DE2713020C2 - Verfahren zum Herstellen schichtartiger Verbundmetallwerkstoffe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen schichtartiger Verbundmetallwerkstoffe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Ein solches Verfahren ist bereits aus der US-PS 3 695 337 bekannt.

Bei diesem bekannten Verfahren werden metallische Schichtwerkstoffe derart hergestellt, daß ein Kemmatcrial mit einer Polyfluoräthen-Beschichtung (Polytetrafluoräthylen, Polychlortrifluoräthylen und deren Abkömmlinge) beschichtet wird, worauf das beschichtete Kernmaterial mit einem zweiten schmelzflüssigen Material umgössen wird.

Dieses bekannte Verfahren ist insofern nachteilig, als sich die bekannte Beschichtung im Bereich des Schmelzenspiegels des zweiten schmelzflüssigen Materials thermisch unter Bildung von halogenhaltigen Zersetzungsprodukten zersetzt, mit deren Hilfe eine Oxidation der Kernoberflächen durch in der Form enthaltenen Sauerstoff verhindert wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Erzeugen nichtoxidierender Gase im Bereich der Kernoberflächen nicht ausreicht, um eine Beeinträchtigung der Kernoberfläche und damit der Güte des erzeugten Verbundwerkstoffes zu verhindern. Untersuchungen von Materialeinschlüssen im Bereich der Grenzfläche zwischen Kern und Ummantelung zeigen, daß es sich um oxidische Materialien handelt, die als Schaum auf dem Schmelzenspiegel schwammen. Einschlüsse dieser Art entstehen, wenn sich die Stahlschmelze mit Luft und/oder mit der feuerfesten Auskleidung des Schmelzgefäßes umsetzt. Um derartige Einschlüsse zu verhindern, reicht die bekannte Ausbildung einer schützenden Beschichtung, die sich unter Bildung nicht oxidierender Gase thermisch zersetzt, nicht aus. Insbesondere gilt es zu verhindern, daß schwimmende Oxidpartikel in den Bereich der Grenzfläche zwischen Kern- und Ummantelung gelangen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Polytctralluoräthylen-Bcschichtungen besteht darin, daß sich diese b5 unter Bildung eines schwarzen Rauches zersetzen, ohne sich zu entzünden. Diese Rauchentwicklung ist jedoch keinesfalls förderlich, um die erwähnte Grenzfläche von Sauerstoff und oxidischen Verunreinigungen freizuhalten.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens ergibt sich daraus, daß es in wäßriger oder alkoholischer Dispersion verwendet werden muß, da ein geeignetes Lösungsmittel fehlt. Das hat zur Folge, daß die Beschichtung nach dem Auftragen getrocknet und gebrannt werden muß, worin die Gefahr des Auftretens von Rissen liegt. Beschichtungen der erwähnten Gattung weisen im übrigen keine ausgezeichneten Hafteigenschaften auf.

Aus der GB-PS 1 289639 ist es bekannt, bei der Herstellung von Schichtmetallwerkstoffen am Metallsubstrat eine geeignete Schutzschicht auszubilden und die Oberfläche des Substrats vor dem Aufbringen der Ummantelung gründlich zu reinigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der aus der US-PS 3695 337 bekannten Gattung so auszubilden, daß als Folge einer verbesserten Schutzschichtausbildung die Anzahl von Einschlüssen im Bereich der erwähnten Grenzschicht vermindert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung gelöst durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

De; mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß ein halogenfreies Beschichtungsmaterial verwendet wird, welches sich thermisch unter besonders lebnafter Gasentwicklung zersetzt. Dadurch wird gewährleistet, daß sich keine oxidischen Einschlüsse an der Grenzfläche zwischen dem Kernmateriul und der Umhüllungsschicht festsetzen können. Außerdem wird durch die lebhafte Gasentwicklung der Sauerstoff-Partialdruck in der Gießform stark herabgesetzt, wodurch die Oxidationsgefahr verringert wird. Im Gegensatz zu den bekannten PoIyfluoräthen-Beschichtungen entzünden sich die Umhüllungsschichtmaterialien nach der Erfindung bei Beginn des Umgießens mit der zweiten Schmelze, wobei der Oxidationsvorgang unter kräftiger Flammbildung abläuft. D>e kräftige Gasentwicklung sorgt dafür, daß dem vorliegenden Sauerstoff der Zutritt zur Kernmaterialoberfläche praktisch vollständig verwehrt wird und daß dieser Sauerstoff gemeinsam mit gegebenenfalls vorliegenden zur Schaumbildung führenden Teilchen weggespült wird.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich daraus, daß die aufzubringende Beschichtung in gelöster Form aufgebracht werden kann, so daß sich die Schichtdicke und die Viskosität der Beschichtung mühelos einstellen lassen. Ferner wird dadurch ein besonderer Trocknungs- und Einbrennvorgang überflüssig, wodurch der Gefahr von Trocknungsrissen im Beschichtungsmaterial vorgebeugt ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Beschichtungsmaterial in einer Dicke von lOO^bis 3000 um aufgetragen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Erläuterung der gießtechnischen Herstellung eines ummantelten Verbundmetallblockes,

Fig. 2Λ und 2B eine Seitenansicht bzw. eine Schnittansicht des ummantelten Verbundmctallblocks. welcher mit Hilfe der in Fig. 1 erläuterten Arbeitsweise hergestellt wurde.

Fig. 3 eine schematischc Schnittdarstellung, die eine

andere gießtechnische Herstellung des ummantelten Schnittmetallblockes darstellt,

Fig. 4 ein graphisches Schaubild, welches die Beziehung zwischen der Scherfestigkeit und dem Verhältnis der mit mitgerissenem Schaum versehenen Fläche im plattierten Blech zeigt, welches aus dem ummantelten Schichtmetallblock hergestellt worden ist,

Fig. 5 ein graphisches Schaubild, welches eine Beziehung zwischen dem Abstand der Formwand bis zur Oberfläche des Kernmaterials und der Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze darstellt, da hierdurch das Auftreten von Fehlern in der erstarrten Metallschicht beeinflußt wird, und

F ig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Aufstiegsgeschwindigkeit und dem Verhältnis der mitgerissenen Schaum aufweisenden Fläche.

