DE1101916B - Method of making composite metal - Google Patents
Method of making composite metalInfo
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Description
Verfahren zum Herstellen von Verbundmetall Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von mindestens zweischichtigem Verbundmetall, bei dem die zu verbindenden Metalle gereinigt, zusammengepreßt und dann wärmebehandelt werden. Der Ausdruck »Metall« wird in allgemeiner Bedeutung gebraucht und schließt alle elementaren Metalle oder Legierungen von Metall ein.Method of Making Composite Metal The invention relates to a method for producing at least two-layer composite metal, in which the metals to be joined are cleaned, pressed together and then heat treated. The term "metal" is used in a general sense and includes all elemental metals or alloys of metal.
Verfahren zum Herstellen von Verbundmetallen ohne die Verwendung einer
flüssigen Phase an der Verbindungsfläche sind seit langem bekannt. Im allgemeinen
kann man alle bekannten Verfahren in zwei Gruppen einstufen:
Ein weiteres Verfahren, um rostfreien Stahl in heißem Zustand mit Aluminium als eine Vorstufe der Herstellung von Kochtöpfen zu binden, besteht im Entfetten und im chemischen Ätzen des rostfreien Stahles, um eine rauhe Oberfläche zu erzielen, wonach auch die Aluminiumoberfläche aufgerauht und die Metalle miteinander in Berührung gebracht werden. Nunmehr werden die Metalle auf 316 bis 482° C erhitzt und in einem einzigen Stich warm gewalzt, wobei die Gesamtdicke um mindestens 511/o verringert wird. Hier genügt der Druck, um das weiche Aluminium in die Vertiefungen der Oberfläche des härteren, rostfreien Stahles hineinfließen zu lassen, wodurch eine zeitweilige Bindung von beträchtlicher Festigkeit entsteht. Nachdem nun das Verbundmetall auf diese Weise vorläufig gebunden und gegebenenfalls gestreckt ist, wird es bis zu oder in die Nähe der Rekristallisationstemperatur von Aluminium erhitzt, um die Bindung zu verbessern. Es ist unzweckmäßig, mit diesem Verfahren die beiden Metalle bei Temperaturen unterhalb von 316° C zu binden.Another method of using stainless steel in a hot condition Tying aluminum as a preliminary stage in the manufacture of saucepans consists of Degreasing and chemical etching of stainless steel to get a rough surface to achieve, after which the aluminum surface is roughened and the metals together be brought into contact. The metals are now heated to 316 to 482 ° C and hot-rolled in a single pass, the total thickness by at least 511 / o is decreased. The pressure is enough here to get the soft aluminum into the recesses to flow into the surface of the harder stainless steel, whereby a temporary bond of considerable strength is created. After that Composite metal tied in this way provisionally and if necessary is stretched, it will be up to or near the recrystallization temperature heated by aluminum to improve the bond. It is inexpedient with this Process to bond the two metals at temperatures below 316 ° C.
Ferner gibt es ein Kaltschweißverfahren, bei dem bestimmte Flächen unter außerordentlich hohem Druck bei Raumtemperatur zusammengepreßt werden, so daß eine große örtliche Verformung und zusammengeschweißte Stellen entstehen. Irgendein Versuch, die Schweißfestigkeit dieser einzelnen begrenzten Stellen durch eine anschließende Wärmebehandlung zu verbessern, wurde nicht gemacht.There is also a cold welding process in which certain areas are pressed together under extremely high pressure at room temperature, so that a large local deformation and welded points arise. Any Attempt to test the weld strength of these individual limited areas by means of a subsequent Improving heat treatment was not done.
Ferner ist das Verbinden von zwei Aluminiummetallen bekannt, bei denen auf ein Grundmetall ein Schutzüberzug in der Weise aufgebracht wird, daß Schutzschicht und Grundmetall in mehrfacher Wiederholung abwechselnd kalt, insbesondere durch Walzen, verformt und geglüht werden, wobei beim Walzen eine Kornzertrümmerung und beim Glühen ein Kornwachstum erfolgt. Da erst nach mehrmaliger Wiederholung der genannten Vorgänge eine feste Verbindung beider Schichten durch Zusammenwachsen der Kristalle und durch Diffusion erfolgt, ist es erforderlich, bei der praktischen Anwendung des Verfahrens Vorkehrungen zu treffen, um eine Trennung der zu verbindenden Metallschichten, beispielsweise durch Einarbeiten von Erhöhungen und Vertiefungen, Nieten usw. zu unterbinden. Dies ist ganz besonders deswegen erforderlich, weil bei diesem Verfahren die das Zusammenbringen der beiden Metallschichten hindernden Oxydschichten nicht entfernt werden. Zur Durchführung dieses Verfahrens sind mehrere umständliche Arbeitsgänge und teure und sperrige Arbeitsgeräte erforderlich.It is also known to join two aluminum metals, in which a protective coating is applied to a base metal in such a way that a protective layer and base metal in multiple repetitions alternately cold, in particular through Rolling, deformed and annealed, with a grain fragmentation and during rolling grain growth occurs during annealing. Since only after repeating the processes a firm connection of both layers by growing together of crystals and by diffusion, it is necessary in the case of practical Application of the procedure to take precautions to ensure a separation of the to be connected Metal layers, for example by working in elevations and depressions, To prevent rivets etc. This is particularly necessary because in this process, the hindering the bringing together of the two metal layers Oxide layers are not removed. There are several ways to perform this procedure cumbersome work processes and expensive and bulky tools are required.
Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Plattieren von Rohren, Stangen oder Profilen aus Stahl mit nichtrostendem Stahl erfolgt die Plattierung in der Weise, daß nach dem Aufeinanderstecken Mantel und Kern durch Kaltziehen plastisch verformt und danach bei Plattiertemperatur geglüht werden. Kaltzug und Glühung werden mehrmals wiederholt.In another known method of cladding tubes, rods or profiles made of steel with stainless steel, the cladding takes place in the Way that after plugging the jacket and core plastically by cold drawing deformed and then annealed at plating temperature. Cold drawing and annealing repeated several times.
