stahlprobe an. Zu den getesteten Stahlprobe,n gehören die folgenden: N-1 bis N-6 sind erfindungsgemäße Beispiele, N-7 und N-8 sind Kontrollbeispiele außerhalb des Erfindungsbereichs; M-1 ist ein Kontrollbeispiel gemäß der japanischen Patentveröffentlichung Nr.' 31085 und SUS 301 und SUS 304 sind im Handel verfügbare Stahlbänder.

Aus jeder der Stahlproben N-1 bis N-8 wurde ein Stahlstreifen durch ein übliches Verfahren hergestellt, und als letzter Schritt des Verfahrens wurde der Streifen durch Erwärmung auf eine Temperatur von 1050 C angelassen (lösungsbehandelt), worauf man dann den erwärmten Streifen auf Umgebungstemperatur abkühlen ließ. Der Streifen im angelassenen Zustand wurde sodann durch Kaltwalzung mit einer Reduktion von ungefähr 20% konditioniert. Der derart konditionierte Streifen hatte eine

Λ Λ**

Dicke von ungefähr 1 ram.Der Streifen im angelassenen Zustand und der konditionierte Streifen wurden einer Alterungsbehandlung durch Erwärmung auf eine Temperatur von 48O⁰C für eine Stunde ausgesetzt. Die Streifen wurden auf ihre Zugfestigkeit, Härte und Ermüdungsgrenze vor und nach der Alterungshärtumjsbehandlung untersucht. In ähnlicher Weise wurde ein Stahlstreifen aus Stahl der Type M-1 hergestellt,und der Streifen wurde im angelassenen Zustand gealtert, und zwar durch Erhitzung auf eine Temperatur von 45O°C für eine Stunde. Der Streifen aus M-1 wurde ebenfalls vor und nach Alterung getestet. Die im Handel verfügbaren SUS 301- und SUS 304-Stahlbänder wurden ebenfalls vor und nach Alterung (Erhitzung auf 400 C für eine Stunde) untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle angegeben.

Die aus den Proben N-1 bis N-8 hergestellten Streifen, die angelassen und konditioniert wurden, wurden an ihren Enden zur Bildung endloser Bänder verschweißt (TIG-Schweißung) und wurden nach Hämmern der Schweißzone alterungsgehärtet bei einer Temperatur von 48O°C für eine Stunde. Die Schweißzone wurde von jedem Band abgeschnitten und auf die 0,2%-Prüffestigkeit, Zugfestigkeit und den Federgrenzwert kb untersucht. Der Federgrenzwert wurde entsprechend dem japanischen Normtest gemäß JIS H 3702 6.4 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 2 zeigt, daß die erfindungsgemäßen Bänder (N-1 bis N~6) nach Alterungshärtung deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften zeigen bei einem Vergleich mit den bekannten rostfreien Stahlbändern (M-1, SUS 301 und SUS 304). Beispielsweise haben die bekannten Bänder nur eine Zugfestigkeit bis

ο
zu ungefähr 115 kg/mm , wohingegen die erfindungsgemäßen

ο Bänder eine Zugfestigkeit von mindestens ungefähr 150 kg/mm (wenn angelassen und alterungsgehärtet) aufweisen, und die erfindungsgemäßen Bänder besitzen ferner eine Zugfestigkeit

2
von ungefähr 175 kg/mm (wenn sie angelassen, konditioniert und alterungsgehärtet sind).

- JS- -

Die Bänder, hergestellt aus den Proben N-7 und N-8, mit einem Α-Wert außerhalb des hier angegebenen Bereichs haben im angelassenen Zustand keine zufriedenstellende mechanische Eigenschaf ben selbst nach Alterungshärtung. Dio aus N-7 und N-8 hergestellten Bänder besitzen im angelassenen und konditionierten Zustand mechanische Eigenschaften, die mit den Bändern gemäß der Erfindung sowohl vor wie auch nach der Alterungshärtungsbehandlung vergleichbar sind. Aus den Kontrollbändern, hergestellt aus N-7 und N-8 kann jedoch keine feste Schweißverbindung ausgebildet werden, wie sich dies aus den Ergebnissen der Tabelle 3 ergibt. Dies liegt daran, daß merkliche Austen.itmengen in der Schweißzone zurückbehalten werden.

Die Stahlproben M-1 besitzen einen Α-Wert, der innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs liegt. Dieser Stahl M-1 gehört nicht zur Ausscheidungshärtungstype und zeigt daher keine zufriedenstellende Festigkeit und Härte selbst nach Alterung, was sich aus den Ergebnissen der Tabelle 2 ergibt.

