DE2258795B2 - Verfahren zur herstellung einer metallurgischen haftverbindung, presswerkzeug zur durchfuehrung des verfahren sowie unter anwendung des verfahrens hergestelltes erzeugnis - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer metallurgischen haftverbindung, presswerkzeug zur durchfuehrung des verfahren sowie unter anwendung des verfahrens hergestelltes erzeugnisInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer metallurgischen Haftverbindung der
Oberflächen einer ebenen Platte aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, und
einer Trägerfläche aus rostfreiem Stahl, und ferner auf die Ausbildung eines Preßwerkzeuges zur Durchführung
des Verfahrens und außerdem auf die unter Anwendung des Verfahrens hergestellten Erzeugnisse.
Die Erfindung besteht in der Aufeinanderfolge der folgenden Verfahrensmerkmale,
a) daß die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff mit der Trägerfläche aus rostfreiem Stahl in der gewünschten Lage durch eine punktförmige Schweißung im zentralen Bereich fest verbunden,
a) daß die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff mit der Trägerfläche aus rostfreiem Stahl in der gewünschten Lage durch eine punktförmige Schweißung im zentralen Bereich fest verbunden,
daß die miteinander verbundenen Teile in einem Ofen auf eine im Bereich des Schmelzpunktes des
hoch-wärmeleitfähigen Werkstoffs liegende Temperatur erwärmt, und
c) daß die erwärmten Teile in einem die Umrißflächen der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff
spielfrei umschließenden Preßwerkzeug einem momentanen Stoßdruck von 2000 bis 3500 kp/cm2 ausgesetzt werden, wobei eine Verformung
des Hoch-wärmeleitfähigen Werkstoffs vermieden wird.
b)
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es. in einfacher Weise auf rostfreien Stahlflächen jeder Art
hoch-wärrneleitfähige Platten von beliebiger Dicke und Form, beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer
festhaftend aufzubringen, so daß diese eine unlösbare metallische Verbindung miteinander eingehen. Dabei
bleibt die gewählte bzw. vorbesiimmte geometrische Form bzw. der Umfang sowohl der Stahlfiäche als auch
der Metallplatte aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff nach der Verbindung unverändert erhalten.
Die Aufgabe, eine unlösliche metallische Verbindung von zwei Werkstoffen mit derart unterschiedlichen
physikalischen Eigenschaften zu schaffen, ist seit langem bekannt, weil derartige Verfahren die Herstellung von
Gegenständen, insbesondere Behältern aus rostfreiem Stahl, ermöglicher., mittels welcher durch Wärme-Einwirkung
und -Leitung von der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff auf die Stahlfläche
die Erhitzung von Massen bzw. Stoffen in energiesparender Weise durchführbar ist. An derartige metallische
Verbindungen werden verhältnismäßig hohe Anforderungen gestellt, weil sich diese auch bei dauerndem
Gebrauch unter starken und plötzlich auftretenden Temperaturschwankungen weder in ihrer geometrischen
Form noch in ihrer Festigkeit verändern dürfen. Das Verfahren nach der Erfindung wird daher vor allem
bei der Herstellung von Behältern aus rostfreiem Stahl zur Erhitzung von Flüssigkeiten, insbesondere jedoch
zur Herstellung von Stahlgeschirr für Haushaltszwecke mit einem hoch-wärmeleitfähigen Boden angewendet. 3c
Es sind bereits derartige Verfahren zum metallischen Verbinden von Teilen aus rostfreiem Stahl und aus
einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, insbesondere Aluminium oder Kupfer, bekanntgeworden. Bei dem in
der US-PS 31 73 202 beschriebenen Verfahren ist es jedoch erforderlich, durch ein vorgeschaltetes Reinigungsverfahren
die einander zugewandten, miteinander zu verbindenden Oberflächen von der dünnen Schicht
aus Metalloxyd zu befreien, durch welche ein metallischer Kontakt zwischen den beiden zu verbindenden
Oberflächen verhindert wird. Diese Metalloxydschichten stehen der Erreichung einer innigen, unlösbaren
Verbindung der zur vereinigenden Flächen durch metallische Diffusion der Oberflächenteile im Mikrobereich entgegen.
Auch die sorgsamste Reinigung dieser Metalloberflächen entsprechend der Lehre des sogenannten US-Patents
führt häufig nicht zum Erfolg, weil sich der Oxydfilm stets unter dem Einfluß des Luftsauerstoffs
augenblicklich neu bildet, wenn die frisch gereinigten Flächen mit der Außenluft in Berührung gelangen, was
normalerweise unvermeidlich ist. Um dies zu verhindern, muß im Arbeitsbereich des Verfahrens üine
reduzierende oder inerte Atmosphäre aufrechterhalten werden, was insgesamt sehr aufwendige und komplexe,
störungsanfällige Verfahrensweisen erfordert.