Biim Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es für den Fall, daß ein Oxidfilm an der Oberfläche eines stählernen Kernmaterials vorhanden ist, erforderlich, diesen Oxidfilm zuvor durch Sandstrahlen, Schleifen, Schmirgeln, Abätzen oder dgl. zu entfernen, um die Bindungsfahigkeit des im nachfolgenden Arbeitsgang auszubildenden Verbundmetallblocks zu verbessern. Außerdem kann das Bindungsvermögen dadurch verbessert werden, daß parallel Rechtecknuten, Dreiecknuten, Rundnuten oder andere Unebenheiten in der Oberfläche des Kernmaterials ausgebildet werden, nachdem der Oxidfilm entfernt worden ist, um auf diese Weise die Berührungsfläche zwischen der Kernoberfläche und der Schmelze zu vergrößern. Sodann wird ein in erster Linie aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehender organischer Stoff auf die Oberfläche des Kernmaterials derart aufgebracht, daß ein Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 50 μιη bis 3000 μηι, vorzugsweise 100 μηι bis 3000 μιη entsteht.

Im Interesse einer beträchtlichen Abschwächung der Schaumeinschlüsse und zum ausreichenden Reduzieren des Sauerstoff-Partialdruckes im Inneren der Form sollte die erforderliche Menge an zur Gasentwicklung benötigter organischer Substanz durch ausreichende Dicke des Beschichtungsfilms gewährleistet sein. In diesem Zusammenhang sei auf Versuchsergebnisse verwiesen, die erbrachten, daß die Dicke des Beschichtungsfilms innerhalb eines Bereiches von 50 μΐπ bis 3000 μιη, vorzugsweise von 100 μιη bis 3000 μπι liegen sollte. Beträgt die Dicke des Beschichtungsfilms weniger als 50μιτι, so verdampft oder verbrennt der Beschichtungsfilm, noch bevor die Schmelze dicht an das Kernmaterial herkommt oder dasselbe berührt, wobei außerdem die Menge des erzeugten Gases nur so gering ist, daß der Oxidfilm und der Gießschaum in den Verbundblock eingeschlossen werden, was wiederum die Bindung oder die Bindungsfähigkeit an der Grenzfläche zwischen dem Kernmaterial und dem Umhüllungs- oder Ummantelungsmetall beeinträchtigt. Übersteigt der Beschichtungsfilm eine Dicke von 3000 μπι, so bleibt das Bindungsverhalten unbeeinflußt, so daß ein weiterer Auftrag der organischen Substanz eine unwirtschaftliche Verschwendung darstellen würde. Aus diesem Grunde ist es wichtig, daß die Dicke des Beschichtungsfilms in einem Bereich von 50 μιη bis 3000 μηι und vorzugsweise von 100 μιη bis 3000 μπι liegt. Außerdem ist es im Interesse des Aufrechterhaltens eines hinreichend niedrigen Sauerstoff-Partialdruckes in der im Forminneren herrschenden Atmosphäre vorteilhaft, den Sauerstoffgehalt des Beschichtungsfilms so gering wie möglich zu halten, wodurch die Verwendung von Kohlehydraten, wie Molasse und dgl. als organische Substanz ungeeignet ist.

Bei der Ausbildung des Beschichtungsfilmes ist es erforderlich, daß die in erster Linie aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehende organische Substanz in einem Lösungsmittel gelöst wird, um eine geeignete Viskosität und ein geeignetes Haftvermögen zu besitzen, falls erforderlich. Die organische Substanz wird durch Aufsprühen, Eintauchen od. dgl. auf die Oberfläche des Kernmaterials aufgebracht und sodann bei Raumtemperatur stehengelassen oder auf eine geeignete Temperatur erhitzt,

um einen festen oder halbfesten (Semi-Solid) Beschichtungsfilm auszubilden, dessen Dicke innerhalb des oben definierten Bereiches liegt.

Außerdem kann der Beschichtungsfilm durch Vermischen der organischen Substanz mit pulverförmigen

Granülen eines Stoffes hergestellt sein, der eine stärkere Sauerstoffaffinität besitzt als Eisen. Derartige Stoffe sind Aluminium, Magnesium, CaSi, SHizium, Titan, Zirkonium, Magnesium-Aluminiumlegierung, Kalzium-Silizium-AIuminiumlegierung, K alzium-Silizium-Barium-

Aluminiumlegierung, Eisen-Siliziumlegierung, Fe-Si-Mg-Legierung, Fe-Si-Ca-Legierung, Fe-Si-Al-Legierung, Fe-Ti-Legierung und dg;!. Wie auch aus den nachfolgenden Beispielen ersichtlich, werden durch Mitverwendung derartiger Stoffe die Bindungseigenschaften an

der Grenzfläche zwischen dem Kernmaterial und der erstarrten Metallschicht im Vergleich zu den Fällen verbessert, wo die organische Substanz allein verwendet wurde. Zur Erklärung dieses Vorganges wird angenommen, daß die große Menge an FeO enthaltenden Schaumbestandteile, die in die Grenzfläche eingedrungen sind, durch die Wechselwirkung der organischen Substanz mit den Zusätzen reduziert wird, um so die Morphologie und die Zusammensetzung der Einschlüsse zu verändern.

Erfindungsgemäß wird ein Kunstharz als organische

Substanz verwendet, das in erster Linie aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht. Als Beispiele werden Phenolharz, Aminoharz, Epoxyharz, Polyamidharz, Acrylharz, Polyesterharz und Vinylacetatharz genannt.
Die Verwendung eines Kunstharzes ist in besonderer Weise vorteilhaft, weil die Viskosität und das Haftvermögen leicht mit Hilfe eines Lösemittels eingestellt werden kann und weil die Erstarrungsgeschwindigkeit so erhöht werden kann, daß die Dicke des Beschichtungsfilms eingestellt und leicht größer gemacht werden kann. Es gibt verschiedene Verfahren zum Auftragen oder Aufbringen der organischen Substanz. So kann die organische Substanz beispielsweise mit Hilfe einer Sprühkanone versprüht werden, kann die organische Substanz mit Hilfe einer Bürste aufgetragen werden oder kann die organische Substanz dadurch aufgetragen werden, daß das Kernmaterial in eine Lösung derselben eingetaucht wird. In jedem Fall bleibt die Funktion des Beschichtungsfilmes unverändert, so lange die Dicke stets dieselbe ist. Allgemein sei darauf hingewiesen, daß der Beschichtungsfilm vom Kernmaterial abgelöst werden kann, wenn er beim Einbringen des Kernmaterials in die Gußform einer mechanischen Stoßbeanspruchung unterworfen wird. Demgemäß wird das Ablösen des Beschichtungsfilms jedoch in Folge seiner hohen mechanischen Festigkeit und seines ausgezeichneten Haftvermögens am Kernmaterial verhindert. Außerdem erweist sich der aus Kunstharz hergestellte Beschichtungsfilm als thermostabil. So ist der aus Epoxyharz hergestellte Beschichtungsfilm beispielsweise bis zu einer Temperatur von etv,.i 120⁰C stabil, wodurch keine Gefahr besteht, daß der Beschichtungsfilm verdampft oder verbrennt und somit von der Oberfläche des Kernmaterials verschwunden ist, wenn dieses Kernmaterial während des Gießens er-

