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Verfahren zum Aufbringen eines metallischen Überzuges auf ein metallisches,
draht- oder bandförmiges Gut durch Eintauchen in ein Metallschmelzbad und Einrichtung
zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen
eines metallischen Überzuges auf ein metallisches, draht- oder bandförmiges Gut
durch Eintauchen in ein Metallschmelzbad, vorzugsweise zum Aufbringen eines Aluminiumüberzuges
auf einen Stahldraht, wobei das gereinigte und metallische Gut während der Bewegung
durch das Schmelzbad in Schwingungen mit zeitlich sich ändernder Frequenz versetzt
wird.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung des
vorgenannten Verfahrens.
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Es ist ein Verfahren zum Aufbringen eines metallischen Überzuges auf
ein metallisches Gut bekannt, bei welchem das gereinigte Grundmetall zunächst durch
ein Flußmittel und anschließend durch ein Schmelzbad mit dem Überzugsmetall geführt
wird. Bei einem ähnlichen Verfahren wird das gereinigte Grundmetall in einer reduzierenden
Atmosphäre erhitzt und dann unter dem Schutzgas in die Metallschmelze des überzugsmetalls
eingeführt. In beiden Fällen sollen reine Metalloberflächen miteinander in Berührung
gebracht werden, um so eine vollständige Benetzung des Grundmetalls mit dem geschmolzenen
Überzugsmetall zu erreichen und das Entstehen unbedeckter Stellen zu vermeiden.
Die Anwendung flüssiger oder gasförmiger Flußmittel bringt aber bekannterweise auch
Nachteile mit sich. Im übrigen wird das erstrebte Ziel nur bei einer sehr geringen
Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes durch das Schmelzbad erreicht. Insbesondere bei
Verwendung von Aluminium als Überzugsmetall sind unbedeckte Stellen des Grundmetalls
auch bei ungewöhnlich geringer Durchlaufgeschwindigkeit nicht vollständig zu vermeiden.
Bei geringen Durchlaufgeschwindigkeiten wird nämlich das Grundmetall so stark erhitzt,
daß Gasausbrüche aus dem Grundmetall auftreten, die den Überzug im Bereich des Austritts
aus dem Bad durchbrechen und so zu unbedeckten Stellen führen.
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Ferner muß bei Verwendung von Aluminium als Überzugsmetall das Schmelzbad
je nach Reinheit des Aluminiums auf einer Temperatur von etwa 600 bis
700° C gehalten werden. Infolge der notwendigen geringen Durchlaufgeschwindigkeit
wird aber hierbei beispielsweise ein Stahldraht geglüht, und es geht die gegebenenfalls
durch vorhergehende Kaltbearbeitung erreichte hohe Festigkeit wieder verloren, so
daß ein überzogener Stahldraht mit hoher Festigkeit nicht herstellbar ist. Ähnliche
Schwierigkeiten, wenn auch in geringerem Maße, ergeben sich beim Feuerverzinken
und Feuerverzinnen im Durchlaufverfahren.
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Bei der Herstellung von Überzügen aus Aluminium auf Stahldrähten ergeben
sich ferner Schwierigkeiten bezüglich der Steuerung der sich während der Bewegung
des Gutes durch das Schmelzbad ergebenden Legierungszwischenschicht. An sich ist
die Ausbildung einer Legierungszwischenschicht zwischen dem Grundmetall und dem
Überzugsmetall vorteilhaft, weil hierdurch die Haftfähigkeit und die Lötfähigkeit
u. dgl. verbessert werden. Eine übermäßig starke Legierungszwischenschicht ist aber
schädlich. Da die Arbeitsgeschwindigkeit bei den bekannten Schmelztauchverfahren
durch andere Bedingungen festgelegt ist, hat man bisher die Ausbildung einer Legierungszwischenschicht
durch Zusätze zu dem Überzugsmetall zu unterdrücken versucht. Tatsächlich kann auf
diese Weise die Legierungszwischenschicht beeinflußt werden. Beispielsweise kann
bei einem Aluminiumbad die Ausbildung einer Legierungszwischenschicht durch Zusatz
von einigen Prozent Silicium vermindert werden, jedoch werden durch den Siliciumzusatz
die Korrosionswiderstandsfähigkeit und die Dehnbarkeit des Überzuges nachteilig
beeinf(ußt.