Tl O9797

•t Λ %

Kontrolle

SUS 403 Stahl band

SUS 501 Stahl band

ι μ-*

2 ι 00

2 ι

Gemäß der Erfindung

2 cn

2 ι -P.

I CH

2 I N)

2 I μ-»

Stahl- Arten

ο Ό ο

0.110

O

O

O

2 ι ON

O

O

O

O

O

η

ο OJ

0.95

045

068

SSO

O

020

OTO

063

.048

.034

Η·

0.90

1.01

ο

Ι-"·

μ-·

SZO

Sr

8.99

7.10

.60

.51

.53

ο

.05

SS'

.58

.55

.67

Η·

18.85

16.75

ο

1-J

ο

.85

ο

ο

O

O

O

η H

I

I

VO O

O O

UI N)

N)

N) μ-·

0-1

N) VO

UI O

.31

η

I

I

*

ON

«Ο.

ON O

-J

^4

^1

VJ

H Η·

I

I

N) μ-·

O .

O μ-

ON

W cn

vj

μ-· Cn

ON NJ

.45

ίο

0.026

0.025

μ-·

μ-· Ui

μ-· ON

μ- μ-»

2

1 nicht be- rechnt.

nicht be rech net

VO Ul

N)

O O

«k

■Ρ«

Ul

A-Wert

I

O

O

■Pk

cn O

oo

O

.60

.05

ο

ON O

UI O

Ul ui

M

μ-·

O

μ-

N) 00

O

O

Ul O

ON VO

O O

O

.06

0.015

N)

NJ ■Ι*

.ft. ON

O

O

O

O

ο

1 0.014'

0.025

0.024

O

vj

04 N)

ON

.47

.55

I 35.60

ο O μ-· μ->

ο ο μ-· M

Cn VO

ι ' 0.250

0.025

0.023

0.020

0.021

42.70

42.09

0.024

0.010

0.014

0.011

0.010

0.015

0.012

38.97

39.50

1 1 40.12

39.86

40.01

1 38.91 !

(D H H (D

Kontrolle

H-

Ct Pi

O

H-

Z

NJ

I

•ζ*

V

—i

N)

3

O

Z

Z

Z

Gemäß

Z

der

Z

ro

Erfindung

Z

Z

Z

Z

Z

Z

cn

O

te

O

O)

r/i

ro

ro π

(O

■j g

1

>O

-J

I

U

cn

to

I

I

I

I

I

H

I

I

I

I

I

I

rt

<— cn ν

< 51

CZ zn

c:

cn

OO

O

r—·

ID

cn

O

O

OO

ON

N)

P)

ON

cn

•Ρ

CM

fJ

1—·

tr

7* (t μ

*-> Ct

Alte

Οι

Ol

I

cn

cn

H

ro

Hi

ο

O

(E

I

ro

cn

I

5 Π) ι

"ung

h

CrI

C I

*■

Ol

(M

Z

Z

ro

Z

I?

N) H-

co

cn

I

3 W

H-I

3 ί

(O

CM

I

3

I

I

■ten

—' rt

7^ iQ pj Ed

tah]

tahJ

H-*

H- O

O

Piii

O

O

R

cn

H-

CM

R

3

*~°· i-U K P>!

tr

. D*

■p.

ro 3

Cn

cn

cn

iQ

ro

3 PnQ

I-1

g 3 iQ pi: 5 μ ro ι

P>

i 3

(O

O

t-f Pj

CrI

N)

ro

hi

co

ro

^- rt ro

Pi

I.

cn

et H

O

O

O

H

rt

h1·

O

H

tr w s;

et

P)

rt

U)

MC

-v, (D 3 3 a 3 tP Ci'

QJ ft

CrI

H

ON

ON

H-I

tn

O E

H-

cn

et cn

3 N Cn I

z

l~j

CfI

O

CM

H-·

NO

cn

O

CM

cn

ro et

^ O) N

P)

cn

Ol

I

O

NJ

O

ro

f

CM

ro

oq H-iQ

O 3"

3

cn

P

C 3

"— (Q Hi

O

cn

fj ro"^

O

•Ρ*

Ol

CO

to

O

O

N)

CM

to

to

ΙΟ

(O

O

O

ώ

et-

Ct

cn

to

(D

OO

I-·

OO

to

·—*

O

ON

•Ρ»

to

cn

I—·

ro

O)

O

(O

cn

O

to

cn

O

cn

cn

-J

cn

O

O

H

On

CO

iQ

cn

N)

N)

N)

CM

ι—·

CM

CM

O

I—■

N)

NJ

N)

N)

CM

CrI

Ol

.Ph

O

N)

cn

to

to

<o

to

IO

O

O

Ul

CM

(TN

ON

cn

cn

O

H-1

cn

»4

N)

O

ON

cn

CM

ON

O

σ

ON

N)

O

CM

cn

Cn

Ui

cn

Ol

CO

cn

cn

cn

O

CM

N)

•P»

N)

I-*

O

O

,—1

N)

N)

cn

O

O4

cn

cn

cn

CrI

cn

O

cn

O,

cn

cn

N)

-fc.