wärmt wird. Dadurch ist auch sichergestellt, daß der Beschichtungsfilm noch vorhanden ist, wenn das Kernrnaterial in die Oberfläche der Schmelze eintaucht und dadurch kann die Oxydationsreaktion und das Einschließen von Schaum in die Oberfläche des Kernmaterials verhindert werden. Es ist vorteilhaft, keinen Luftzutritt in die Form während des Gießens zu gestatten. Das heißt, daß der Zutritt eines sauerstoffhaltigen Mediums in die Form unterbunden wird und daß der Sauerstoff-Partktldruck im Inneren der Form auf einem niedrigen Niveau gehalten werden kann. Selbstverständlich ist es vorteilhaft, daß der Sauerstoff-Partialdruck im Forminneren noch weiter dadurch vermindert wird, daß die Atmosphäre im Inneren der Form durch ein inertes oder reduzierendes Gas vor und/oder während des Gießvorganges ersetzt wird.

Zur Steigerung des Ausbringens wird vorgeschlagen, das obere Ende des Kernrnaterials in einem Bereich von 5 cm bis 30 cm entfernt von einer gegebenen Stellung in Abhängigkeit vom Boden des Verbundmetallblockes in der Form anzuordnen, was mit anderen Worten bedeutet, daß das untere Ende des Kernmaterials 5 cm bis 30 cm oberhalb der Bodenfläche der Gußform anzuordnen ist. Ferner wird vorgeschlagen, die Gußform bis zu einer Höhe von wenigstens 5 cm oberhalb des oberen Endes des Kernmaterials mit Metallschmelze zu füllen.

Wie den Fig. 2A und 2B zu entnehmen, sind im Schichtmetallblock üblicherweise in der erstarrten Schicht 3 des Ummantelungsmaterials Kopfschrumpfiöeher oder -Poren 8 vorhanden, die oberhalb des oberen Endes des Kernmaterials 1 angeordnet sind. Außerdem werden häufig Risse 9 in dem erstarrten Metall beobachtet, die mit den Ecken des Kernmaterials in Berührung stehen. Außerdem ist ein in Lösung gegangener Bereich 10 am Boden des Kernmaierials dort ausgebildet, wo sich der Kern dem Gießkopf des Gießkanals 5 nähert. 1st der Abstand zwischen der Schlußschmelzfläche und dem oberen Ende des Kernmaterials kurzer, so erstrecken sich die Kopfschrumpfporen 8 und oder die Risse 9 durch die erstarrte Schicht, so daß Zutrittswege geschaffen werden, durch welche Luft zum Kernmaterial penetriert. was wiederum zur Folge hat. daß die Grenzfläche zwischen Kernmaterial und der erstarrten Schicht mittels der Lull oxidiert wird, wodurch eine unzureichende Bindung erzielt wird und beim abschließenden Walzen eine interlaminare Trennung zu beobachten ist. Ist andererseits der Abstand zwischen der Endschmelzfläche und im oberen Ende des Kernmaterials zu groß, so nimmt der verlorene Abschnitt des Enderzeugnisses beträchtlich zu. was das Ausbringen herabsetzt. Aus diesen Gründen sollte der Agstand nicht weniger als 5 cm betragen, wobei die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn der Abstand innerdem Halteglied 6 und der erstarrten Schicht 3 eindringt. Die Querschnittsfläche dieses Bereiches ist jedoch beträchtlich geringer als die Querschnittsfläche des Kernmaterials, was zur Folge hat, daß die Luft-Penetrationstiefe gering ist und die auf Oxydation beruhende Trennungsneigung des Erzeugnisses gering ist.

Der Abstand zwischen dem unteren Ende des in die Gußform eingebrachten Kernmaterials und der oberen Oberfläche des Gespanns, d. h. die Länge der erstarrten Umhüllungsmetallschicht vom unteren Ende des Kernmaterials, soll innerhalb eines Bereiches von 5 cm bis 30 cm liegen. Ist die Länge kürzer als 5 cm, so werden Risse 9 in der erstarrten Schicht ausgebildet, welche das Eindringen von Luft zum Kernmetall ermöglichen, wodurch die Grenzfläche zwischen dem Kernmetall und der erstarrten Schicht oxidiert wird. Auch wird der in Lösung gegangene Bereich 10 größer, was eine Verringerung des Ausbringens zur Folge hat. Beträgt andererseits die Länge mehr als 30 cm, so nehmen die verworfenen oder verlorenen Abschnitte des Erzeugnisses zu, was wiederum eine Verschlechterung der Ausbeute bedeutet.

Es konnte experimentell bestätigt werden, daß die Verschlechterung der Ausbeute zu Folge des gelösten Anteils nicht ignoriert werden darf, wenn der Überhitzungsgrad der Schmelze 80° C im Hinblick auf die Liquidustemperatur des Kernmaterials (Tj₁' ⁰C) übersteigt. Häufig ist auch der hergestellte Block nicht zu gebrauchen, wenn der Überhitzungsgrad mehr als 100⁰C betrug.

Ist der Überhitzungsgrad der Schmelze im Hinblick auf die Liquidustemperatur der Schmelze (T'{ "C) hoch. so werden außerdem Risse im Kopfbereich sowie im Fußbereich des hergestellten Blockes ausgebildet und wird die Grenzfläche zwischen dem Kernmaterial und der erstarrten Schicht von der Luft oxidiert, die bei der nachfolgenden Warmverformung durch die Risse eindringt, wodurch die interlaminare Bindung beträchtlich verschlechtert wird. Diese Tendenz konnte experimentell dahingehend bestätigt werden, daß sie dann deutlich in Erscheinung tritt, wenn der Überhitzungsgrad gegenüber (P₁) 100°C übersteigt.

Ist andererseits der Überhitzungsgrad im Hinblick auf Tj; gering, so werden auf der Schmelzenoberfläche die Krusten ausgebildet, was dazu führt, daß der gute Kontakt zwischen der Schmelze und der Oberfläche des Kernmaterials verlorengeht und daß zur gleichen Zeit ein verstärktes Einschließen von Schaum zu beobachten ist, womit eine Herabsetzung der interlaminaren Bindungseigenschaften verbunden ist. Es konnte experimentell bestätigt werden, daß eine Verschlechterung der interlaminaren Bindungseigenschaften dann eintritt, wenn der Überhitzungsgrad im Hinblick auf Tj; kleiner als 40°C ist. wobei sich die Verschlechterung der Bindungseigenschaften dann deutlich zeigt, wenn der Überhitzungsgrad

r-iüijCruCiTl :~_rt- ..ir-

kann ein Anguß vorgesehen werden, um die Kopfschrumpfporen zu vermeiden, was von der Art der Schmelze oder den Gießbedingungen abhängt, und im vorliegenden Fall lassen sich bessere Ergebnisse dadurch erzielen, daß die Schmelze mit Hilfe eines Steigers vergossen wird. Beträgt der Abstand zwischen der Schlußschmelzfläche und dem oberen Ende des Kernmaterials weniger als 5 cm. so ist es in jedem Falle schwierig, die Oxydation der Grenzfläche zwischen dem Kernrmiterial und der erstarrten Schicht vollständig zu verhindern.