Im Gegensatz zu diesen bekannten Verfahren wurde zum Herstellen von mindestens zweischichtigem Verbundmetall, bei dem die zu verbindenden Metalle gereinigt, zusammengepreßt und dann wärmebehandelt werden, gemäß der Erfindung ein mehrstufiges Verfahren entwickelt, dessen Kennzeichen darin besteht, daß die Metalle an den zu verbindenden Oberflächen durch Erhitzen von als Sperrhäute wirkenden Oberflächenschichten gereinigt werden, wobei gegebenenfalls durch das Erhitzen auf der zu verbindenden Oberfläche mindestens die Sperrhaut eines der Metalle in eine relativ brüchige Oxydhaut umgewandelt wird, daß die Metalle bei einer Ouerschnittsverminderung von mindestens 30'°/o und einer unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls mit der niedrigsten Rekristallisationstemperatur liegenden Temperatur unter Bildung einer solchen verhältnismäßig niedrigen Zahl von Kernbindungsstellen, d. h. Stellen, an denen sich die Atome der Metalle im Bereich der zwischenatomaren Anziehung befinden, zusammengepreßt werden, daß die Metalle nur mit einer geringen, für die nachfolgende mechanische Handhabung ausreichenden Verbundfestigkeit verbunden werden und daß schließlich die so verhältnismäßig schwach verbundenen Metalle anschließend bei einer Temperatur wärmebehandelt werden, die unterhalb der Temperatur liegt, bei der sich flüssige Phase oder metallische Zwischenverbindungen in spürbarer Menge bilden, derart, daß sich die Kernbindungen vergrößern und die Metalle mit der gewünschten Verbundfestigkeit verbunden werden.In contrast to these known processes, at least two-layer composite metal in which the metals to be joined are cleaned, are pressed together and then heat-treated, according to the invention a multi-stage Process developed, the characteristic of which is that the metals to the connecting surfaces by heating surface layers that act as barriers cleaned, if necessary by heating on the to be connected Surface at least the barrier skin of one of the metals in a relatively brittle oxide skin is converted that the metals with a cross section reduction of at least 30% and one below the recrystallization temperature of the metal with the lowest recrystallization temperature lying with the formation of a such a relatively low number of nuclear binding sites, d. H. Put on where the atoms of the metals are in the area of interatomic attraction, are pressed together that the metals only with a low, for the subsequent mechanical handling sufficient bond strength are connected and that finally, the metals, which are so relatively weakly connected, then contribute are heat-treated at a temperature which is below the temperature the liquid phase or metallic interconnections in noticeable quantities form in such a way that the core bonds enlarge and the metals with the desired Bond strength are connected.
Die durch die ersten beiden Verfahrensschritte erreichte, verhältnismäßig kleine Verbundfestigkeit ist für die Durchführung des Verfahrens deswegen von besonderer Bedeutung, weil für diese vorläufige Bindung im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren Einrichtungen, beispielsweise Walzen oder Pressen, verwendet werden können, die nur einen verhältnismäßig geringen Druck erzeugen. Dies bedeutet, daß in vielen Fällen bereits vorhandene Einrichtungen benutzt werden können und nicht etwa, wie bei den bekannten Verfahren, verhältnismäßig schwere Pressen oder Walzgerüste angeschafft werden müssen. Aber auch bei der Neueinrichtung von Anlagen bietet dieses Verfahren deswegen Vorteile, weil die Anschaffung der Einrichtung zum Zusammenpressen und zum Vermindern des Querschnitts der Metalle weniger kostspielig ist.That achieved by the first two procedural steps is proportionate small bond strength is therefore of particular importance for carrying out the method Significance because for this provisional bond in contrast to the previous procedure Means such as rollers or presses can be used that generate only a relatively low pressure. This means that in many In some cases, existing facilities can be used and not how with the known methods, relatively heavy presses or roll stands acquired Need to become. But this process is also suitable for setting up new systems therefore advantages, because the acquisition of the device for compressing and to reduce the cross-section of the metals is less costly.
Der zweite Verfahrensschritt, das Zusammenpressen, ist dadurch vorteilhaft durchgeführt, weil er bei Kaltverformungstemperaturen vorgenommen werden kann. Unter »Kaltverformungstemperaturen« sind alle Temperaturen von Raumtemperatur bis zur niedrigsten Rekristallisationstemperatur des Metalls zu verstehen, das die niedrigste Rekrstallisationstemperatur hat.The second process step, pressing together, is therefore advantageous performed because it can be done at cold working temperatures. Under "Cold forming temperatures" are all temperatures from room temperature to to understand the lowest recrystallization temperature of the metal, the lowest Has recrystallization temperature.
Durch die beim Zusammenpressen sich ergebende Vergrößerung der Berührungsflächen
bzw. Zwischenflächen, und zwar entweder durch Walzen oder durch andere Methoden,
können mehrere Wirkungen auf einmal erzielt werden:
Zuerst soll jedoch die dritte Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens besprochen werden, die darin besteht, daß die zusammengepreßten und im Querschnitt verminderten Metallschichten in der Weise wärmebehandelt werden, daß die Kernbindung in eine ununterbrochene Bindung umgeformt wird. Dies kann sowohl bei Temperaturen oberhalb als auch unterhalb der Rekristallisationstemperatur eines oder beider Partner erfolgen, wobei die Geschwindigkeit des Wachsens dieser Kerne eine Funktion von Zeit und Temperatur ist und mit hoher Temperatur und größerer Zeitdauer zunimmt. Die Wärmebehandlung kann in beliebiger Weise erfolgen, sofern nur die Berührungsflächen gleichmäßig erhitzt werden. Im allgemeinen ist es zweckmäßig, Temperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls mit der niedrigsten Rekristallisationstemperatur anzuwenden. Jedoch wird unterhalb der Temperatur wärmebehandelt, bei der sich brüchige Zwischenbindungen oder flüssige Phasen bilden. Durch Wärmebehandlung bei einer solchen Temperatur wird nicht nur die Zeit zur Bildung der Bindung stark ermäßigt, sondern es werden auch nebenbei die Metalle wieder weicher gemacht, doch kann, wie bereits angedeutet, die Wärmebehandlung auch unterhalb der Rekristallisationstemperatur durchgeführt werden, z. B. dann, wenn die betreffenden Metallschichten in dem kalt gehärteten, durch die Verformung hervorgerufenen Zustand gehalten werden sollen. In diesem Falle ist die Behandlungszeit entsprechend zu erhöhen.However, the third stage of the process according to the invention should first will be discussed, which consists in the fact that the compressed and in cross-section reduced metal layers are heat-treated in such a way that the core bond is transformed into a continuous bond. This can be done both at temperatures above and below the recrystallization temperature of one or both partners where the rate of growth of these nuclei is a function of Is time and temperature and increases with high temperature and longer duration. The heat treatment can be carried out in any way, provided that only the contact surfaces be heated evenly. In general, it is advantageous temperatures above the recrystallization temperature of the metal with the lowest recrystallization temperature apply. However, heat treatment takes place below the temperature at which it becomes brittle Form intermediate bonds or liquid phases. By heat treatment on such Temperature not only greatly reduces the time it takes to form the bond, but it the metals are also made softer by the way, but can, as already indicated, the heat treatment below the recrystallization temperature be carried out, e.g. B. when the relevant metal layers in the cold hardened, caused by the deformation state are to be maintained. In this case, the treatment time should be increased accordingly.