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Es sind Verfahren zum Überziehen von Metallkörpern mit einem metallischen
Überzug bekannt, bei denen Ultraschallschwingungen verwendet werden. Dabei werden
Schwingungen bestimmter Frequenz, z. B. in dem Bereich von 20 bis 50 kHz, verwendet.
Es ist auch bekannt, Schallschwingungen zu
diesem Zweck anzuwenden,
jedoch im wesentlichen Schwingungen mit einer bestimmten Frequenz. Es hat sich aber
gezeigt, daß dieses Verfahren nicht immer einen einwandfreien Überzug ohne unbedeckte
Stellen ergibt.
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Nach einem weiteren bekannten Verfahren zur Herstellung von Überzügen,
Anstrichen usw. ist es bekannt, den zu überziehenden Körper und den Überzug verschiedenen
Schwingungen unter Phasenverschiebung auszusetzen, um so die Oberfläche des zu überziehenden
Körpers und die überzugsmasse in gegeneinander gerichtete Bewegungen zu bringen,
so daß diese sich ineinander einarbeiten. Dabei soll Körperschall niedrigstei Frequenz
bis hinauf zu Ultraschall, z. B. 800 kHz oder mehr, verwendet werden, der beispielsweise
durch magnetische Wechselfelder erzeugt wird.
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Bei diesen bekannten Vetfahren werden im wesentlichen sinusförmige
Kräfte zur Erzeugung der Schwingungen verwendet. Es hat sich aber gezeigt, daß derartige
Schwingungen einen einwandfreien metallischen Überzug eines Grundmetalls nicht sicherstellen
können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit welchem ein draht- oder bandförmiges metallisches
Gut mit hoher Geschwindigkeit mit einem metallischen Überzug versehen werden kann,
ohne daß sich unbedeckte Stellen ergeben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß auf das draht-oder bandförmige Gut beim Eintritt in das Schmelzbad zur Erzeugung
kurzzeitiger willkürlicher Schwingungen wenigstens 40 Schlagimpulse pro Sekunde
mit Gesamtbeschleunigungswerten von mindestens 20 g aufgebracht werden, sodann das
Gut zur Vermeidung stehender Wellen im Schmelzbad unter Einhaltung einer Eintauchzeit
von 0,5 bis 8 Sekunden möglichst ohne Spannung gehalten wird und schließlich die
Schwingungen des Gutes vor dem Austritt aus dem Schmelzbad nach oben gedämpft werden.
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Durch die Schlagimpulse werden in dem Gut äußerst vielfältige Bewegungen
hervorgerufen, welche Schwingungen mit im wesentlichen allen im Hörbereich liegenden
Frequenzen mit etwa gleichen Beschleunigungsgrößen bewirken. Während 40 bis 60 Schlagimpulse
pro Sekunde die untere Grenze sein dürfte, können auch etwa 1000 Schlagimpulse pro
Sekunde aufgebracht werden. Zwischenwerte zwischen 100 und 1000 Impulsen pro Sekunde
genügen praktisch allen in Frage kommenden Bedingungen. Der günstigste Wert hängt
ab von der Masse des Gutes und von einigen Abmessungen der die Impulse aufbringenden
Vorrichtung sowie von der Begrenzung der Bewegung des Gutes in Richtung der Schlagimpulse.
Die im Gut erzeugte niedrigste Frequenz sollte in der Größenordnung von 80 Hz liegen.
Sie kann aber ohne Nachteile auch etwa 400 Hz betragen. Das Fehlen von Frequenzen
unter etwa 300 Hz erfordert höhere Gesamtbeschleunigungen, die zwar nicht schädlich
sind, aber unnötige Schlagkräfte erfordern. Die im Gut erzeugte höchste Frequenz
kann mehr als 16 000 Hz betragen, wenn auch das Fehlen von Frequenzen oberhalb von
3000 Hz nicht nachteilig ist.
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Von besonderer Wichtigkeit sind die dem Gut erteilten Beschleunigungswerte,
die als Vielfaches der Erdbeschleunigung g ausgedrückt werden. Der bestimmende Faktor
ist der Beschleunigungswert, der durch alle Schwingungsfrequenzen bewirkt wird (Gesamtbeschleunigung).