Es besteht die Möglichkeit, daß das Kernmaterial 1 nahe dem mit dem Halteglied 6 verbundenen Bereich von der Luft oxidiert wird, die aus der Grenzfläche zwischen Zur Ausbildung einer dichten erstarrten Schicht aus der Schmelze in dem Raum zwischen dem Kernmaterial und der Formwandung und außerdem zum Verhindern des Verstopfens dieses Raumes durch erstarrende Schmelze während des Gießens hat sich eine Beziehung zwischen einem mittleren Raum (d). einer Aufsteiggeschwindigkeit der Schmelze (r) und einer Höhe (H) des Blockes als wichtiger Faktor herausgestellt. Mit anderen Worten ist gefunden worden, daß ein für die Herstellung von schichtartigen Verbundmetall-Metallwerkstoffen geeigneter Verbundmetallbiock dadurch hergestellt werden kann, daß beim Vergießen der Schmelze mit einem üblichen Überhitzungsgrad Bedingungen aufrechterhalten werden, die den folgenden Gleichungen genügen:

Gilt für die Aufstiegsgeschwindigkeit
(r) 0.0125 // + 0,011 >r^
so gilt

(I >

29,08//-10001-413
4,154//"1Qo"

wohingegen bei einer Aufstiegsgeschwindigkeit von

6.67>rg0.0125 // + 0,011 gilt </£4.

Diese Beziehung ist besonders vorteilhaft auf die Herstellung von Schichtmetall-Werkstoffen mit niedrigem Plattierungsverhältnis anzuwenden.

Werden die vorstehenden Beziehungen beachtet, um eine dichte erstarrte Schicht aus der Schmelze ohne Verstopfung zu erzeugen, so wird die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze während des Gießens zu einem bedeutsamen Faktor, der die interlaminaren Bindungseigenschaften des erzeugten Schichtmetall-Werkstoffs beeinflußt. Ist die Aufstiegsgeschwindigkeit groß, so ist die Oberfläche der Schmelze in lebhafter Bewegung, was häufig dazu führt, daß auf der Schmel/oberfläche schwimmender Schaum mit der Oberfläche des Kernmaterials in Berührung gelangt und in diese eingeschlossen wird. Diese bei lebhafter Bewegung der Schmelzoberfläche vergrößerte Gefahr steht der Bemühung entgegen, das Einschließen von Gießschaum in die Grenzfläche mit Hilfe einer lebhaften Gasentwicklungsreaktion zu verhindern, die durch Verdampfung und/oder thermische Zersetzung des Oxydationsfilms herbeigeführt wird, welcher die Oberfläche des Kernmaterials bedeckt. Die obere Grenze der Schmelzen-Aufstiegsgeschwindigkeit sollte vorzugsweise nicht oberhalb von 1.8 cm, Sek. liegen, wie den folgenden Beispielen zu entnehmen.

Ist andererseits die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze gering, so wird die Schutzbeschichtung, die die Oberfläche des Kernmaterials bedecki, der von der Schmelzenoberfläche ausgehenden Strahlungswärme ausgesetzt, wozu noch diejenige Wärme kommt, die durch Wärmeleitung aus dem Kernmaterial, welche sich bereits in der Schmelze befindet, zum Beschichtungsfilm gelangt. Das hat zur Folge, daß der Film verdampft oder

sich thermisch zersetzt und verbrennt, selbst wenn er weit oberhalb der Schmelzenoberfläche angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Antioxidationsschutzwirkung der Beschichtung nicht mehr vorhanden, wenn die Oberfläche des Kernmaterials mit der Oberfläche der Schmelze in Berührung gelangt. Ist die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze gering, so bilden sich Krusten auf der Oberfläche der Schmelze, die den Kontakt zwischen der Schmelze und der Oberfläche des Kernmaterials beeinträchtigen

ίο und einen Einschluß von Schaum in die Grenzfläche fördern. Demzufolge besteht eine untere Grenze für die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze. Diese untere Grenze liegt vorteilhafterweise bei nicht weniger als 0,5 cm/Sek., wie aus den folgenden Beispielen ersichtlich.

Wie bereits erwähnt, sollte die Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze innerhalb eines Bereiches von 0,5 cm/Sek. bis 1,8 cm/Sek. "liegen, wenn ein dichter Schichtmetallblock mit ausgezeichneten interlaminaren Bindungseigenschaften ohne Verstopfungsvorgänge erzeugt werden soll.

Es wurde gefunden, daß die interlaminare Bindungsintensität des durch Verarbeitung des ummantelten Schichtmetallblocks erzielten Fertigungserzeugnisses zuerst dadurch erreicht wird, daß ein Gesamt-Reduktionsverhältnis (Dicke des Blockes/Dicke der als Zwischenerzeugnis hergestellten Walzplatine) von nicht weniger als 1.5 beim Auswalzen des Blockes zu der Walzplatine eingehalten wird.

Beispiel 1

Ein unberuhigter Stahl mit einer Querschnittsfläche von 25 χ 95 cm² wurde als Kernmaterial verwendet und ein in der folgenden Tafel 1 erwähntes Material wurde darauf als Beschichtung aufgetragen, die die in Tafel 1 angegebene Dicke besaß. Nach dem Anordnen des Kernmaterials in einer Gußform mit einer Querschnittsfläche von 55 χ 110 cm², wurde ein hochkohlenstoffhaltiger Stahl im steigenden Guß in die Gußform eingebracht, um einen Schichtmetallblock zu erzeugen. Sodann wurde der Block zu einer Bramme oder einer Platine ausgewalzt und einer weiteren Warmverformung unterzogen, bis ein