Insgesamt gesehen ergibt sich damit ein Verfahren, das mit verhältnismäßig einfachen und billigen Einrichtungen zum Herstellen von Verbundmetallen hoher Güte durchführbar ist.Overall, this results in a method that is relatively simple and inexpensive facilities for making high quality composite metals is feasible.
Es sei besonders betont, daß die Entfernung der Sperrhäute auf den zu verbindenden Oberflächen für das Pressen von besonderer Bedeutung ist, und gerade das Erhitzen schafft Oberflächen, die durch einen verhältnismäßig geringen Druck in der gewünschten Weise vorverbunden werden können.It should be emphasized that the removal of the barrier membranes on the surfaces to be joined are of particular importance for pressing, and straight heating creates surfaces that are exposed to relatively low pressure can be pre-connected in the desired manner.
Offenbar ist die Wichtigkeit der richtigen Art der Oberflächenbehandlung noch nie richtig verstanden worden. Abbürsten oder andere früher vorgeschlagene Reinigungsverfahren lassen die Wiederbildung einer mehr oder weniger zusammenhängenden Haut von molekularen Abmessungen entstehen, die die Atome des einen Metalls nicht in das Gebiet der Anziehung der Atome des anderen Metalls kommen läßt, und diese Bedingung ist, gerade für die Vereinigung von Metallen, notwendig. So wird beispielsweise reiner Alkohol ganz allgemein als ein gutes Reinigungsmittel betrachtet. Wenn zwei Oberflächen in einen absolut reinen Zustand versetzt werden und wenn eine davon dann mit Alkohol abgewischt wird, so kann gemäß dem Verfahren eine Vereinigung nur dann entstehen, wenn die Oberfläche aufs neue entsprechend der Erfindung behandelt wird oder wenn die Metalle so weit erhitzt werden, daß die vom Alkohol herrührenden filmartigen Rückstände entfernt werden. Eine derartige mit Alkohol abgewischte Oberfläche wurde jedoch gerade bei den Reinigungsverfahren nach dem Stand der Technik als ausreichend betrachtet.Obviously the importance of the right kind of surface treatment never been properly understood. Brush off or other previously suggested Purification processes allow the re-formation of a more or less cohesive one Skin of molecular dimensions arise which the atoms of one metal cannot into the area of attraction of the atoms of the other metal, and this Condition is necessary, especially for the union of metals. For example Pure alcohol is generally considered to be a good detergent. If two Surfaces are brought to an absolutely clean state and if one of them then wiped off with alcohol, according to the procedure one union can only then arise when the surface is treated again according to the invention or when the metals are heated so far that those originating from the alcohol film-like residues are removed. Such a surface wiped with alcohol However, it was found to be sufficient precisely for the cleaning processes according to the prior art considered.
Als weiteres Beispiel für die Bildung von derartigen Häuten sei noch der folgende Versuch erwähnt: Zwei Stücke, bestehend aus Feinsilber und Silberlot, wobei das letzte eine Zusammensetzung von 50°/o Silber, 15,5 % Kupfer, 16,5 % Zink und 18 % Kadmium hatte, wurden sehr sorgfältig von der molekularen Haut befreit, wie sie weiter unten beschrieben ist. Ein Stück Silber wurde mit einem Stück Silberlot in einem einzigen Stich durch ein Walzengerüst eine Minute nach der erwähnten Reinigung abgewalzt. Die entstehende Bindung war nach einer Warmbehandlung sehr gut.Another example of the formation of such skins is the following experiment mentions: Two pieces, consisting of fine silver and silver solder, the latter having a composition of 50% silver, 15.5% copper, 16.5% zinc and had 18% cadmium were very carefully stripped of the molecular skin, as described below. A piece of silver was made with a piece of silver solder in a single pass through a roll stand one minute after the mentioned cleaning rolled. The resulting bond was very good after heat treatment.
Ein anderes Stück des gereinigten Silbers und des gereinigten Silberlotes wurden bei Raumtemperatur in Luft ungefähr 1 Stunde gelagert. Die relative Feuchtigkeit der Luft war hoch. Dann wurden diese Stücke in ähnlicher Weise in einem Stich durch das vorerwähnte Walzgerfst in der gleichen Weise wie vorher verformt. Diese zwei Stücke gingen jedoch keine Bindung ein und kamen aus dem Walzgerüst unvereinigt heraus, und zwar wegen des molekularen Filmes, der sich während der Stunde gebildet hatte.Another piece of the purified silver and the purified silver solder were stored in air at room temperature for approximately 1 hour. The relative humidity the air was high. Then these pieces were done in a similar fashion in one stitch deformed the aforementioned roll frame in the same manner as before. These two Pieces, however, did not form a bond and came out of the roll stand ununited because of the molecular film that forms during the hour would have.
Im Gegensatz zu früheren Erkenntnissen ist es unbedingt notwendig, einen Zustand zu schaffen, bei dem keine Sperrschichten, Sperrhäute oder Sperrfilme vorhanden sind, die bisher unbeachtet geblieben sind, weil ihre Wichtigkeit nicht erkannt wurde. Unter dem Ausdruck »Sperrhäute« werden Filme oder Schichten verstanden, die nicht notwendigerweise fortlaufend sind und die in der Dicke molekulare Dimensionen haben. Derartige Häute können durch die bekannten Methoden entweder nicht entfernt werden, oder sie bilden sich nach der Reinigung erneut.In contrast to previous knowledge, it is absolutely necessary create a condition with no barriers, barriers, or barrier films are present that have so far been neglected because their importance is not was recognized. The term "barrier skins" is understood to mean films or layers, which are not necessarily continuous and which have molecular dimensions in thickness to have. Such skins either cannot be removed by the known methods or they will form again after cleaning.
Typisch für diese Sperrhäute sind lange Ketten von polaren Molekülen, natürlichen Oxyden und zusammengesetzten Häuten, die beide in der Regel Hy dratverbindungen darstellen, ferner chemisch absorbierte Schichten und absorbierte Flüssigkeits- und Gasschichten.Long chains of polar molecules are typical of these barrier membranes, natural oxides and composite skins, both of which are usually hydrate compounds represent, also chemically absorbed layers and absorbed liquid and gas layers.
Die natürlichen Oxy dhäute, nämlich Oxy dhäute, die durch einfache Aussetzung der Oberflächen an Luft bei Raumtemperatur entstehen, die hydratisiert sind, d. h., die Wasser in verschiedener Form, wie z. B. Hydrate, absorbierte Schichten und möglicherweise anderweitig gebundenes Wasser, enthalten, sind für das Verfahren sehr schädlich.The natural oxy dhs, namely oxy dhs, made by simple Exposure of the surfaces to air at room temperature will result in hydration are, d. e., the water in various forms, such as. B. hydrates, absorbed layers and possibly otherwise bound water, are required for the process very harmful.