(O

(O

Cn

CO

co

cn

ON

Cn

cn

On

Cn

CM

to

ON

Cn

O

cn

cn

On

Cn

cn

-P-

NJ

cn

cn

ON

OO

*>

N)

*-

CM

ON

cn

1—

O

to

O

-J

cn

O

O

NV

CM

Cn

OO

cn

cn

O

-j

-H-

Cn

cn

cn

O

t—'

cn

CM

CM

(O

CO

H-1

(O

co

O

OO

N)

cn

cn

O

CM

O

cn

cn

O

O

O

to

-

cn

Cn

CM

NJ

Cm

CM

ON

ON

O

cn

ON

cn

cn

cn

Cn

to

cn

CO

OO

O

to

O

~J

co

to

to

cn

O

cn

O

O

cn

O

cn

O

cn

cn

ON

ON

(O

(O

O

O

cn (Q P) a

j Ο-CD

Tabelle 3 (Schweißzone)

ι i

	■'Stahl- Arten	0,2% Prüf- festigkeit (kg/mm )	Zugfestig keit (kg/mm2)	Federgrenz- wert kb (kg/mm )
Gemäß der Erfindung	N - 1	156.5	160.0	183.0
i-H ° 2 is a O O)	N - 2	160.0	165.0	• 190.5
N - 3	155.0	161.5	182.0
N - 4	153.0	157.4	170.0
N - 5	154.0	157.6	170.5
N - 6	157.5	159.5	178.0
N - 7	85.0	125.4	70.5
N - 8	80.0	124.0	67.0

-χ ■

Fig. 7 ist eine schematische Querschnittsansicht der Schweißzone eines Transportbandes gemäß der Erfindung, wobei das Bezugszeichen 10 die Schweißmetallzone des Bandes angibt, während sich das Bezugszeichen 11 auf die wärmebeeinflußte Zone bezieht, und das Bezugszeichen 12 schließlich auf das Ausgangsmetall hinweist, welches durch die Schweißwärme nicht beeinflußt wurde.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, in der Härteänderungen entlang der Schweißzone und des Ausgangsmaterials für verschiedene Transportbänder dargestellt sind, und wobei die Ordinate die Härte (Hv: 10 kg) angibt, während die Abszisse den Längsabstand in mm von einer der Basen der Schweißung aus angibt. Die Kurve A bezieht sich auf die Stahlart N-2. Das getestete Band wurde dadurch hergestellt, daß man die Enden eines Streifens aus N-2 mit einer Dicke von 1,0 mm, einer Breite von 1000 mm und einer Länge von 25 m zusammenschweißte (TIG-Schweißung), wobei der Streifen angelassen und mit einer Walzreduktion von 20% konditioniert war und ferner eine Hämmerung der Schweißzone sowie Alterung des Bandes bei einer Temperatur von 48O°C für eine Stunde erfolgt. Die Kurve B bezieht sich auch auf die Stahlart N-2. Das Testband wurde in der oben beschriebenen Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Schweißzone in ein Flüssigkeitsbad aus Alkohol und Trockeneis getaucht wurde, welches auf einer Temperatur von -25°C gehalten wurde, und zwar 30 Minuten lang, und wobei ferner statt dessen der Hämmervorgang entfiel. Die Kurve C bezieht si'ch auf die Stahlarten N-5. Das getestete Band wurde dadurch hergestellt, daß man die Enden eines angelassen Streifens aus N-5,mit den gleichen Abmessungen wie oben hinsichtlich Kurve A angegeben, miteinander verschweißte (TIG-Schweißung), und das verschweißte Band unter den gleichen Bedingungen wie oben hinsichtlich Kurve A angegeben alterte. Die Kurve D bezieht sich auf die Stahlart M-1. Das Testband wurde wiederum in der Weise hergestellt, wie dies unter Bezugnahme auf die Kurve C beschrieben würde, mit der Ausnahme, daß die Alterung durch Erhitzen des geschweißten Bandes auf eine Temperatur von 45O°C für eine Stunde erfolgte.Die Kurve E bezieht sich auf SUS 304. Das Testband wurde dadurch hergestellt, daß man die

2 λ

Enden eines im Handel verfügbaren SUS-Bandes miteinander verschweißte (TIG-Schweißung), die Schweißzone hämmerte und das Band bei einer Temperatur von 4OO°C eine Stunde lang aLLcrto.