Tafel 1

Auftreten (%) von Fehlern in 4 mm dicken plattierten Blechen (mittels Ultraschall-Fehlerdetektor) Dicke des Beschichtungs-

materials (μΐη) 20 40 60 100 500 1000 2000 4000

Beschichtungsmittel

Γ»1 1 TT riiciiui-ΓΐΛί/.	100	46	16	13	5
Amino-Harz	95	32	20	8	5
Epoxy-Harz	80	39	19	5	3
Epoxy-Harz + Al-Pulver	81	30	16	3	1
Epoxy-Harz + CaSi-Pulver gemäß
Jap. Industrienorm Nr. 1*)	75	32	10	3	2
Polyamid-Harz	93	38	18	10	6
Acryl-Harz	84	35	15	7	4
Melamin-Harz	95	37	17	6	4
Polyester-Harz	£8	33	13	9	4
Polyester-Harz + Al-Pulver	80	29	15	7	2
Vinyl-Harz	96	41	18	11	7
Vinyl-Harz + Al-Pulver	90	25	17	10	3
Vinyl-Harz + CaSi-Pulver gemäß
Jap. Industrienorm Nr. 1*)	85	31	15	7	3

4	3	5
3	2	3
1	2	2
2	1	3
,	1	2
3	1	2
2	4	3
3	3	2
2	3	1
2	1	1
3	2	4
i	1	3

*) Pulvergehalt 20-30 Gew.-%.

ίο

plattiertes Blech von 4 mm Dicke erhalten war. Das Auftreten von auf geringer Bindungsintensität an der Grenzfläche zwischen dem Kernmaterial und der vergossenen Schmelze beruhender Fehler wurde mit Hilfe eines Ultraschalldetektors an Proben untersucht, die aus dem plattierten Blech herausgeschnitten worden waren. Die an einer Vielzahl von Blöcken gewonnenen Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tafel 1 zusammengestellt.

Wie aus den in Tafel 1 zusammengestellten Ergebnissen ersichtlich, wird bei dicken Abmessungen des Beschichtungsfilms von 20μηι oder 40 μΐη das Auftreten von Fehlern häufiger, wohingegen das Auftreten von Fehlern bei einer Beschichtungsdicke von 4000 μιη keinen signifikanten Unterschied gegenüber einem Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 2000 μηι zeigt. Werden Aluminiumpulver oder CaSi-Pulver gemäß japanischer Industrienorm Nr. 1 als Substanz mit starker Sauerstoffaffinität dem Beschichtungsmaterial in einer Menge von 20 bis 30 Gewichtsprozent zugesetzt, so hat sich herausgestellt, daß eine Neigung zu weiterer Verringerung der Fehlerhäufigkeit vorhanden ist.

Beispiel 2

(1) Zu Haltezwecken wurde ein Metallstück an einen oberen Bereich eines niedriggekohlten Stahlknüppels mit 0,12% Kohlenstoff, 0,40 % Mangan und Spuren Silicium mit einer Größe von 20cm (Dicke) χ 100 cm (Breite) χ 200 cm (Höhe) als Kernmaterial angeschweißt und sodann wurde eine aus Epoxiharz und Aluminiumpaste bestehende Silberfarbe auf den Umfang der Anordnung aufgetragen, um einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von etwa 400 bis 800 μιη zu bilden. Das derart erzielte Kernmaterial wurde in der Mitte einer Gußform für Blöcke mit einer Abmessung von 50cm (Dicke) χ 110 cm (Breite) χ 230 cm (Höhe) derart angeordnet, daß die Höhe des oberen Endes des Kernmaterials auf fünf Ebenen verändert werden konnte. Sodann wurde eine hochkohlenstoffhaltige Stahlschmelze mit 0,63% Kohlenstoff, 0,27% Silicium, 0,65% Mangan in die Form gegossen, bis auf eine vorgegebene Höhe vom oberen Ende des Kernmaterials, so daß die in der folgenden

ίο Tafel 2 zusammengestellten Schichtmetallblöcke A bis E erzielt wurden. Diese Blöcke wurden mit einem vorgegebenen Gesamtreduktionsverhältnis zu Brammen oder Platinen ausgewalzt. Nach dem Abschneiden der Kopf- und Fußabschnitte mit einer Länge von 10 cm wurden die Brammen oder Platinen warm zu Bandmaterial mit einer Dicke von 7 mm ausgewalzt. Dieses Bandmaterial wurde abgegratet, zurechtgeschnitten und einer Inspektion unterzogen. Bei der Inspektion wurden die interlaminaren Trennungseigenschaften und das Plattierungsverhältnis untersuch, wobei die in Tafel 2 zusammengestellten Versuchsergebnisse ermittelt wurden.

Wie aus den in Tafel 2 zusammengestellten Ergebnissen ersichtlich, besitzt der Block A eine geringe Produktausbeute infolge der Abweichung von dem vorgegebenen Plattierungsverhältnis und zeigt der Block C gleichfalls eine geringe Produktausbeute wegen der interlaminaren Separation oder Trennung der Plattierungsschichten, wohingegen die Blöcke B, D und E zu befriedigenden Produktausbeuten führen.

(2) Zwei niedrig gekohlte Kohlenstoffstähle (C: 0,12%, Si: Spuren, Mn: 0,4%) mit jeweils einer Größe von 18cm (Dicke) χ 100cm (Breite) χ 195cm (Höhe) wurden unter Verwendung von Magnesiumoxidpulver als

Tafel 2

Block	Abstand zwischen	Höhe der Schluß-	Gesamtreduk-	Ausbringen beim	Ausbringen beim	Produkt
	Bodenfläche der	schmelzfläche	tionsverhältnis	Platinenwalzen	Warmwalzen	ausbringen
	Form u. Kern-	über dem oberen	beim Auswalzen	(%)	und Abgraten	(%)
	material (cm)	Ende des Kern-	zur Platine		(%)
		matcrials (cm)
A	3	10	2,6	94	81	63
B	7	10	2.6	95	82	95
C	10	4	2.6	94	82	60
D	10	7	2.4	95	81	96
E	10	7	1.8	93	81	91
F	15	15	1.6	80	90	89
G	15	15	1,45	79	91	53
Tafel	2 (Fortsetzung)
Block	Gesamt-	Bemerkungen
	Ausbringen

48

}	B	74
L	C	46
ν
f t	D	74
	E	69
	F	64
	G	38

Am Kopf und am Fuß der Platine wurden 10 cm lange Abschnitte geschnitten. Die

Abweichung des Plattierverhältnisses ist häufig verursacht.

Kopf- und Fußabschnitte in einer Länge von 10 cm wurden von der Platine genommen.

Kopf- und Fußabschnitte wurden in einer Länge von 10 cm von der Platine genommen.

Der interlaminare Trennungsfehler wird häufig verursacht.

Fuß- und Kopfabschnitte wurden in einer Länge von 10cm von der Platine genommen.

Fuß- und Kopfabschnitte wurden in einer Länge von 10 cm von der Platine genommen.