Andererseits zeigen sehr dünne, kaum sichtbare dehydratisierte Oxydhäute, nämlich Häute, die durch Erwärmung entstanden sind, keine einheitliche Sperrwirkung. Wenn diese dehydratisierten Filme dicker sind, so können sie mechanisch die Vereinigung stören und zeigen dann die gleiche Wirkung wie eine starke Verunreinigung. In feuchten Atmosphären oder ölhaltiger Luft werden die dehydratisierten Oxydhäute, besonders bei niedrigen Temperaturen, innerhalb von Minuten, wenn nicht Sekunden, zu wirksamen Sperrschichten.On the other hand, very thin, barely visible, dehydrated oxide membranes, namely, skins that have been created by heating do not have a uniform blocking effect. If these dehydrated films are thicker, they can mechanically unite disturb and then show the same effect as a strong pollution. In damp Atmospheres or oily air become the dehydrated oxides, especially at low temperatures, to be effective within minutes, if not seconds Barrier layers.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung kann die Sperrhautbeseitigung, z. B. auch durch Blankglühen, nach der üblichen Reinigung oder Beizung mit anschließender Erwärmung zur Entfernung der durch das Eintauchen gebildeten Haut erfolgen.According to the method according to the invention, the barrier skin removal, z. B. also by bright annealing, after the usual cleaning or pickling with subsequent Heating to remove the skin formed by the immersion.
Diese Erwärmung muß eine so hohe Temperatur erreichen, daß entweder die durch dieses Eintauchen entstandene Sperrhaut zersetzt oder in eine unschädliche Haut umgewandelt wird, wobei diese Erwärmung gleichzeitig so niedrig sein muß, daß Oxydation vermieden wird, sofern Oxydation nicht durch andere Mittel verhütet wird. Beispielsweise kann ein Ofen mit Schutzgas für eine derartige Erwärmung benutzt werden, es ist aber auch möglich, einen Heißluftstrahl oder einen anderen Gasstrahl, direkte Flammen, infrarote Hitze oder Hochfrequenzinduktionserwärmung zu verwenden.This heating must reach such a high temperature that either the barrier skin created by this immersion decomposes or into a harmless one Skin is transformed, this heating must be so low at the same time that Oxidation is avoided unless oxidation is prevented by other means. For example, a furnace with protective gas can be used for such heating but it is also possible to use a jet of hot air or another gas jet, use direct flames, infrared heat, or high frequency induction heating.
Besonders zweckmäßig ist jedoch ein mechanisches Abreiben, wobei von Sandstrahlen, Abreiben mittels Schleifbändern oder Bürsten dem letzten Verfahren der Vorrang gegeben wird, da hier keine eingebetteten Teilchen zurückbleiben.However, mechanical abrasion is particularly useful, with Sandblasting, rubbing with sanding belts or brushes are the last method priority is given since no embedded particles remain here.
Außer der Schneidwirkung der Drahtbürste wird eine ganz erhebliche Oberflächenwärme erzeugt, die dazu benutzt wird, die nicht mechanisch abgeriebenen Sperrhäute zu zersetzen und abzustoßen. Die durch kräftiges Abreiben erzeugte Wärme kann überraschend groß sein, sogar so groß, daß das Schmelzen der Oberflächenschichten von Metallen mit hohem Schmelzpunkt bei genügend langem Abreiben möglich ist. Andererseits ist es durch Wahl der Einwirkungszeit möglich, eine solche Oberflächenerwärmung zu erzielen, wie sie zum Zersetzen der noch nicht entfernten Sperrhäute notwendig ist, ohne daß jedoch die schädlichen Oxydhäute auf der Metalloberfläche neu gebildet werden.In addition to the cutting effect of the wire brush, there is a very considerable one Surface heat is generated that is used to prevent mechanical abrasion Disintegrate and repel barrier membranes. The heat generated by vigorous rubbing can be surprisingly large, even so large that the surface layers melt of metals with a high melting point is possible with long enough abrasion. on the other hand it is possible to achieve such surface heating by choosing the exposure time to achieve how they are necessary for the decomposition of the not yet removed barrier membranes is without, however, the harmful oxide skins newly formed on the metal surface will.
Durch die durch den Abrieb hervorgerufene Wärme darf jedoch die Temperatur des Metalls nicht so weit erhöht werden, daß schädliche Oxvdhäute in der Zwischenzeit zwischen Reinigung und Vereinigung erzeugt werden, falls nämlich die behandelten Oberflächen mit Luft in Berührung stehen. Bei Verwendung von neutralen oder Schutzgasatmosphären kann die beim Abreiben verbrauchte Energie ohne Gefahr erhöht werden, da sich schädliche Oxyde nicht bilden können.However, due to the heat caused by the abrasion, the temperature of the metal are not increased so much that harmful oxvd skins in the meantime between purification and union, if namely those treated Surfaces come into contact with air. When using neutral or protective gas atmospheres can the energy consumed during rubbing can be increased without risk, since harmful oxides cannot form.
Wie bereits erwähnt, sind solche durch die Hitze gebildeten dehydratisierten Oxydschichten beim Vereinigen der Metalle nur dann wenig schädlich, wenn sie sehr dünn sind.As mentioned earlier, those formed by the heat are dehydrated Oxide layers when the metals are united are only slightly damaging when they are very are thin.
Die dehydratisierten Oxydschichten können als brüchig angesehen werden, so daß sie auseinanderbrechen, wenn die Metalle verformt werden, derart, daß dann völlig reine Metalloberflächen zum Vorschein kommen. Es ist anzunehmen, daß die natürlichen Oxyde oder die nicht sofort dehydratisierten Oxyde entweder zäh genug sind, um sich mit der ausdehnenden Oberfläche zu strecken, oder daß sie sofort irgendwelche entstehenden Zwischenräume überbrücken.The dehydrated oxide layers can be regarded as brittle, so that when the metals are deformed they break apart in such a way that then completely pure metal surfaces come to light. It can be assumed that the natural oxides or the not immediately dehydrated oxides either tough enough are to stretch with the expanding surface, or that they immediately have any bridge the resulting gaps.
Als Beispiel zur Unschädlichmachung der hydratisierten Oxydhaut diene der Fall des natürlichen Oxydes, das sich auf Aluminium in normaler Luft bildet und das für die Verbindung nach dem Verfahren gemäß der Erfindung eine Sperrschicht darstellt.Serve as an example for rendering the hydrated oxide skin harmless the case of the natural oxide that forms on aluminum in normal air and that for the connection by the method according to the invention, a barrier layer represents.