Darauf wird nach dem bekannten Verfahren die Oberfläche des Teiles aus dem rostfreien Stahl mit einer
flammgespritzten Aluminium-Auflage von einer Dicke von etwa 0,025 bis 0,25 mm versehen, und sodann wird
die aufzubringende Aluminiumplatte in Kontakt mit dem aufgespritzten Aluminiumüberzug gebracht, worauf
eine Erwärmung auf etwa 288° C, auf jeden Fall aber auf eine geringere Temperatur als die Anfangswärme
des Bereichs des Schmelzpunktes, stattfindet, und wobei anschließend eine derartige Pressung auf die /u
vereinigenden Teile ausgeübt wird, daß die Aluminiumnlaite seitlich fließt und ihre Dicke um 1 % bis 8 %
abnimmt, und schließlich die Teile abgekühlt werden.
Nach einem weiteren bekanntgewordenen Verfahren entsprechend der DT-OS15 27 584 zur Herstellung eine"
haltbaren metallischen Verbindung zwischen rostfreiem Stahl und einer hoch-wärmeleitfähigen Platte kann auf
die Reinigung der zu verbindenden Oberflächen, d. h. die Beseitigung der dort vorhandenen Metailoxydschicht
als erstem Verfahrensschritt verzichtet werden, wenn die wärmeleitfähige Platte, die vorzugsweise aus
Aluminium besteht, relativ zu der Stahloberfläche unter Druck plastisch verformt und zumindest um 5 %
gestreckt wird.
Damit soll erreicht werden, daß durch die unter Druck erfolgende Relativverschiebung der Oberflächenteile
infolge einer rein mechanischen Einwirkung der auf den Oberflächen haftende zusammenhängende Oxydfilm
zerstört wird und möglichst große Flächenteile von dem Metalloxyd freigelegt werden, ohne daß Luftsauerstoff
hinzutreten kann, so daß zumindest im Bereich dieser von der Oxydschicht befreiten Flächenteile eine
unmittelbare metallische Berührung und damit eine Diffusion der Oberflächenteile stattfinden kann wenn
die Teile daraufhin auf mindestens 260° C erwärmt werden.
Gegenüber diesen beiden grundlegenden Verfahrensweisen unterscheidet sich das erfindun^.sgemäße Verfahren
zunächst dadurch, daß es keines Vorbereitungsschrittes zur Reinigung der zu verbindenden Flächemeile
bedarf, daß also — wie bei dem zweitgenannten Verfahren — die Teile unbehandelt verbunden werden.
Weiterhin unterscheidet sich die Erfindung auch gegenüber diesem zweiten Verfahren vor allem
dadurch, daß die Teile in einem Ofen auf eine Temperatur erwärmt werden, die nahe dem Schmelzpunkt
des hoch-wärmeleitfähigen Werkstoffes liegt, also wesentlich höher als bisher vorgeschlagen.
Weiterhin wird auf die zu vereinigenden Teile ein momentaner Stoßdruck von hoher Energie, etwa 2000
bis 3500 kp/cm2 ausgeübt, wobei die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff in einem Preßwerkzeug
spielfrei umschließend aufgenommen wird, so daß eine Verformung dieser Platte mit Sicherheit vermieden
wird. Damit wird erreicht, daß die gesamte auf die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff übertragene
Stoßenergie in den Bereich der zu verbindenden Oberflächen geleitet wird und dort als die Diffusion der
Oberfläche bewirkende Stoßkraft ankommt, also nicht teilweise in Verformungsarbeit umgesetzt wird.
Wegen der spielfreien Umschließung der Platte kann erfindungsgemäß unbedenklich unter einer wesentlich
höheren Erwärmung der Teile gearbeitet werden, weil nicht zu befürchten ist, daß eine unzulässige und
unerwünschte Streckung bzw. Verformung der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff erfolgt.
Da im Bereich der zu verbindenden Oberflächen eine wesentlich höhere Stoß-Druckenergie ankommt, al;
dies bei den bekannten Verfahrensweisen der Fall ist wird, durch die Stoßwirkung der Oxydfilm örtlid
gleichmäßig und zusammenhängend zerrissen, so daß ii ebenfalls gleichmäßiger Verteilung eine metallisch«
Berührung und Diffusion der Oberflächenteile zustand« kommt.
Die Fixierung der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähi gen Werkstoff auf der Trägerfläche aus dem rostfreiei
Stahl mittels einer punktförmigen Schweißung soll nacl dem ersten Verfahrensmerkmal im zentralen Bereic
erfolgen, um Wärmedehnungsspannungen zwischen de beiden Teilen zu vermeiden. Erfolgt die Verbindung ir
zentralen Bereich der beiden Teile, so sind eventuell auftretende Dehnungsverläufe gleichförmig nach allen
Seiten gerichtet. Die Schweißung selbst wird vorteilhaft als elektrische Widerstands- oder Punktschweißung
durchgeführt.