Fuß- und Kopfabschnitte wurden in einer Länge von 15 cm von der Platine geschnitten.

Kopf- und Fußabschnitte wurden in einer Länge von 15 cm von der Platine geschnitten.

Der interlaminare Trennungsfehler ist häufig verursacht.

Separator aufeinander angeordnet und am Umfang und außerdem an der Bodenoberfläche mit einem sogenannten »chilier« verschweißt, der aus dem niedrig gekohlten Kohlenstoffstahl mit der gleichen Zusammensetzung bestand, wie mit Hilfe des Bezugszeichens 12 in Fig. 3 dargestellt. Daraus wurde ein Kernmaterial mit einer Größe von 36cm (Dicke) χ 100cm (Breite) χ 200cm (Höhe) hergestellt. Das derart erzeugte Kernmaterial wurde in der bereits beschriebenen Weise behandelt und zu zwei SchichtmeUillblöcken F und G verarbeitet. Diese Blöcke wurden zu Platinen ausgewalzt. Nachdem Abschnitte von 15 cm Länge von beiden Seiten genommen worden waren, wurden die Platinen in der Mittellinie voneinander getrennt und sodann warm zu Bandmaterial mit einer Dicke von 7 mm ausgewalzt. Die Produktionsausbeute des Bandmaterials wurde wie vorstehend beschrieben in einem Inspektionsschritt untersucht und die Ergebnisse sind gleichfalls in Tafel 2 zusammengestellt. Wie aus den in Tafel 2 enthaltenen Ergebnissen ersichtlich, ist bei dem Block G die Produktausbeute wegen der interlaminaren Separation gering, weshalb das gesamte Reduktionsverhältnis beim Auswalzen des Blockes zur Platine 1,54 beträgt, wohingegen der Block F eine befriedigende Produktausbeute bestitzt, da sein Gesamtverformungsverhällnis 1,6 beträgt.

Beispiel 3

(1) Zwei hochkohlenstoffhaltige Stahlbleche mit jeweils einer Querschnittsgestalt von 5.5 χ 200cm² wurde unter Verwendung von Magnesiumoxidpulver als Separator aufeinandergelegt und am Umfang sowie an der Bodenfiäche mit einem sogenannten »chiller« verschweißt, der aus einem Kohlenstoffstahl der gleichen Zusammensetzung bestand, wie in Fig. 3 angegeben. Nachdem auf diese Weise ein Kernmaterial hergestellt worden war, wurde ein aus Epoxyharz bestehendes Kunstharz auf die gesamte Oberfläche des Kernmaterials aufgebracht, um so einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 300 bis 700μΐη zu erzielen. Nachdem das Kernmaterial in der Mitte einer Gußform mit einer Querschnittsfläche von 80 χ 210 cm² eingebracht worden war, wurde eine Schmelze eines hoch auf Spannung belastbaren Stahls rings um das Kernmatcrial vergossen, wobei verschiedene Aufstiegsgeschwindigkeiten der Schmelze verwendet wurden, die im Bereich von 0,67 bis 1.67cm/Sek. lagen. Die derart erzielten Schichtmetallblöcke wurden bei einem Gesamtverformungsverhältnis von 2.7 zu Platinen ausgewalzt. Nachdem die beiden Enden der Platine mit Hilfe eines Gasbrenners abgeschnitten worden waren, wurde die Platine in ihrer Mitte getrennt. Der in der folgenden Tafel 3 erwähnte Block K war im Bodenbereich des Kernmaterials unter Einschluß des sogenannten »chillers« während des Vergießens beträchtlich gelöst worden, weil der Überhitzungsgrad in Bezug auf die Liquidustemperatur des Kerns 110°C betrug, weswegen ein gegebenes Plattierungsverhältnis nicht erreicht werden konnte und auch infolge der Penetration der Schmelze in die Berührungsfläche des Kernmaterials ein Trennen der Platine nicht mehr möglich war. Aus diesem Grunde wurde der Block verworfen. Die anderen aus den Blöcken H, I und J gemäß Tafel 3 hergestellten Platinen wurden getrennt und warmgewalzt, um Flachknüppel mit einer Dicke von 12,7 mm zu ίο erzielen. Sodann wurden die von diesen Flachknüppeln genommenen Proben hinsichtlich ihrer Scherfestigkeit beim Bruch gemäß US-Norm ASTM A-264 geprüft. Außerdem wurde der Transversalschnitt der Probekörper mit Hilfe eines Mikroskopes untersucht, wobei das Verhältnis des mit eingeschlossenem Schaum behafteten Bereiches entsprechend einer Linealanalyse bestimmt wurde. Eine Beziehung zwischen der so ermittelten Scherfestigkeit beim Bruch und dem Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche ist graphisch in Fig. 4 veranschaulicht. Beträgt gemäß Fig. 4 das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche nicht mehr als 5 % so liegt die Scherfestigkeit beim Bruch bei mehr als etwa 30 kg/mm² und zeigt sich im allgemeinen ein Gleitbruch. Beträgt im Gegensatz dazu das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche (ratio of scum entrapped area) mehr als 5 %, so nimmt die Scherfestigkeit beim Bruch ab und wird ein Trennbruch hervorgerufen. Demzufolge wird eine ausreichende interlaminare Bindungsintensität dadurch hervorgerufen, daß das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche auf nicht mehr als 5% begrenzt wird.

In Tafel 3 sind Mittelwerte der Scherfestigkeit beim Bruch sowie das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche in den aus den Blöcken H, 1 und J hergestellten Flachknüppel dargestellt, wobei unterschiedliche Überhitzungsgrade für die Blöcke angegeben sind.

(2) Ein aus zwei unberuhigten Stählen zusammengesetztes Kernmaterial wurde in eine Gußform eingebracht und sodann wurde eine Schmelze eines für hohe Zugbeanspruchung bestimmten Stahls in der bereits beschriebenen Weise in die Form vergossen, um so einen Schichtmetallblock herzustellen. Dieser Block wurde zu einer Platine ausgewalzt. Nachdem mit Hilfe eines Gasbrenners beide Enden abgeschnitten waren, wurde die Platine längs der Mitte ihrer Dickenabmessung getrennt. Die getrennten Platinen wurden zur Erzielung eines Flachknüppels mit einer Dicke von 38 mm warmgewalzt. Die Scherbruchfestigkeit und der Anteil der mit Schaumeinschlüssen versehenen Fläche wurde an einer Probe des Materials in der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben bestimmt und als Ergebnis wurde gefunden, daß die in Fig. 4 wiedergegebene Relation auch quantitativ in diesem Fall bestätigt ist und daß die Scherbruchfestigkeit