Die hervorgerufene Bewegung muß kurzzeitig und willkürlich sein. Die sich daraus
ergebende Beschleunigung kann in einzelnen Komponenten von Zeit zu Zeit beträchtlich
schwanken, während die Gesamtbeschleunigung verhältnismäßig konstant bleibt. Diese
Gesamtbeschleunigung muß mindestens auf dem Wert 20 g gehalten werden, damit bei
der Herstellung des Überzuges ausreichende Resultate erzielt werden. Gesamtbeschleunigungswerte
von 5000 g haben gute Ergebnisse gezeigt. Es werden aber die niedrigsten Beschleunigungswerte
bevorzugt, weil dann bei wirksamer Schwingungskraft die Abnutzung des Schwingungserzeugers
am geringsten ist. Der günstigste Beschleunigungswert ist aber auch noch von der
Art des Werkstoffes abhängig sowie von der Härte, der Form und den Abmessungen des
Gutes, der Konstruktion des Schwingungserzeugers und der zugehörigen, die Bewegung
des Gutes in Schlagrichtung begrenzenden Einrichtung abhängig und muß für jede Einrichtung
experimentell ermittelt werden. Das Auftreten einzelner Spitzen in der Frequenzbeschleunigungskurve
ist nicht schädlich, obwohl extrem hohe Spitzenwerte im unteren Frequenzbereich
unter gewissen Bedingungen zur Ausbildung stehender Wellen in dem aus dem Schmelzbad
austretenden Ende des Gutes beitragen können. Derartige stehende Wellen müssen vermieden
werden, wenn glatte Übergänge ohne Fehlerstellen erzeugt werden sollen. Es müssen
also die Schwingungen am aus dem Schmelzbad austretenden Ende des Gutes so stark
wie möglich gedämpft werden. Wichtig ist es auch, das Gut möglichst ohne Spannung
durch das Bad zu bewegen.
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Wichtig ist es auch, die Schlagimpulse sehr nahe am Eintritt des zu
überziehenden Gutes in das Schmelzbad aufzubringen, was mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren in einfacher Weise möglich ist.
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Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens verbleibt das draht-
oder bandförmige Gut nur so kurzzeitig im Schmelzbad, daß das Gut nicht wesentlich
erhitzt wird und also die physikalischen Eigenschaften im wesentlichen unverändert
bleiben. Es ist somit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, auch Stahldrähte
und -bänder mit einem Aluminiumüberzug zu versehen, deren Zugfestigkeit über 140
kg/mm2 beträgt.
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Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Bewegung
des dxaht- oder bandförmigen Gutes in Schlagrichtung begrenzt. Hierdurch können
der Frequenzbereich und die Beschleunigung geändert werden, und zwar vergrößert
eine stärkere Begrenzung der Bewegung des Gutes die je Schlagimpuls auf das Gut
aufgebrachte Energie. Es wird dadurch auch die Willkürlichkeit der erreichten Bewegung
vergrößert.
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Andererseits ist eine Steuerung der aufgebrachten Energie auch durch
Veränderung der Anzahl der pro Zeiteinheit aufgebrachten Impulse möglich. Wird z.
B. die Begrenzung der Bewegung des Gutes vergrößert, so muß die Anzahl der Schlagimpulse
pro Zeiteinheit erhöht werden, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Vorzugsweise
wird aber die Begrenzung fest eingestellt, und es wird die Schlagimpulszahl variiert.
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Infolge der großen Steigerung der Benetzungsfähigkeit durch die Einführung
der beschriebenen Schwingungsbewegungen wächst die Größe der von
dem
Überzugsbad auf das Gut übertragenen Wärme. Die übertragene Wärme ist so groß, daß
die Eintauchzeit in das Bad auf 8 Sekunden begrenzt werden muß, wenn die Vorteile
der Erfindung erhalten werden sollen. Die Eintauchzeit ist eine Funktion der Eintauchlänge
und der Transportgeschwindigkeit des draht- oder bandförmigen Gutes durch das Bad.