Zur Erwärmung der durch die Schweißung fixiert verbundenen Teile kann jeder Ofen verwendet werden.
Zur Ausübung des momentanen Stoßdruckes auf die verbundenen und erwärmten Teile werden diese in ein
Preßwerkzeug mit den Merkmalen der Erfindung aufgenommen und in eine Schlag- oder Gesenkpresse,
evtl. auch einem pneumatischen Schlaghammer eingesetzt. Insbesondere bei größeren Teilen, oder wenn
gegebenenfalls die zu verbindenden Flächen nicht völlig eben sind, kann es nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung vorteilhaft sein, einen zweiten und/oder dritten Stoßdruck von gleicher oder größerer Stärke
auszuführen.
Ferner kann es in besonderen Fällen, insbesondere wenn an die Festigkeit der Verbindung besonders hohe
Anforderungen gestellt werden, und/oder wenn die zu verbindenden Flächen nicht absolut eben sind, nach
einem weiteren Erfindungsmerkmal vorteilhaft sein, daß vor der Schweißung zwischen die Teile eine dünne
Matallfolie eingebracht wird, deren Dicke etwa zwischen 0,02 und 0.05 mm beträgt und deren
Zusammensetzung im wesentlichen dem Werkstoff entspricht, aus dem die hoch-wärmeleitfähige Platte
besteht.
Eine Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung besteht nach einem weiteren Merkmal darin, daß
vor der Ausübung des Stoßdruckes die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff mit einer Schutzverkleidung
in Form einer Platte aus rostfreiem Stahlblech versehen und durch den Stoßdruck mit der Platte
metallisch unlösbar verbunden wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Platte aus dem
hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, beispielweise Aluminium, durch die Schutzverkleidung aus rostfreiem Stahl
gegen Beschädigungen, Kratzer u. dgl. geschützt ist, weil die Schutzverkleidung aus einem wesentlich
härteren, stoßfesten Werkstoff besteht.
Dabei ist es nach einem weiteren Verfahrensmerkmai vorteilhaft, wenn die auf die Platte aus dem hoch-wärmeieitfähigen
Werkstoff aufzubringende Platte aus rostfreiem Stahlblech über die erstere übersteht, so daß
der überstehende Rand mittels des Stoßdruckes umgestülpt und an dem äußeren Randbereich der
Trägerfläche aus rostfreiem Stahl zum Anhaften gebracht wird. Der Vorteil dieser zusätzlichen Maßnahme
besteht darin, daß die Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff durch die Schutzverkleidung aus
rostfreiem Stahlblech vollständig dicht umschlossen wird, da diese allseitig durch das Umstülpen so weit über
die Mantelfläche der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff gezogen ist, daß sie im Randbereich der
Trägerfläche unter der Druckwirkung festhaftet. Durch diese voll umschließende Schutzverkleidung wird ein
wirksamer Schutz der hoch-wärmeleitfähigen Platte z. B. gegen aggressive Flüssigkeiten oder Dämpfe, J0
gegen Oxydation unter der Einwirkung von großer Hitze oder offener Flamme sowie auch gegen
mechanische Beschädigung erzielt.
Das Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besitzt ein Unter- und Oberteil, $5
wobei erfindungsgemäß eines der Teile als Hohlform zur genau passenden, annähernd spielfreien Aufnahme
der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff.
und das andere Teil als erhabener Stempel zur Aufnahme der Trägerfläche aus dem rostfreien Stahl
ausgebildet ist. Dabei ist die Hohlform zur Aufnahme der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff
mit einer diese allseitig umschließenden und dichtend an der Oberfläche der Trägerfläche aus dem rostfreien
Stahl anliegenden Umfangswandung versehen. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist diese
Umfangswandung elastisch verformbar. Diese Verformbarkeit kann erfindungsgemäß dadurch bewirkt werden,
daß die Umfassungswandung an ihrer Außenseite mit deren Wandstärke verringernden, örtlich verteilten
Ausnehmungen versehen ist.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal des Preß-Werkzeuges kann noch darin bestehen, daß die
Umfassungswandung zur spielfreien Aufnahme der Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff an
ihrem freien Rand einen umlaufenden profilierten Ansatz aufweist, der bei geschlossenem Werkzeug auf
dem freien Randbereich der Trägerfläche aus dem rostfreien Stahl und diesen auf dem Stempel festklemmend
anliegt.
