DE1110490B

DE1110490B - Process for roll cladding titanium or titanium alloys on steel

Info

Publication number: DE1110490B
Application number: DED31759A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Bungardt; Dipl-Ing Hanshermann Weigang; Dipl-Ing Klaus Ruedinger
Original assignee: CONTINENTAL TITANIUM METALS CO; Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: CONTINENTAL TITANIUM METALS CO; Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1959-10-28
Filing date: 1959-10-28
Publication date: 1961-07-06
Also published as: GB900160A

Description

Verfahren zum Walzplattieren von Titan oder Titanlegierungen auf Stahl Es ist bekannt, Eisen, Stahl oder legierten Stahl mit Titan oder Titanlegierungen zu plattieren, um auf diese Weise Bleche od. dgl. zu erzeugen, deren Grundwerkstoff die Festigkeit des Stahles und deren Oberfläche die chemischen und sonstigen Eigenschaften des Titans oder der verwendeten Titanlegierung aufweist. Solche Titanplattierungen können beispielsweise nach dem Walzverfahren erzeugt werden, indem die beiden miteinander zu vereinigenden Bleche, also das Grundmetallblech und das Plattierungsblech, aufeinandergelegt und bei erhöhter Temperatur gewalzt werden. Um eine bessere Haftung der beiden Metallschichten aufeinander zu erreichen, ist es bekannt, Zwischenschichten vorzusehen, welche entweder aus Kupfer, Nickel od. dgl. oder auch aus Aluminium bestehen. Im Falle der Verwendung von Kupfer, Nickel od. dgl. kann die Zwischenschicht beispielsweise elektrolytisch auf dem Grundwerkstoff niedergeschlogen werden. Im Falle der Verwendung von Aluminium kann z. B. eine dünne Aluminiumfolie zwischen Grundmetall- und das Plattierungsblech angeordnet werden.Process for roll cladding titanium or titanium alloys on steel It is known to use iron, steel or alloy steel with titanium or titanium alloys to be plated in order to produce metal sheets or the like in this way, their base material the strength of the steel and its surface the chemical and other properties of the titanium or the titanium alloy used. Such titanium platings can for example be produced by the rolling process by combining the two to be united sheets, so the base metal sheet and the cladding sheet, placed on top of one another and rolled at an elevated temperature. To better bond the two metal layers To achieve one another, it is known to provide intermediate layers, which either made of copper, nickel or the like or made of aluminum. In case of use of copper, nickel or the like, the intermediate layer can, for example, be electrolytic be deposited on the base material. In the case of using aluminum can e.g. B. a thin aluminum foil between the base metal and the cladding sheet to be ordered.

Bei den bekannten Walzplattierungsverfahren wird so verfahren, daß das Blechpaket auf eine erhöhte Temperatur erwärmt und dann als Ganzes ein oder mehrmals gewalzt wird. Um Oxydationen, insbesondere des Titanmetalls oder dessen Legierungen, zu vermeiden, ist es bekannt, den Walzvorgang bei einer Temperatur durchzuführen, welche etwa unterhalb 300° C liegt. Andererseits ist es auch bekannt, das gesamte zusammenzuwalzende Blechpaket zuvor in eine beispielsweise aus unlegiertem Stahl bestehende Tasche einzuschweißen und mitsamt dieser Tasche zu walzen. Damit Oxydationen der Metalle mit Sicherheit unterbleiben, wird die Tasche vor dem endgültigen Zuschweißen mit einem Schutzgas, etwa Argon, gefüllt. Um zu verhindern, daß die zu plattierenden Bleche beim Walzen mit der Tasche verschweißen, werden erstere vor dem Einbringen in die Tasche mit einer Schutzschicht, die etwa aus Kalk od. dgl. besteht, überstrichen.In the known roll cladding processes, the procedure is such that the laminated core is heated to an elevated temperature and then as a whole one or is rolled several times. About oxidations, especially of titanium metal or its Alloys, it is known to avoid the rolling process at one temperature to be carried out, which is approximately below 300 ° C. On the other hand, it is also known the entire laminated core to be rolled together beforehand in a, for example, unalloyed Welding the existing pocket into steel and rolling it together with this pocket. In order to Oxidation of the metals will certainly not take place, the bag will be final Welding is filled with a protective gas such as argon. To prevent the Sheets to be plated are welded to the pocket during rolling, the former before placing in the bag with a protective layer made of lime, for example. Like. Is, painted over.