Diese kann jedoch in eine trockene, unschädliche Haut durch Erhitzen verwandelt werden, wenn sie dünn genug ist. Deshalb schließt das Verfahren als Oberflächenbehandlungsschritt die Herstellung einer neuen Oberfläche auf Metall ein, so daß also Oberflächenbehandlung für die Zwecke der Erfindung die Herstellung einer neuen Oberfläche für die zu verbindenden Metalle bedeutet, gleichgültig, ob die neue Oberfläche durch Entfernen einer bestehenden Sperrhaut herrührt oder ob die bestehende Haut in eine solche ohne Sperrhautwirkung verwandelt wird.However, this can turn into a dry, harmless skin by heating be transformed when it is thin enough. Therefore the process concludes as a surface treatment step the production of a new surface on metal, so that surface treatment for the purposes of the invention the manufacture of a new surface for the to be joined Metals means regardless of whether the new surface is removed by removing an existing one Barrier skin originates or whether the existing skin in one without a barrier skin effect is transformed.
Bei der Verwendung der Oberflächenbehandlung auf Bandstahl oder Tafelstahl wurde festgestellt, daß vorzugsweise umlaufende Stahldrahtbürsten von 304,8 bis 203,2 mm Durchmesser bei einer Geschwindigkeit von 2000 bis 4000 U/min benutzt werden. Diese Bürsten werden so eingestellt, daß sich eine erhebliche Wärmeleistung ergibt, die von der Durchgangsgeschwindigkeit des Streifens, seiner Dicke und seiner Art abhängig ist. Harte Metalle fordern dabei mehr Leistung als weiche Metalle.When using the surface treatment on steel strip or sheet steel it was found that rotating steel wire brushes from 304.8 to 203.2 mm in diameter can be used at a speed of 2000 to 4000 rpm. These brushes are adjusted so that there is a significant heat output, that of the speed of passage of the strip, its thickness and its type is dependent. Hard metals demand more power than soft metals.
In diesem Zusammenhang ist die Resthitze der Streifen von Bedeutung, während diese von den Bürsten zu den Verbundeinrichtungen transportiert werden. Es ist bekannt, daß Absorptionsschichten durch Hitze zerstört werden können und daß v erbältnismäßig niedrige Temperaturen die Bildung von Absorptionschichten auf Oberflächen, die von solchen Häuten befreit sind, verzögern können. Auf diese Weise kann, abgesehen von der Kürze der Zeitintervalle zwischen Bürsten und Verformung, die absorptionsverzögernde Wirkung der Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur, vorzugsweise oberhalb der Siedetemperatur von Wasser, ausgenutzt werden. Falls der Temperaturanstieg so groß ist, daß die Bildung der schädlichen Oxydhäute begünstigt wird, muß Schutzgas bis zu dem Augenblick des Zusammenfügens und des Verformens verwendet werden. Falls Schutzgasatmosphären benutzt und bis zu diesem Zeitpunkt aufrechterhalten werden, kann die niedrige Viskosität und die hohe Diffusionsgeschwindigkeit einiger Arten von reduzierenden Atmosphären, insbesondere von Wasserstoff, als günstiger Faktor für das Verhüten von kleinen Blasen und Unregelmäßigkeiten an der Berührungsfläche ausgenutzt werden.In this context, the residual heat of the strips is important, while these are being transported by the brushes to the compound facilities. It is known that absorption layers can be destroyed by heat and that relatively low temperatures lead to the formation of absorption layers Surfaces that have been freed from such skins can delay. In this way can, apart from the short time intervals between brushing and deformation, the absorption-delaying effect of temperatures above room temperature, preferably above the boiling point of water. If the The rise in temperature is so great that it favors the formation of harmful oxide layers protective gas must be used until the moment of assembly and deformation be used. If protective gas atmospheres are used and up to this point in time can be maintained, the low viscosity and the high diffusion rate some types of reducing atmospheres, especially hydrogen, as more favorable Factor for preventing small bubbles and irregularities on the contact surface be exploited.
Um die bestmögliche Oberfläche bei einer Behandlung durch Drahtbürsten zu gewährleisten, ist es notwendig, die Bürsten und die mit den Oberflächen der Streifen in Berührung kommenden Führungsmittel rein zu erhalten. Diese Teile müssen so gereinigt sein, daß sie keine Spur eines Schmiermittels, von Ölen, Fetten od. dgl., enthalten. Eine Entfettung der Bürsten durch Lösungsmittel in Dampf- oder flüssiger Form ist ungenügend. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Bürsten zuerst entfettet und dann in Luft erhitzt werden. Die in Berührung kommenden Teile, Führungen usw. können im allgemeinen durch Abreiben genügend gereinigt werden.To get the best possible surface with a wire brush treatment To ensure it is necessary to use the brushes and those with the surfaces of the Strip to get in touch guide means clean. These parts must be cleaned in such a way that there is no trace of lubricant, oils, fats or the like. Like., included. A degreasing of the brushes with solvents in steam or liquid form is insufficient. The best results are obtained when brushing first degreased and then heated in air. The parts that come into contact Guides etc. can generally be cleaned sufficiently by rubbing them off.
Nach der Oberflächenbehandlung muß gegebenenfalls loser Staub von der Oberfläche der Metalle in einem Entstauber entfernt werden, und außerdem muß das Wiederabsetzen von Staub an den betreffenden Oberflächen bis zum Verbundvorgang verhindert werden.After the surface treatment, loose dust may need to be removed the surface of the metals must be removed in a dust extractor, and also must the redeposition of dust on the surfaces concerned up to the bonding process be prevented.
Beim Verbinden von Metallen verschiedener Härte ist es bekannt, das weniger harte Metall gegenüber dem härteren Metall durch Hinzufügen von härtenden Zusätzen vor dem Verbinden so zu behandeln, daß beim Verbinden dieser beiden Metalle keine technischen Schwierigkeiten dadurch auftreten, daß die eine Metallseite weicher als die andere ist und daher zum Fließen neigt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das weniger harte Metall so kalt verfestigt wird, daß seine Härte etwa der des härteren Metalls entspricht. Auf diese Weise kann die verschiedene Dehnung dieser Metalle herabgesetzt werden. Dies ist bei weichen Metallen, wie Aluminium oder Silber, wichtig und besonders auch dann, wenn das weiche Metall nicht viel dünner als das harte Metall ist. Überdies ermöglicht es die größere Härte eines solchen kaltverformten Metalls, einen größeren Druck und größere Spannungen in der Verformungsstufe bei einer bestimmten Reduzierung zuzulassen, wodurch dann wiederum mehr Kernbindungen entstehen.When joining metals of different hardness, it is known that less hard metal compared to the harder metal by adding hardening ones Treat additives before joining so that when joining these two metals no technical difficulties arise because one side of the metal is softer than the other and therefore tends to flow. In a preferred embodiment according to the invention it is provided that the less hard metal is cold-hardened in this way becomes that its hardness corresponds approximately to that of the harder metal. In this way the various elongations of these metals can be reduced. This is with soft Metals such as aluminum or silver are important and especially when they are soft Metal is not much thinner than the hard metal. Moreover, it enables the larger one Hardness of such a cold-worked metal, greater pressure and greater stress to allow in the deformation stage at a certain reduction, which then in turn, more core bonds are created.