Beim Vergleich der durch die Kurven D und E gezeigten Ergebnisse, die sich auf bekannte rostfreie Stahlbänder beziehen, zeigen die sich auf erfindungsgemäße Bänder beziehenden Kurven A, B und C, daß eine deutlich verbesserte Härte sowohl in der Schweißzone als auch im Ausgangsmaterial des alterungsgehärteten Bandes gemäß der Erfindung erreicht werden kann. Wenn der Α-Wert kleiner ist als ungefähr 39,0, wie dies bei der Stahlart N-5 der Fall ist, so kann die Verbesserung selbst dann erreicht werden, wenn das geschweißte Band direkt alterungsgehartet wird. Im Falle, daß der Α-Wert ungefähr 40,0 oder höher liegt, aber unterhalb 41,0, wie dies der Fall bei der Stahlart N-2 ist, wird bevorzugt,die Schweißzone einer einfachen Behandlung auszusetzen, wie beispielsweise einer Hämmerung oder einer Sub-Null-Behandlung (beispielsweise bei einer Temperatur von -25°C oder darunter für ungefähr 30 Minuten) , und zwar vor der Alterungshärtungsbehandlung.

Die Fig. 9-12 sind graphische Darstellungen der mechanischen Eigenschaften der Schweißzone (gestrichelter Bereich) und des Ausgangsmetalls (nicht gestrichelter Bereich) der angegebenen Bänder. Die als N-2 20% konditioniert angegebenen Bänder wurden in dem oben beschriebenen Test bezüglich Kurve A in Fig. 8 verwendet. Die als N-5 angelassen, M-1 angelassen und SUS 304 bezeichneten Bänder waren diejenigen, die im oben beschriebenen Test mit Bezug auf Fig. 8 verwendet wurden. Das mit N-2 angelassen bezeichnete Band wurde dadurch hergestellt, daß man miteinander die Enden eines angelassenen Streifens von N-2 verschweißte, und zwar mit einer Dicke von 1,0 mm, einer Breite von 1000 mm und einer Länge von 25 m, worauf dann die Hämmerung der Schweißzone und die Alterungshärtung des Bandes bei einer Temperatur von 480 C für eine Zeitdauer von einer Stunde erfolgte. Testproben wurden aus der Schweißzone und dem

Ausgangsmaterial der getesteten Bänder herausgeschnitten und dann gemäß Standardtests oder Normtests untersucht. Die Fig. 9, 10, 11 und 12 beziehen sich jeweils auf die folgenden Größen: 0,2% Prüffestigkeit bzw. Zugfestigkeit bzw. Federgrenzwert (gemessen gemäß JIS H 3702 6.4) bzw. Ermüdungsgrenze.

Wie man aus den in Fig. 9 bis 12 angegebenen Ergebnissen sieht, zeigen die erfindungsgemäßen Bänder sowohl in ihrer Schweißzone als auch im Ausgangsmaterial überraschende Werte hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften, einschließlich der 0,2% Prüffestigkeit, Zugfestigkeit, des Federgrenzwerts und der Ermüdungsgrenze.

Claims (12)

3 1 ü 91Z 3 7 Ansprüche

1. Metalltransportband gebildet aus einem Blech oder Streifen aus einem Metallmaterial mit vorbestimmten Dimensionen durch Verschweißen der Enden des Blechs oder Streifens nüLeinander zur Bildung eines endlosen Bandes, wobei das Metallmaterial korrosionsfreier Stahl ist, der folgendes aufweist: nicht mehr als 0,07 Gew,.-% C, nicht mehr als 0,03 Gew.-% N, 0,5 bis 2,5 Gew.-% Si, nicht mehr als 4,0 Gew.-% Mn, 5,0 bis 9,0 Gew.-% Ni, 12,0 bis 17,0 Gew.-% Cr, 0,5 bis 2,5 Gew.-% Cu, 0,2 bis 1,0 Gew.-% Ti, nicht mehr als 1,0 Gew.-% Al, und wobei ferner der Wert A, definiert durch die folgende Gleichung

A = 17 χ (C Gew.-% / Ti Gew.-%) + 0,70 χ (Mn Gew.-%) + 1 χ (Ni Gew.-%) + 0,60 χ (Cr Gew.-%) + 0,76 χ (Cu Gew.-%) - 0,63 χ (Al Gew.-%) + 20,871,

kleiner ist als 41,0, und wobei ferner der Rest Eisen ist sowie Verunreinigungen, die in nicht vermeidbarer Weise in den rostfreien oder korrosionsfreien Stahl im Verlauf von dessen Herstellung gelangen, und wobei ferner sowohl die Schweißzone als auch das Ausgangsmetall des Bandes eine Struktur aus einer im wesentlichen Martensitphase aufweisen, mit xntermetallischen Verbindungen darin ausgeschieden.