Eine minimale Eintauchzeit von ungefähr 0,5 Sekunden muß vorgesehen sein, um einen
ausreichenden überzug zu bewirken. Wenn eine möglichst geringe Änderung physikalischer
Eigenschaften des Grundmetalls gefordert wird, sollte die Eintauchzeit so kurz wie
möglich gehalten werden, vorzugsweise nicht länger als 3 Sekunden. Das Maximum in
dieser Hinsicht hängt in gewissem Maße von der Masse des Drahtes und der Badtemperatur
ab.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g.1 schematisch eine Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, einer Strecke zum Aufbringen eines überzuges, die die Grundlagen
der Erfindung enthält, F i g. 2 einen vergrößerten Längsschnitt des Überzugsgefäßes
der F i g. 1, F i g. 3 eine Aufsicht auf die die Schwingungen erzeugende Einrichtung,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3 und F i g. 5 eine Seitenansicht
der den Draht niederdrückenden Einrichtung.
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Mit 2 ist eine Spule mit einem Draht S auf einer Abwickelspule 4 bezeichnet,
die maschinell angetrieben wird und mit nicht dargestellten bekannten Steuerungen
für eine selbständige Einstellung der Geschwindigkeit ausgerüstet ist. Von der Abwickelspule
kann der Draht S durch den Reinigungstank 6, vorzugsweise ein Tank mit einem geschmolzenen
Atzmittel, und dann durch eine Wasserspülung 8 geführt werden. Anschließend kann
der Draht durch einen Tank 10 geführt werden, der mit Wasser verdünnte Schwefelsäure
oder Salzsäure enthält und dem eine Wasserspülung 12 nachgeordnet ist. Die gezeigte
Reinigungsvorrichtung ist im wesentlichen vorgesehen, um Schmiermittel und die üblicherweise
beim Kaltziehen von Drähten verwendeten Zusammensetzungen zu entfernen. Das geschmolzene
Atzmittel fällt die beim Ziehen verwendeten Schmiermittel in einer leicht entfernbaren
Form aus, und die vollständige Neutralisation und Reinigung wird durch das Säurebad
bewirkt. Natürlich können auch für andere Werkstoffe besser geeignete Verfahren
angewendet werden. Vorzugsweise wird der Draht anschließend durch einen Heißwasser-Reinigungstank
14 geführt, um den Draht weiter zu reinigen, und soviel absorbierte Gase wie möglich
auszutreiben und eine Trocknung zu bewirken. Die Trocknung wird im wesentlichen
vervollständigt durch einen Heißlufttrockner 16 od. dgl.
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Im Anschluß daran wird der Draht in Kontakt mit einer drehbaren Schlagerzeugungsanlage
V gebracht, durch welche die erforderliche Schwingbewegung in dem Draht erzeugt
wird. Eine einstellbare, federnd gelagerte Niederhaltscheibe 18, die oberhalb der
Vorrichtung V angeordnet ist, hält den Draht in dem erforderlichen Kontakt mit der
Vorrichtung, um so die Drahtbewegung in Richtung der aufgebrachten Schläge zu begrenzen.
Die Größe der Begrenzung ist veränderlich durch Einstellung der Federkraft auf die
Scheibe 18. Von dem Schwingungserzeuger V verläuft der Draht durch ein Rohr 22,
dessen eines Ende in das Bad 20 des geschmolzenen Überzugsmetalls getaucht
ist. Eine Gaseinlaßöffnung 24 ist in der Nähe des unteren Endes des Rohres angeordnet,
durch die ein nicht oxydierendes oder reduzierendes Gas fortlaufend eingeführt wird,
das eine nicht oxydierende Atmosphäre an der Eintrittsstelle des Drahtes in das
Bad aufrechterhält. Falls das Gas brennbar ist, kann es am oberen Ende des Rohres
angezündet werden.
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Die auf den Draht S einwirkende Bewegung entfernt schnell irgendwelches
absorbiertes Gas oder einen Wasserfilm von dem Draht und zerreißt jeden Oxydfilm,
der sich auf der Badoberfiäche befindet, ausgenommen es wird schwerflüssige Schlacke
erzeugt. Infolgedessen sind die Schritte für die Trocknung des Drahtes und die Aufrechterhaltung
einer oxydfreien Badoberfläche, die für das vorliegende Verfahren für die Herstellung
eines Qualitätsaluminiumüberzuges nicht wesentlich sind, aus wirtschaftlichen Gründen
vorgesehen. Der Gasstrom durch das Rohr 22 entfernt die durch die aufgebrachte Schwingung
von dem Draht erzeugten Gase und Wasserdampf und hält die Oberfläche des überzugsmetalls
an der Eintrittsstelle des Drahtes vollständig frei von Oxyden, wobei der gewünschte
Erfolg erzielt wird, ohne daß irgendwelche schädlichen Nebenprodukte erzeugt werden.