Tafel 3

Block	A ufstiegsgeschwin-	Überhitzung in	Überhitzung in	Scherbruchfestig	Anteil der Schaum
	digkeit der	Bezug auf die Liqui	Bezug zur Liquidus	keit (kg/mm2)	einschlüsse aufwei
	Schmelze (m/min)	dustemperatur T'i	temperatur rs'-		senden Fläche (%)
		(0C)	(0C)
H	0.8	16	58	25	15
I	0,5	35	77	34	4
J	0,6	43	85	39	0,3
K	0.6	68	110	Wegen Lösungsveriust verworfen

	13	27	13 020	14	Anteil an mit
					Schaumeinschlüssen
Tafel 4	Aufstiegsgeschwin			Scheibruchfestig	versehener Fläche
Block	digkeit der	Überhitzung gegen	Überhitzung gegen	keit (kg. mm2)
	Schmelze (m/min)	über der Liquidus-	über der Liquidus-		0.4
		temperatur (0C)	temperatur (0C)		0.2
	0.7	der Schmelze	des Kerns	38	5
1.	0,6	50	34	37	28
M	0,7	73	57	33
N	0.8	95	79	25
O	103	87

abnimmt, wenn der Anteil an mit Schaumeinschlüssen versehener Fläche mehr als 5 % beträgt. In der folgenden Tafel 4 sind die Mittelwerte der Scherbruchfestigkeiten und der mit Schaumeinschlüssen versehenen Flächeanteile zusammengestellt, wobei die Ergebnisse an Flachknüppeln gewonnen wurden, welche aus den Blöcken L, M, N und O bei verschiedenen Überhitzungsgraden erzielt wurden.

Wie sich aus den Tafeln 3 und 4 ergibt, liegt eine geeignete Gießtemperatur Tzum Erzeugen eines Schichtmetallblockes mit verbesserten interlaminaren Bindungseigenschaften innerhalb eines die folgende Gleichung definierten Bereiches:

digkeit bei gegebenen Werten für d und H zurückzuführen ist.

Zwecks Untersuchung der Frage, ob die in Fig. 5 veranschaulichte kritische Bedingung der Fehlerentstehung von den Zusammensetzungen des Kernmetalls und der Schmelze beeinflußt wird, wurde eine Schmelze eines niedriggekohlten beruhigten Stahls rings um das Kernmaterial aus hochzugfesten Stahl unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beschrieben vergossen, und als Ergebnis wurde die in F i g. 5 dargestellte kritische Bedingung im wesentlichen auch in diesem Falle bestätigt. Die kritische Bedingung kann durch die folgende Gleichung definiert werden.

In vorstehender Gleichung bezeichnet der Ausdruck Γ{: einen zwischen T\ und Tlf hegenden niedrigeren Wert.

Beispiel 4

Ein Kernmaterial wurde dadurch hergestellt, daß ein aus Epoxyharz bestehender Anstrich auf die Oberfläche unberuhigter Stahlplatten mit unterschiedlichen Dicken und Höhen aufgetragen wurde, um so einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von etwa 300 bis 700 μιη zu bilden. Das Kernmaterial wurde sodann jeweils in der Mitte von drei Gußformen angeordnet, welche Kapazitäten von 7 t (150 cm Höhe), 9 t (230cm Höhe) bzw. 18 t (280 cm Höhe) besaßen. Die Anordnung des Kernmaterials in der Gußform erfolgte jeweils so, daß ein mittlerer Abstand (d) zwischen der Formwandung und der Oberfläche des Kernmaterials im Bereich von 3,5 bis 9 cm eingehalten wurde. Sodann wurde eine Schmelze eines hochkohlenstoffhaltigen Stahles mit verschiedenen Aufstiegsgeschwindigkeiten rings um das Kernmaterial in die Gußform vergossen, um Schichtmetallblöcke zu erz'eleii. Diese Blöcke wurden zu Platinen ausgewalzt, welche warm zu Bandmaterialien mit einer Dicke von 9 mm gewalzt wurden. Die Proben wurden den Bandmaterialien blockweise entnommen, und Fehler in der Oberflächenschicht des kohlenstoffreichen Stahls wurden mit Hilfe eines Eindring-Fehlerdetektors ermittelt, um die in Fig. 5 veranschaulichten Ergebnisse zu gewinnen. In der genannten Figur bezeichnen die nur Konturen aufweisenden Symbole ο, Π und Δ die fehlerfreien Blöcke, während die in Flächenfärbung dargestellten Symbole ·, ■ und A die mit Fehlern behafteten Blöcke bezeichnen. Bei der Untersuchung von Platinen, die unter den gleichen Bedingungen wie fehlerbehaftete Bandmaterialien hergestellt worden waren, wurde gefunden, daß die Fehler auf einem lockeren Gefüge und/oder Hohlräumen beruhten, die infolge unzureichender Zufuhr von Schmelze in dem Umhüllungsmetall entstanden waren, was mit anderen Worten auf eine unrichtige Wahl der Aufstiegsgeschwin-

d>

29,08//-10Ot-413
4,154//-106

Wobei gilt: 0,0125// + 0,011 > ι !0,33.
Gilt: 6,67> r SO₁Ol 25 // + 0,011,
dann gilt i/S4.

In vorstehenden Gleichungen bedeuten d (cm) einen Abstand oder Raum zwischen der Formwand und der Oberfläche des Kernmaterials, r (cm/Sek.) eine Anstiegsgeschwindigkeit der Schmelze in dem genannten Raum oder Abstand und H (cm) eine Blockhöhe.

Beispiel 5

Zwei Bleche oder Platten aus unberuhigtem Stahl mit einer Querschnittsfläche von 23 χ 90 cm² bzw. 28 χ 130 cm² wurden mit einem Anstrich beschichtet, der aus Epoxyharz bestand, um einen Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 300 bis 700 μιη zu bilden. Das beschichtete Material wurde sodann in zwei GuOformen angeordnet, deren Querschnittsflächen 60 χ 120 cm² (für die Herstellung von 9 Tonnen-Blöcken) bzw. 80 χ 150 cm (für die Herstellung von 23 Tonnen-Blöcken) betrugen. Sodann wurde eine Schmelze eines hochkohlenstoffhaltigen Stahls bei einer Temperatur von 1540 bis 156O⁰C unter unterschiedlichen Aufstiegsgeschwindigkeiten der Schmelze vergossen, um Schichtmetallblöcke zu erzeugen. Diese Schichtmetallblöcke wurden unter einem Gesamtreduktionsverhältnis von 3,0 zu Platinen ausgewalzt und sodann warm zu Bandmaterial mit einer Dicke von 7 mm ausgewalzt.