Um eine Vergrößerung der Berührungsflächen der zu verbindenden Metalle zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn die beim Zusammenpressen eintretende Querschnittsverminderung der zu verbindenden Metalle mindestens 501/o beträgt.To increase the contact surfaces of the metals to be connected to achieve, it is useful if the cross-section reduction occurring during compression of the metals to be joined is at least 501 / o.
Bevor auf die Erfindung an Hand der Zeichnung und Ausführungsbeispiele eingegangen wird, sollen einige theoretische Erläuterungen gegeben werden, die jedoch nicht als bindend zu betrachten sind.Before referring to the invention with reference to the drawings and exemplary embodiments will be given some theoretical explanations, but that are not to be regarded as binding.
Die klassische Theorie der Herstellung von Verbundmetallen lehrt, daß die feste Struktur der Metalle dadurch gegeben ist, daß zwischenatomare Kräfte vorhanden sind, die die Metallatome umgeben. Die Resultierende dieser Kräfte übt nur eine schwache Anziehungskraft bei einem Abstand aus, der größer als der zehn- bis zwanzigfache Durchmesser des Atoms ist. Die Resultierende dieser Kräfte erreicht ein Maximum bei einem beträchtlich kleineren Abstand und fällt dann auf Null in einem Abstand ab, der als die Gleichgewichtslage bezeichnet wird. Falls die Metallatome dichter als diese Gleichgewichtslage zusammengepreßt werden, so bilden sich zwischen ihnen abstoßende Kräfte.The classical theory of the manufacture of composite metals teaches that the solid structure of metals is given by the fact that interatomic forces are present surrounding the metal atoms. The resultant of these forces practices only a weak force of attraction at a distance greater than the ten- is up to twenty times the diameter of the atom. The resultant of these forces reached peaks at a considerably smaller distance and then falls to zero in a distance called the equilibrium position. If the metal atoms are compressed closer than this equilibrium position, so form between repulsive forces to them.
Um nun eine vollkommene Bindung zwischen den metallischen Oberflächen. herzustellen, wird versucht, die Atome an der Oberfläche des einen Metalls bis zum Gleichgewichtsabstand der Atome der Oberfläche des Partners heranzubringen.To create a perfect bond between the metallic surfaces. try to produce the atoms on the surface of one metal down to Bring the equilibrium distance between the atoms on the surface of the partner.
Nunmehr wird es klar, warum gewisse, durch das Mikroskop nicht feststellbare Häute, die nur die Dicke von wenigen Atomdurchmessern haben, bei der Bindung bereits in großem Maße störend wirken. Durch die Flächenvergrößerung entsprechend dem Verfahren gemäß der Erfindung wird jeder noch zurückgebliebene Film, falls er brüchig ist, auseinandergezogen, wodurch neue reine Flächen freigelegt werden. Elastische Häute werden noch weiter verdünnt und können dann leichter durchstoßen werden.Now it becomes clear why certain things that cannot be determined by the microscope Skins that are only a few atomic diameters thick are already bound when they are bound act to a large extent disturbing. By increasing the area according to the method according to the invention everyone will still lagged film, in case it is brittle, pulled apart, revealing new clean surfaces. Elastic skins are thinned even further and can then be pierced more easily will.
Wenn zwei Oberflächen gegeneinandergepreßt werden, so können sie notwendigerweise nur an einzelnen bestimmten Punkten in Berührung kommen, da keine Oberfläche vollkommen glatt ist, wenn die Atome selbst mit in Betracht gezogen werden. Diese wenigen Berührungspunkte, an denen sich die Kernbindungen bilden, müssen nun der vollen, von außen angewendeten Belastung widerstehen und sind daher einem ungeheuren Druck ausgesetzt. Wenn daher die Druckfestigkeit des Materials an diesen Punkten überschritten wird, so tritt eine Verformung ein, und es entsteht eine Vermehrung in Größe und Zahl dieser Myriaden von Berührungsflächen. Diese sind reine metallische Kontaktflächen.When two surfaces are pressed against each other, they necessarily can only come into contact at individual specific points, as there is no perfect surface is smooth when the atoms themselves are taken into account. These few points of contact on which the core bonds are formed must now be the full one applied from the outside Withstand stress and are therefore exposed to tremendous pressure. If therefore the compressive strength of the material is exceeded at these points, so occurs a deformation occurs, and there is an increase in the size and number of these myriads of contact surfaces. These are pure metallic contact surfaces.
In der Zeichnung ist schematisch der Gang des Verfahrens dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung, auf der die Erfindung durchgeführt werden kann, Fig.2 einen Teilquerschnitt eines Verbundmetalls mit Kernbindungen in stark vergrößertem Maßstab, Fig. 3 eine Draufsicht auf Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, in der das Endprodukt nachdem Wärmebehandeln dargestellt ist. In Fig. 1, die die ersten beiden Stufen des Verfahrens darstellt, wobei das Zusammenpressen durch Walzen erfolgt, bedeuten 1 und 3 Metallbänder, die miteinander in fester Phase verbunden werden sollen. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen der beiden Bänder, die miteinander verbunden werden sollen, sind mit 5 und 7 bezeichnet. Bei ihrem Transport zum Walzgerüst 9 gehen die Bänder durch ein Oberflächenbehandlungsgerät 11, um die Sperrhäute von den Oberflächen 5 und 7, wie oben beschrieben, zu entfernen. Die Bänder laufen dann durch eine Reinigungskammer 13, wo der lose Staub von den Oberflächen 5 und 7, beispielsweise durch Wegblasen des Staubes von der Oberfläche und Absaugen des weggeblasenen Staubes, entfernt wird.The course of the process is shown schematically in the drawing. 1 shows a schematic side view of a device on which the invention can be carried out, Fig.2 a partial cross-section of a composite metal with core bonds on a greatly enlarged scale, FIG. 3 is a plan view of FIG. 2, FIG. 4 is a view similar to Fig. 2, which shows the final product after heat treatment. In Fig. 1, which illustrates the first two stages of the process, wherein the compression done by rolling, 1 and 3 mean metal strips that are in solid phase with each other should be connected. The opposing surfaces of the two Tapes that are to be connected to one another are denoted by 5 and 7. at When they are transported to the roll stand 9, the strips go through a surface treatment device 11 to remove the barriers from surfaces 5 and 7 as described above. The tapes then run through a cleaning chamber 13 where the loose dust is removed from the Surfaces 5 and 7, for example by blowing the dust off the surface and vacuuming the blown dust away.