Beim Überziehen mit Zink oder Zinn ist die Trocknung des Drahtes eine notwendige
Sicherheitsmaßnahme.
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Der Draht wird in die Metallschmelze mit Hilfe einer Umlenkrolle 26
eingetaucht, von der aus er in Berührung mit einer einstellbaren, festen Stange
28 kommt und anschließend das Bad durch ein Gas enthaltendes Rohr 30 verläßt und
von einer Umlenkscheibe 24 umgelenkt wird. Die feste Stange 28 in Verbindung mit
der Umlenkrolle 26 dient zur Dämpfung der Schwingungsbewegung in dem aus dem Bad
auftauchenden Drahtende und verhindert so die Entwicklung von stehenden Wellen in
dem Draht. Eine gleichmäßige Bewegung des Drahtes, frei von Schlagwirkungen, ist
am Ausgang des Drahtes aus dem Bad wesentlich, wenn ein glatter und von unbedeckten
Stellen freier Überzug erzeugt werden soll.
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Das Gas enthaltende Rohr 30 soll den Überzug aufhellen, indem die
Badoberfläche an dem Austrittspunkt des Drahtes frei von Oxyden und Schlacke gehalten
wird. Ein Ende des Rohres 30 ist in die Badoberfiäche getaucht. Dem Rohr 30 wird
durch einen Einlaß 32 nicht oxydierendes oder reduzierendes Gas zugeführt.
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Kühlvorrichtungen 35, die einen Strom kalter Luft oder verstäubten
Wassers gegen den Draht richten, um so die Ausbildung einer Legierungszwischenschicht
zu hemmen, können am Ausgang des Drahtes aus dem Bad unterhalb der Scheibe 34 angebracht
sein. Die Einrichtungen 35 sollten verstellbar angeordnet sein, um sie auf einen
beliebigen Punkt zwischen der Badoberfläche und der Scheibe 34 einstellen
zu können. Die Scheibe 34 ist mit ausreichendem Abstand oberhalb des Bades angebracht,
um so eine Eigenkühlung des Drahtes bis zu dem Erstarrungspunkt des Überzugsmetalls
zu ermöglichen. Nach der Erstarrung des Überzuges kann der Draht durch eine entsprechende
Anordnung von Scheiben durch bekannte Einrichtungen 36 und 38 für eine weitere Kühlung,
Behandlung oder Schmierung geleitet werden. Darauf gelangt der Draht zu einer Aufwickelspule
40,
die mit bekannten, nicht dargestellten Antriebsmitteln und Steuermitteln ausgerüstet
ist, um die Bewegung des Drahtes durch die gesamte Anlage mit einer vorherbestimmten,
konstanten Geschwindigkeit zu ermöglichen. Die Steuerung der Aufwickelspule 40 wirkt
elektrisch in bekannter Weise mit derjenigen der Abwickelspule 4 zusammen, so daß
eine gleichmäßige Drahtbewegung ohne wesentliche Spannung des Drahtes erreicht wird.
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Für die Ausschaltung stehender Wellen ist es wesentlich, daß der Draht
während seines Durchgangs durch die Anlage nicht gestrafft wird. Es muß deshalb
bei der Konstruktion der Anlage darauf geachtet werden, daß die Reibung so klein
wie möglich ist und die Zahl der Umlenkrollen oder Umlenkscheiben möglichst klein
gehalten wird. Es sollten deshalb nach Möglichkeit Durchlauftanks verwendet werden.
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Eine bevorzugte Ausführung des Schwingungserzeugers V ist in den F
i g. 3 und 4 gezeigt. Er besteht im wesentlichen aus einem in der Drehzahl veränderlichen
Motor 50, der mit einem Paar einander gegenüberstehender Scheiben 52 verbunden ist.
Zwischen diesen Scheiben sind mit gleichem Abstand mehrere Bolzen oder Stangen 54
so angeordnet, daß der Scheibenrand, wie in F i g. 4 gezeigt, etwas übersteht. Die
Anordnung ist auf einer Platte 56 der Vorderwand des Tauchgefäßes 20 so angeordnet,
daß die Ränder der Scheiben 52 etwas über die normale Transportlinie des Drahtes
hinüberstehen. Infolgedessen ruht der Draht lose zwischen den beiden Scheiben 52,
und es wird auf ihn je nach Drehung der Scheibe durch jeden Bolzen 54 ein Schlag
ausgeübt.