Die den Bandmaterialien entnommenen Proben wurden an ihren Querschnittsflächen mit dem Mikroskop untersucht, wobei der Anteil oder das Verhältnis der mit eingeschlossenem Schaum versehenen Fläche gemäß einer Linealanalyse bestimmt wurde. Die Veränderung des Anteiles (Verhältnisses) an eingeschlossenen schaumauf-

t>5 weisender Fläche in Abhängigkeit von der Anstiegsgeschwindigkeit ist in Fig. 6 dargestellt. Außerdem wurde die Scherbruchfestigkeil des Bandmaterials in der bei Beispiel 3 beschriebenen Weise bestimmt, wobei im wc-

Δ. Ι ι —

senilichen eine qualitative Übereinstimmung mit den in Fig. 4 aufgetragenen Ergebnissen erzielt wurde. Daraus ergibt sich, daß die Scherbruchfestigkeil abnimmt, wenn der Anteil (das Verhältnis) der eingeschlossenen schaumuufweisenden Fläche mehr als 5 % beträgt. Es ergibt sich somit, daß zum Erzielen einer verbesserten Bindung und damit zum Erreichen einer befriedigenden hohen interlaminaren Bruchfestigkeit eine Aufstiegsgeschwindigkeit der Schmelze von 0,5 bis 1.8 cm/Sek. eingehalten werden sollte, wie aus Fig. 6 ersichtlich.

Der mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung gegenüber dem Verfahren nach der US-PS 3 695 337 erzielbare technische Fortschritt ergibt sich aus dem folgenden.

Vergleichsversuchsbericht

Ein Block aus einem beruhigten Stahl mit 0.09 % Kohlenstoff. 0.31 % Mangan. 0.009 % Phosphor und 0,026 % Schwefel wurde in 5 Probekörper mit den Bezeichnungen A. B. C. D und E unterteilt, wobei jeder Probekörper die Abmessungen von 210 χ 830 χ 2000mm aufwiesen und als Kernmaterial dienen sollte. Die Probekörper wurden den folgenden Beschichtungsprozeduren unterworfen: Probekörper A: Entsprechend US-PS 3 695 337 wurden 5,4 kg einer wäßrigen Dispersion von Polytetrafluorethylen durch Bürsten auf den Probekörper A aufgetragen, bis ein Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 200 bis 400 μιη erzielt war. Die Beschichtung wurde 20 min lang bei 70⁰C getrocknet und 30 min lang bei 400⁰C gebrannt, worauf auf Raumtemperatur abgekühlt wurde. Probekörpei B: Nach der Lehre des Anmeldungsvorschlages wurden 4,4 kg Epoxyharz auf den Probekörper B aufgebürstet und die aufgebrachte Beschichtung trocknete 24 h lang bei Raumtemperatur unter Ausbildung einer Beschichtung mit einer Dicke von 200 bis 400 um. Probekörper C: Nach der Lehre des Anmeldungsvorschlages wurden 5.0 kg Polyesterharz auf den Probekörper aufgebürstet und die aufgebrachte Beschichtung trocknete 24 h lang bei Raumtemperatur unter Ausbildung einer Beschichtung mit einer Dicke von 200

bis 450 μιη.

Probekörper D: Nach der Lehre des Anmeldungsvorschlages wurden 4,5 kg Phenolharz auf den Probekörper D aufgebürstet to und die aufgebrachte Beschichtung

trocknete 24 h lang bei P.aumtemperatur unter Ausbildung einer Beschichtung mit einer Dicke von 250 bis 400 μιη.

is Probekörper E: Nach der Lehre des Anmeldungsvorschlages wurden 4,5 kg Acrylhaiz auf den Probekörper E aufgebürstet, worauf die Beschichtung 24 h lang bei Raumtemperatur trocknete, um eine Beschichtung mit einer Dicke von 200 bis 400 μπι zu bilden.

Jeder der Probekörper A bis E wurde in der Mitte einer Gießform für 7t-Blöcke angeordnet. Sodann wurde eine Schmelze aus einem kohlenstoffreichen Stahl mit 0,85 % Kohlenstoff, 0.25% Silicium, 0,43% Mangan, 0,018% Phosphor und 0,004% Schwefel mit einer Aufstiegsrate von 80 bis 110 cm/min im steigenden Guß rings um den Probekörper vergossen, um so einen metallischen Verbundwerkstoff zu erzielen. Als nächstes wurden die Schichtblöcke A bis E warm zu Bandmaterialien mit einer Dicke von 7 mm ausgewalzt. Aus den Bandmaterialien A bis E wurden Kopf-, Mittel- und Fußproben (bezogen auf den Ausgangsblock) entnommen und unter dem Mikroskop untersucht. Dabei wurde die von Einschlüssen eingenommene Fläche bestimmt, was zu den folgenden Ergebnissen führte:

Aus den vorstehenden Versuchsergebnissen geht hervor, daß sich der Prozentsatz der Einschlüsse aufweisenden Fläche mii Hilfe der Erfindung beträchtlich gegenüber den Ergebnissen herabsetzen läßt, die unter Befolgung der Lehre der US-PS 3695 337 ermittelt wurden. Das bedeutet, daß mit Hilfe der Erfindung ein intensiverer Materialzusammenhang (interlaminare Bindungslestigkeit) erzielbar ist als nach der bekannten Lehre.

Block	mil Einschlüssen	Hierzu 4 Bh	versehene Fläche (%)	Fuß	Mittel-
	Kopf-	Mittel-	abschnitt	wc r ι
	abschniu	iibschniti
A			7,2	6.2
US-PS 3 695 337	2.4	4.1	0,7	0.4
B	0.3	0.2	1,2	0,7
C	0,5	0,3	0,8	0.6
D	0,6	0,4	0.8	0.8
E	1,4	0.3
(erfindungsgemäß)
	itt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen schichtartiger Verbundmetaliwerkstofie, bei welchem auf die oxidfreie Oberfläche eines metallischen Kernmaterials ein thermisch zersetzbares Beschichtungsmaterial aufgetragen wird und ein geschmolzenes Metall von gleicher oder verschiedener Zusammensetzung im steigenden Guß rings um das in einer Form angeordnete ι ο beschichtete Kernmaterial vergossen wird, worauf der so erzeugte Schichtmetallblock durch Walzen oder Schmieden weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsmaterial eine aus der Phenolharz, Aminoharz, Epoxyharz, Polyamidharz, Acrylharz, Polyesterharz und Vinylacetatharz umfassenden Gruppe ausgewählte organische Substanz mit einer Schichtdicke von 50 bis 3000 μηι aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial in einer Dicke von 100 bis 3000pm aufgetragen wird.