Von der Reinigungskammer 13 laufen die Bänder 1 und 3 zum Walzgerüst 9. Eine neue Ablage von Staub auf den Flächen 5 und 7 muß verhindert werden, beispielsweise dadurch, daß die Bänder nach ihrem Austritt aus der Reinigungskammer bis zum Walzgerüst in Berührung miteinander gehalten werden, wie bei 15 angedeutet. Die Walzen des Walzgerüstes üben einen solchen Druck auf die Bänder aus, daß eine erhebliche Verlängerung der Berührungsflächen entsteht, während die Metalle diesem Oberflächendruck ausgesetzt sind. Damit nun die Vergrößerung der Berührungsflächen genügend groß ist, ist es zweckmäßig, die gesamte Dicke der durch das Walzgerüst laufenden Bänder mindestens um 30°/o zu reduzieren.The strips 1 and 3 run from the cleaning chamber 13 to the roll stand 9. A new deposit of dust on the surfaces 5 and 7 must be prevented, for example in that the strips after their exit from the cleaning chamber up to the roll stand are held in contact with one another, as indicated at 15. The reels of the Roll stand exert such a pressure on the strips that a considerable extension of the contact surfaces occurs while the metals are exposed to this surface pressure are. So that the enlargement of the contact areas is big enough, it is expedient, at least the entire thickness of the strips running through the roll stand to be reduced by 30 per cent.
Im Zusammenhang mit der zweiten Verfahrensstufe sei noch folgendes erwähnt: Die Verformungsstufe muß, wie bereits angegeben, die Metalle in der Weise verformen, daß die zusammenkommenden Oberflächen beträchtlich vergrößert werden.In connection with the second stage of the procedure, the following should also be noted mentioned: The deformation stage must, as already stated, the metals in the way deform so that the surfaces that come together are considerably enlarged.
Es gibt verschiedene Mittel, um diese Verformung zu erzielen, mit denen Bänder mit Metalltafeln nach dem Verfahren verbunden werden können. Geeignet sind außer einem Walzpaar ferner Draht- und Rohrziehwerkzeuge, wo ein Rohr auf eine Stange oder auf ein anderes Rohr aufgebracht wird, Strangpressen, auf denen zwei Metalle gemeinsam durch eine Öffnung gepreßt werden, Spritzpressen, auf denen durch Druck ein aus vielen Schichten bestehender Napf oder ein derartiges Rohr geformt wird, und schließlich Stauchvorrichtungen, auf denen zwei Metallstäbe in axialer Richtung zusammengedrückt werden, um eine größere Fläche als den Stangenquerschnitt zu erzeugen. Die grundlegenden Erkenntnisse, die der Erfindung zugrunde liegen, und die grundsätzlichen Verfahrensstufen sind für alle diese Verformungsmittel dieselben.There are several means to achieve this deformation, using which tapes can be connected to metal panels by the process. Suitable are apart from a pair of rollers also wire and pipe drawing tools, where a pipe on a Rod or applied to another tube, extrusion, on which two Metals are pressed together through an opening, transfer presses on which through Pressure formed a multi-layer cup or tube becomes, and finally upsetting devices on which two metal rods in axial Direction are compressed to a larger area than the rod cross-section to create. The basic knowledge on which the invention is based and the basic process steps are the same for all of these deforming agents.
Bei a11 diesen Verformungen dient die Ausdehnung der vorher von der Sperrhaut befreiten Oberfläche dazu, daß die Atome des einen Metalls bis in das Feld der atomaren Anziehung des anderen Metalls an zahlreichen voneinander getrennten Stellen kommen, derart, daß die Metalle verbunden werden, wenn auch verhältnismäßig schwach. Immerhin ist die Bindung so gut, daß die Oberflächen in Berührung gehalten werden und nunmehr die Bindung in eine vollständige Vereinigung umgewandelt werden kann. Diese getrennten Verbundstellen werden als Kernbindungen bezeichnet, weil diese Stellen die Kerne für das spätere Wachsen zu einer im wesentlichen ununterbrochenen Bindung darstellen, wie dies aus Fig. 2 und 3 erkennbar ist ,wo die Bänder 1 und 3 durch die Kernstellen 43 vereinigt sind. Es muß jedoch betont werden, daß diese Kernstellen keineswegs in ihrer Art von der endgültigen Bindung verschieden sind; sie erstrecken sich vielmehr nur über eine Vielzahl von außerordentlich kleinen Flächen, wogegen sich die endgültige Bindung im wesentlichen über die ganze Berührungsfläche erstreckt.With a11 of these deformations, the expansion of the previously used by the Barrier skin freed the surface so that the atoms of one metal down to the Field of atomic attraction of the other metal at numerous separate ones Places come in such a way that the metals are connected, albeit proportionately weak. After all, the bond is so good that the surfaces are kept in contact and now the bond will be transformed into a complete union can. These separate bonds are called core bonds because these provide the nuclei for later growing into a substantially uninterrupted one Represent binding, as can be seen from Fig. 2 and 3, where the bands 1 and 3 are united by the core sites 43. It must be emphasized, however, that this Core points are in no way different in type from the final bond; rather, they only extend over a large number of extremely small ones Surfaces, whereas the final bond extends essentially over the entire contact surface extends.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden Tafeln und Streifen vereinigt. In diesem Falle wird ein Walzgerüst verwendet, um die notwendigen Verformungen zu erreichen, wobei dann durch die Walzen die Metalle zusammengepreßt und zugleich die Flächen der aufeinanderliegenden Oberflächen vergrößert werden.In one embodiment of the invention, panels and strips united. In this case a roll stand is used to make the necessary deformations to achieve, with the metals then pressed together by the rollers and at the same time the areas of the surfaces lying on top of one another are enlarged.
Beim Walzvorgang, sogar wenn eine einzelne :Metalltafel gewalzt wird, hat der obere Teil des Metalls die Tendenz, sich an der Austrittsseite nach oben aufzurollen, und in ähnlicher Weise versucht der untere Teil des gewalzten 1,Ietalls, sich nach unten aufzurollen. Diese Tendenz ist wohlbekannt und wird oft als »Auseinanderklaffwirkung« bezeichnet.In the rolling process, even if a single sheet of metal is rolled, the upper part of the metal has a tendency to move upwards on the exit side to roll up, and similarly the lower part of the rolled 1, metal, to curl down. This tendency is well known and is often referred to as the "gaping effect" designated.
Die Kernstellen, die bei der Verformung unter Druck gebildet werden, müssen nun genügend kräftig sein, um ein Zerstören der Bindung durch dieses Auseinanderklaffen zu verhindern. Die Bindung muß außerdem so sein, daß das Band weiterbearbeitet werden kann.The core points that are formed during deformation under pressure, must now be strong enough to destroy the bond through this gaping to prevent. The binding must also be such that the tape can be processed further can.