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Die Niederhalterolle 18 ist mit einem geringen Abstand oberhalb der
Scheibe 52 angeordnet und rollt auf der Oberfläche des Drahtes. Sie ist an einem
Tragarm 58 befestigt, der auf einem Paar Tragsäulen 60 frei bewegt werden kann.
Zwischen dem Tragarm 58 und einer Befestigungsstange 64 ist eine Feder 62 angeordnet,
die auf den Tragsäulen 60 verstellbar ist. Infolgedessen drängt die Scheibe 18 den
Draht elastisch gegen die Stäbe 54 und begrenzt elastisch die Bewegung des Drahtes
in Richtung der durch die Stäbe aufgebrachten Schläge. Die Federspannung begrenzt
das Ausmaß der Begrenzung und ist durch Einstellen der Lage der Befestigungsstange
64 einstellbar. Eine seitliche Verschiebung des Drahtes durch die Schläge ist durch
die vorstehenden Ränder der Scheiben 52 verhindert. Es sind bekannte, nicht dargestellte
Mittel vorgesehen, um die Geschwindigkeit des Motors 50 und somit die Schlagzahl
einzustellen. Die Drehrichtung des Motors 50 ist so gewählt, daß die Scheiben 52
in Richtung der Drahtbewegung durch das überzugsbad angetrieben werden, um so das
Auftreten von Drahtspannungen weitgehend zu verhindern.
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Das folgende Beispiel dient zur besseren Erläuterung der Anwendung
und der Ergebnisse der Erfindung.
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Beispiel Kalt gezogener, hochgekohlter Stahldraht, Durchmesser 2,6
mm, Sorte SAE c-1085, mit einer Zugspannung von mehr als 140 kg/mm2, wurde durch
Heißtauchen mit einem 3 % Silicium enthaltenden Aluminium überzogen, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit
etwa 40 m/min betrug. Um einen fehlerfreien Überzug ohne Beeinträchtigung der Dehnungseigenschuften
des Stahles zu bewirken, wurde die folgende Behandlungsfolge angewendet: Der Draht
wurde ohne Unterbrechung von einer Abwickelspule 4 zugeführt und nacheinander
durch geschmolzenes Natriumhydroxyd, das in dem Tank 6 auf einer Temperatur zwischen
etwa 430 und 500° C gehalten wurde, eine Wasserspülung 8, ein kaltes Bad mit verdünnter
Salzsäure 10 und eine Kaltwasserspülung 12 geführt, um das Ziehschmiermittel und
andere fremde Stoffe von der Oberfläche des Drahtes zu entfernen. Zum Trocknen wurde
der gereinigte Draht durch den Heißwassertank 14 und den Heißlufttrockner 16 geführt.
Die Niederhalterolle 18 war so eingestellt, daß eine mittlere elastische Hemmung
erreicht wurde, und der Schwingungserzeuger V, der aus zehn mit gleichem Abstand
auf einer Kreislinie von ungefähr 130 mm Durchmesser angeordneten Bolzen 54 von
8,4 mm Durchmesser bestand, wurde so angetrieben, daß auf den Draht 360 Schläge
pro Sekunde ausgeübt wurden. Diese einzelnen Ausbildungen riefen in dem Draht gleichmäßig
über den Frequenzbereich von 80 bis 10 000 Hz verteilte Frequenzen mit einer Gesamtbeschleunigung
von 1200 g hervor. Der Draht wurde in das überzugsgefäß durch das Rohr 22 eingeführt,
dem ein geringer Strom Naturgas durch den Einlaß 24 zugeführt wurde, wobei das Gas
am oberen Ende des Rohres abbrannte. Das Bad wurde auf ungefähr 650° C gehalten.