Charakteristisch für alle bisher bekannten Verfahren ist die Tatsache, daß der eigentliche Walzplattierungsvorgang bei einer Temperatur durchgeführt wird, welche erheblich unter dem Schmelzpunkt der verwendeten Zwischenschicht liegt. So ist es z. B. bekannt, bei Verwendung einer Zwischenschicht aus Chrommetall oder einer hochchromhaltigen Legierung Walztemperaturen von 1050 bis 1250° C anzuwenden. Bei Verwendung von Nickel od. dgl. wird häufig bei Temperaturen um 1000° C gewalzt.Characteristic of all previously known methods is the fact that that the actual roll cladding process is carried out at a temperature which is considerably below the melting point of the intermediate layer used. So is it z. B. known when using an intermediate layer of chrome metal or For an alloy with a high chromium content, rolling temperatures of 1050 to 1250 ° C can be used. When using nickel or the like, rolling is often carried out at temperatures around 1000 ° C.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß. bei. Verwendung einer Zwischenschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung Walzplattierungen wesentlich besserer Haftfähigkeit erzeugt werden können, wenn die Walztemperatur so hoch gewählt wird, daß der Schmelzpunkt der Zwischenschicht überschritten wird. Im Falle der Verwendung einer Aluminiumzwischenschicht ist also gemäß der Erfindung eine Temperatur von 660° C nicht zu unterschreiten. Es können aber auch Zwischenschichten aus einer Aluminiumlegierung verwendet werden. Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn unter Verwendung einer Aluminiumzwischenschicht der Walzvorgang bei Temperaturen zwischen 1000 und 1250° C, vorzugsweise zwischen 1050 und 1150° C, durchgeführt wird. Bei entsprechenden Versuchen hat sich gezeigt, daß das schmelzflüssige Aluminium beim Walzplattierungsvorgang nicht zwischen den beiden zu plattierenden Blechen fortgequetscht wird, sondern daß eine völlig einwandfreie und wesentlich besser als sonst haftende Plattierung entsteht.Surprisingly, it has now been found that. at. Using a Intermediate layer of aluminum or an aluminum alloy, roll cladding is essential Better adhesion can be produced if the rolling temperature is chosen so high becomes that the melting point of the intermediate layer is exceeded. In case of The use of an aluminum intermediate layer is therefore a temperature according to the invention not to fall below 660 ° C. But there can also be intermediate layers of one Aluminum alloy can be used. Particularly good results have been achieved when using an aluminum intermediate layer, the rolling process at temperatures between 1000 and 1250 ° C, preferably between 1050 and 1150 ° C will. Appropriate tests have shown that the molten aluminum not between the two sheets to be clad during the roll cladding process is squeezed away, but that a completely flawless and much better than otherwise adhering plating occurs.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Plattierungsvorgang so durchzuführen, daß beim ersten Walzstich eine Verformung von 50 bis 70'°/o vorgenommen wird. Die Verformung bei den darauffolgenden Walzstichen kann dann geringer sein.In a further embodiment of the invention, it is proposed that the plating process to be carried out in such a way that a deformation of 50 to 70 ° / o is made on the first pass will. The deformation in the subsequent roll passes can then be less.

Um eine Vorstellung von der Haftfestigkeit der plattierten Schichten zu geben, sei erwähnt, daß so plattierte Proben sich ohne zu reißen oder abzuplatzen um 180° biegen lassen, wobei der Biegeradius zweimal der Blechstärke entspricht (R = 2 t; R = Biegeradius; t = Blechstärke). Hierbei ist es unerheblich, ob die Titanseite der Plattieiung als Zug-oder Druckseite dient.To get an idea of the bond strength of the clad layers to give it should be mentioned that so plated samples fit together without cracking or let it bend by 180 °, whereby the bending radius is twice the sheet metal thickness corresponds to (R = 2 t; R = bending radius; t = sheet thickness). It is irrelevant here whether the titanium side of the cladding is used as a tension or compression side.

Weiter hat es sich gezeigt, daß bei dreifacher Verwindung eines Probestabes von etwa 300 mm Länge und 10 - 10 mm2 Querschnitt weder Risse noch Lockerungen des Auflagewerkstoffes eühtreten.It has also been shown that when a test rod is twisted three times 300 mm long and 10 - 10 mm2 cross-section neither cracks nor loosening of the Support material emerge.

Auch beim Abschreckversuch an Plättchen von 50 - 50 - 10 mm3 war nach 60maligem Wasserabschrecken von 1000° C keine-Lockerung des Auflagewerkstoffes feststellbar.Even in the quenching test on platelets of 50 - 50 - 10 mm3, the 60 times water quenching at 1000 ° C no loosening of the support material noticeable.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for roll bonding titanium or titanium alloys on iron, steel or alloy steel using an intermediate layer Aluminum or an aluminum alloy, whereby from a sheet or the like of the base material, the material of the intermediate layer and the cladding material first a package produced, this package then protected from oxidation in a suitable manner and finally at increased. Temperature is rolled, characterized in that the Rolling carried out at a temperature above the melting point of the intermediate layer will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the rolling at temperatures between 1000 and 1250 ° C, preferably between 1050 and 1150 ° C, is carried out.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the first roll pass a deformation of 50 to 70 ohms is made. Considered publications: German Auslegeschrift No. 1000 654; Austrian Patent No. 204 344; British Patent Nos. 759 413, 759 468.