Eine genügende Stärke der Kernbindung kann dadurch erreicht werden, daß die Reduzierung der Dicke des Streifens im Verhältnis zu dem Durchmesser der Walzen im Einklang mit den hier niedergelegten Vorschriften durch genaue Festlegung der Dicke des Bandes vor dem Walzen und der Kaltreckcharakteristik der betreffenden Metalle genauestens ausgewählt wird. Andere in Betracht kommende Falttoren sind der Zug an den Bandenden und die Art der Schmierung zwischen Walzen und Bandoberfläche.A sufficient strength of the core bond can be achieved by that reducing the thickness of the strip in relation to the diameter of the Rolling in accordance with the regulations laid down here by precise definition the thickness of the strip before rolling and the cold stretching characteristics of the relevant Metals is carefully selected. Other possible folding doors are the tension at the ends of the belt and the type of lubrication between the rollers and the surface of the belt.
Um die Kernbindungsflächen ist ein außerordentlich dünner offener Raum 45 (Fig. 2 und 3) vorhanden. Auf Grund der großen Oberflächenverformung, der die Berührungsflächen unterworfen wurden, und durch die Art der Oberfläche der berührenden Flächen ist dieser Raum thermodynamisch labil und versucht einen Zustand geringerer Energie einzunehmen. Dies wird dadurch verhindert, daß Atome des festen Metalls bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen nicht sehr beweglich sind. Wenn die Metalle auf eine erhöhte Temperatur erhitzt werden, vibrieren die Atome innerhalb großer Abstände, haben eine beträchtlich größere Beweglichkeit und sind in der Lage, schnell das thermodynamische Gleichgewicht wiederherzustellen. Dadurch entsteht ein Fluß von Metallatomen in dem offenen Raum zwischen den ursprünglichen Kernbindungen, wodurch ein Wachsen der Bindungsflächen auf Kosten des offenen Raums 45 verursacht wird, wobei sich dieses Wachstum im Idealfall über die ganze Zwischenfläche erstreckt. Fig.4 zeigt das Wachstum der Bindungsfläche, wobei die ursprünglichen Kernbindungen 43 nunmehr zu einer zusammenhängenden Fläche, wie bei 43a angedeutet, zusammengewachsen sind. Der ursprüngliche offene Raum 45 ist nun in stärkerem Maße unterbrochen und in seiner Fläche, wie bei 45a erkennbar, reduziert.Around the core bonding areas is an extremely thin open Room 45 (Fig. 2 and 3) is available. Due to the large surface deformation that the contact surfaces were subjected, and by the nature of the surface of the contacting Surfaces, this space is thermodynamically unstable and tries to achieve a lower state Ingesting energy. This is prevented by Atoms of solid metal are not very mobile at relatively low temperatures. When the metals are heated to an elevated temperature, the atoms vibrate within large distances, have and are considerably more mobile able to quickly restore thermodynamic equilibrium. Through this there is a flow of metal atoms in the open space between the original ones Core bonds, causing the bond surfaces to grow at the expense of open space 45 is caused, with this growth ideally spreading over the entire interface extends. Fig.4 shows the growth of the binding area, with the original Core bonds 43 now form a coherent area, as indicated at 43a, have grown together. The original open space 45 is now to a greater extent interrupted and reduced in its area, as can be seen at 45a.
Im allgemeinen kann gesagt werden, daß mit großer Dicke der zu vereinigenden Metalle und einer größeren Kaltreckungsneigung auch der Verformungsgrad entsprechend größer sein muß, um eine genügend starke, das Aufklaffen verhindernde Kernbindung zu schaffen. Andererseits ist die erforderliche Reduzierung zur Ausschaltung der Aufklaffwirkung um so geringer, je besser die Schmierung und je größer der Zug am Band ist.In general it can be said that with a large thickness the to be united Metals and a greater tendency to cold stretch, the degree of deformation accordingly must be larger in order to have a sufficiently strong core bond that prevents the gaping to accomplish. On the other hand, the reduction required to turn off the The better the lubrication and the greater the pull on, the less the gaping effect Band is.
Bei anderen Verformungsverfahren können die Trennkräfte entsprechend den verwendeten Verformungseinrichtungen jeweils anders sein.In the case of other deformation processes, the separating forces can be adjusted accordingly the deformation devices used may be different.
In einem Walzgerüst werden die Bänder durch die Walzen unter Erzeugung
einer verhältnismäßig großen Oberflächenvergrößerung aneinandergepreßt, und die
Kernbindungen bilden sich, ohne daß eine flüssige Phase an sich berührenden Berührungsflächen
auftritt. Im allgemeinen kann bei diesem Kaltwalzvorgang die Zunahme der Berührungsflächen
ohne weiteres aus der Abnahme der durch das Walzen erzeugten Dicke des Verbundmetalls
berechnet werden. Der Einfachheit halber soll deshalb bei der Vereinigung durch
Walzen die Flächenzunahme durch die Dickereduzierung ausgedrückt werden. In den
nachfolgenden Tabellen sind verschiedene Ausführungsbeispiele für die verschiedenen
Arten von Verbundmetallen aufgeführt. Diese Tabellen geben auch zweckmäßige Zeiten
und Temperaturen für die Erwärmungsstufe an, die für das Wachsen der Bindung wesentlich
ist.
2. Verformung der Metalle, während ihre Oberflächen in dem nach 1 behandelten Zustand erhalten werden, in einer solchen Weise, daß sie zusammengepreßt werden und ihre gegenüberliegenden Flächen bei dieser mindestens 30o/oigen Verformung beträchtlich vergrößert werden, derart, daß äußerst zahlreiche Kernbindungen entstehen.2. Deformation of the metals, while their surfaces in the 1 treated condition in such a way that they are compressed and their opposite surfaces with this deformation of at least 30% can be enlarged considerably so that extremely numerous core bonds are formed.
3. Erwärmung der Metalle, die durch die Kernbindungen zusammengehalten werden, um deren Wachstum und Ausbreitung zur Erhöhung der Gesamtfestigkeit der Bindung zu erreichen. Klemmpunkt der Walzen. Schutzgasstrahlen wurden ferner auf die Streifen in der Nähe der Walzen gerichtet, um den Streifen einen zusätzlichen Schutz auf ihrem Weg von 38,1 mm Länge zwischen der Schutzgaskammer und demWalzenklemmpunkt zu gewähren.3. Heating of the metals held together by the core bonds be to their growth and spread to increase the overall strength of the To achieve bond. Nip point of the rollers. Inert gas jets were also on the strips near the reels are directed to give the strip an extra Protection on its way of 38.1 mm length between the inert gas chamber and the roller clamping point to grant.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1101916XA | 1951-01-04 | 1951-01-04 |
Publications (1)
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| DE1101916B true DE1101916B (en) | 1961-03-09 |
Family
ID=22331690
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DEM12456A Pending DE1101916B (en) | 1951-01-04 | 1952-01-03 | Method of making composite metal |
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|---|---|
| DE (1) | DE1101916B (en) |
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