Die Eintauchlänge des Drahtes in dem Schmelzbad betrug etwa 1,2 m, womit sich aus
der Transportgeschwindigkeit von ungefähr 40 m/Minute eine Eintauchzeit von 1,85
Sekunden ergab. Nach dem Vorbeilaufen des Drahtes an der Umlenkrolle 26 verließ
er unter Berührung der festen Stange 18 das Bad durch das Gas enthaltende Rohr 30,
in dem ein geringer Strom Naturgas durch den Einlaß 32 aufrechterhalten wurde, das
am oberen Ende des Rohres abbrannte. Während seiner Aufwärtsbewegung zu der Scheibe
34 konnte sich der Draht auf natürlichem Wege bis auf die Erstarrungstemperatur
des Überzugs abkühlen. Die Drahttemperatur wurde weiter durch den Durchgang durch
den Warmwassertank 36 vermindert. Dann wurde in dem Tank 38 ein Ölfilz aufgebracht
und schließlich der überzogene Draht durch die Aufwickelspule 40 aufgewickelt. Es
wurde ein reiner, glänzender Aluminiumüberzug von etwa 0,011 g/cm2 Drahtoberfläche
erhalten. Der Überzug war völlig frei von unbedeckten Stellen und konnte in der
üblichen »Drahtknüpfprüfung« ohne Reißen oder Schälen verformt werden. Die Legierungszwischenschicht
war gleichmäßig und etwas geringer als normal ausgebildet. Zugversuche zeigten im
wesentlichen keine Veränderung der physikalischen Eigenschaften des Grundmetalls.
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Im allgemeinen sind Drähte von 1 bis 6 mm erfolgreich überzogen worden,
wobei alle Vorteile des vorliegenden Verfahrens erreicht wurden. Aluminiumüberzüge
in der Größenordnung von 0,015 g/cm2 sind bei 2-mm-Draht erreicht worden bei einer
Geschwindigkeit von etwa 61 m/Minute. Ebenso bei 3,8-mm-Draht und einer Geschwindigkeit
von 45 bis 67 m/Minute. Bei Drähten mit großem Durchmesser hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, eine Umlenkrolle zu verwenden und den Draht aus dem Bad anstatt senkrecht
geneigt austreten zu lassen. Dieses vermindert ein Schleifen an der Umlenkrolle
und vermeidet nachteilige stehende Wellen in dem aus dem Bad austretenden Teil des
Drahtes.
Geschwindigkeiten bis zu 88 m/Minute (etwa sechsmal die
hierfür mögliche Höchstgeschwindigkeit) sind angewendet worden. Die Arbeiten mit
hoher Geschwindigkeit ermöglichen eine Verminderung der Eintauchzeit auf weniger
als 1 Sekunde. Die geringe Eintauchzeit zusammen mit der Tatsache, daß Schwingungen
der beschriebenen Art die Wärmeübertragung stark vergrößern, gewährleisten eine
Steuerung der Ausbildung einer Legierungszwischenschicht in einem Maße, wie es früher
nicht erreichbar war. Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, daß der überzogene
Draht nach dem Beispiel im wesentlichen frei von einer Legierungszwischenschicht
hergestellt werden kann, wenn der überzogene Draht bei seinem Austritt aus dem Gas
enthaltenden Rohr bei seinem Durchgang durch die Kühlvorrichtung 35 gekühlt wird,
wobei er mit Dampf, versprühtem Wasser oder einfach mit einem Strom kalter Luft
angestrahlt wird. Dieses Ergebnis wird sogar mit einem Bad von im wesentlichen reinem
Aluminium erzielt. Durch Einstellung der Lage des Kühlers 35 in Abhängigkeit von
der Drahtgeschwindigkeit kann das optimale Ausmaß der Legierungszwischenschicht
bei gleichzeitig guter Haftfähigkeit und Glanz des Überzuges und anderen gewünschten
Eigenschaften erreicht werden.
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An Stelle des in der obigen Beschreibung verwendeten Drahtes kann
auch ein Metallstreifen vorgesehen werden. Auch kann der Draht aus einer Mehrzahl
von Einzeldrähten bestehen, die miteinander verdrillt oder auch in anderer Weise
zusammengefaßt sind.
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Während durch das Beispiel die Anwendung der Erfindung für die Herstellung
von mit Aluminium überzogenem Stahldraht erläutert worden ist, ist die Erfindung
hierauf nicht begrenzt. Sie kann vielmehr mit Vorteil auch für die kontinuierliche
Feuerverzinkung oder Feuerverzinnung von Stahl oder von anderen Grundmetallen verwendet
werden.