2. Transportband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß sowohl die Schweißzone als auch das Ausgangsmaterial des

2 Bandes eine Zugfestigkeit von mindestens 140 kg/mm , eine Härte von mindestens 430 Hv und eine Ermüdungsgrenze von

2
mindestens 50kg/mm aufweisen.

3. Transportband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zugfestigkeit des Ausgangsmetalls mindestens

160 kg/ mm beträgt, während die Zugfestigkeit der Schweißzone mindestens 90% der des Ausgangsmetalls ist, wobei ferner die Härte des Ausgangsmetalls mindestens 480 Hv ist, während die Härte der Schweißzone mindestens 90% der des Ausgangsmetalls ist, und wobei ferner die Ermüdungsgrenze des Ausgangs-

-α-

metalls mindestens 57 kg/mm ist, während die Ermüdungsgrenze der Schweißzone mindestens 90% der des Ausgangsmetalls ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines endlosen Metalltransportbandes mit einer Schweißverbindung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Aussetzen eines Bleches oder Streifens aus rostfreiem. Stahl einer Lösungsbehandlung (Lösungsglühen) im Verlauf der Herstellung eines solchen Streifens oder Blechs, wobei der rostfreie Stahl folgendes aufweist:

nicht mehr als 0,07 Gew.-% C, nicht mehr als 0,03 Gew.-% N, 0,5 bis 2,5 Gew.-% Si, nicht mehr als 4,0 Gew.-% Mn, 5,0 bis 9,0 Gew.-% Ni, 12,0 bis 17,0 Gew.-% Cr, 0,5 bis 2,5 Gew.-% Cu, 0,2 bis 1,0 Gew.% Ti, nicht mehr als 1,0 Gew.-% Al, und wobei der Wert A·, definiert durch die Gleichung

A= 17 χ (C Gew.-% / Ti Gew.-%) + 0,70 χ (Mn Gew.-%) + 1 χ (Ni Gew.-%) +0,6Ox (Cr Gew.-%) + 0,76 χ (Cu Gew.-%) - 0,63 χ (Al Gew.-%) + 20,871,

kleiner ist als 41,0, und wobei ferner der Rest Eisen ist sowie nicht vermeidbare Verunreinigungen, die in den rostfreien Stahl im Laufe von dessen Herstellung gelangen, Schneiden des Blechs oder Streifens in ein Band mit vorbestimmten Abmessungen,

Verschweißen der Enden des Bandes miteinander zur Bildung eines endlosen Bandes, und

Aussetzen des endlosen Bandes einer Alterungshärtungsbehandlung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das lösungsbehandelte Blech oder der lösungsbehandelte Streifen durch Walzen mit einer Walzreduktion bis zu 50% konditioniert wird, bevor das Zerschneiden auf die vorbestimmten Dimensionen erfolgt.

3Λ 09797

6. Vorfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsbehandlung eine Anlaßbehandlung umfaßt, die nach den Kaltwalzschritten ausgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsbehandlung dadurch ausgeführt wird, daß man das Blech oder den Streifen auf eine Temperatur von 900 bis 1050°C erhitzt und das erhitzte Blech oder den Streifen auf Umgebungstemperatur mit Luft oder Wasser abkühlt.

8. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Alterungsbehandlung dadurch ausgeführt wird, daß man das endlose Band auf eine Temperatur von 425 bis 55O°C für eine Zeitdauer von 10 bis 300 Minuten hält.

9. Verfahren nach Anspruch 8/ dadurch gekennzeichnet, daß die Alterungshärtungsbehandlung ausgeführt wird dadurch, daß man das endlose Band auf einer Temperatur von 450 bis 525 C für eine Zeitdauer von 10 bis 60 Minuten hält.

1Q. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißzone des endlosen Bandes vor der Alterungshärtungsbehandlung gehämmert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißzone des endlosen Bandes auf eine Temperatur von -20⁰C oder darunter vor der Alterungshärtungsbehandlung abgekühlt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlte Schweißzone des endlosen Bandes auf eine Temperatur von -20⁰C oder darunter vor der Alterungshärtungsbehandlung gehämmert wird.