Die Erfindung umfaßt auch noch das unter Anwendung des Verfahrens gewonnene Erzeugnis, insbesondere
Behälter aus rostfreiem Stahl, welches eine ebene Fläche, insbesondere Bodenfläche, aufweist, mit der eine
ebene Platte aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, beispielsweise Aluminium, nach vorheriger punktförmiger
Schweißung im zentralen Bereich bei einer Temperatur in der Nähe von deren Schmelzpunkt unter
Vermeidung ihrer Verformung mittels eines momentanen Stoßdruckes von 2000 bis 3500 kp/cm2 unlösbar
metallisch verbunden ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung und des Preßwerkzeuges zu dessen Durchführung
ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Zentralschnitt durch einen kreisrunden
Behälter aus rostfreiem Stahl mit lose aufgelegter Platte aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff,
Fig. 2 die beiden Teile gem. 1 nach durchgeführter
Schweißung.
Fig. 3 die beiden Teile nach den Fig. 1 und 2,
eingesetzt in das Preßwerkzeug vor Durchführung des Stoßdruckes,
Fig. 4 die beiden Teile nach den Fig. 1 und 2,
eingesetzt in das Preßwerkzeug nach Durchführung des Stoßdruckes,
F i g. 5 einen Behälter aus rostfreiem Stahl mit einer Platte aus hoch-wärmeleitfähigem Werkstoff und einer
auf dieser angebrachten Schutzverkleidung,
Fig. 6 die Teile nach Fig. 5. eingesetzt in das
Preßwerkzeug vor Durchführung des Stoßdruckes.
Fig. 1 zeigt einen Behälter A aus rostfreiem Stahl,
auf dessen Boden A1 eine Platte B aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff, beispielsweise Aluminium,
aufgebracht wird. In dem dargestellten Fall ist der Boden A 1 des Behälters A kreisförmig; daher ist
auch die Bodenscheibe B kreisförmig, mit einem Durchmesser, der im wesentlichen dem. Durchmesser
der oberen Fläche des Bodens A 1 entspricht. Die Dicke der Borienscheibe B kann je nach den Bedürfnissen der
Verwendungszwecke gewählt werden; so kann die Dicke beispielsweise zwischen 1 :2 und t -.20 im
Vergleich zur Dicke der Fläche A 1 aus rostfreiem Stahl variiert werden.
Die Erfindung ist von der Legierungssorte des rostfreien Stahls zur Fertigung der Tragfläche A 1
unabhängig, d. h. es kann zur Fertigung des genannten
Trägers eine jede der auf dem Markt angebotenen rostfreien Stahltypen verwendet werden, wobei die
genannte Fläche keinerlei besondere Vorbearbeitung benötigt. Aus praktischen Erwägungen ist es jedoch
vorteilhaft und sparsam, entweder eine matte oder eine gesandete obere Fläche des rostfreien Stahlträgers A 1
vorzusehen.
Zuerst wird die Platte oder Bodenscheibe B auf den Boden des Behälter» A aufgebracht und zwar so, daß
sich der Umfang dieser Scheibe genau in der gewünschten Lage befindet. In dem dargestellten Fall ist
der Rand der Bodenscheibe gleichmäßig von der Umfangswand A 1 des Behälters A entfernt. Die
Bodenscheibe ß wird mittels einer Schweißung K in dem mittleren Bereich des Trägers A 1 befestigt.
Diese genannte Befestigung des rostfreien Stahlträgers A 1 mit der Bodenscheibe ßaus dem hoch-wärmeleitfähigen
Material wird in einem vorteilhaften mittleren Bereich ausgeführt, und zwar so. daß sich die
zwei genannten Teile während des nachfolgenden Erwärmungsvorganges frei ausdehnen können. Die
SchweiSung K kann von einer beliebigen bekannten Art sein, und die Lage der oberen Flächen wird vorteilhaft
mittels eines elektrischen Widerstands-Schweißvorganges erzielt. Es ist auch möglich, anstelle der Schweißung
K in der Mitte zwei oder mehr als zwei zweckentsprechende Schweißpunkte im mittleren Bereich auszuführen,
und zwar so, daß die nötige mechanische Verbindung erzielt wird, insbesondere auch die Möglichkeit
einer zuverlässigen Überwachung des den Träger Λ 1 und die Bodenscheibe ßbildenden Materials.
D;\s in solcher Weise hergestellte, aus dem Behälter A
und der Bodenscheibe B (vgl. Fig. 2) bestehende
Element A-B wird hierauf in einen Vorwärmeofen eingebracht, wo es bis zu einer vorbestimmten
Temperatur erwärmt wird, die im allgemeinen in dem Bereich des Schmelzpunktes des hoch-wänneleitfähigen
Teiles ß liegt.
Im Fall der Aluminiumbodenschcibe B liegt die
Vorwärmetempera;ur für das Element A-B zwischen
500 bis b50 C: ist eine solche Bodenscheibe hingegen aus Kupfer, so wird die fragliche Temperatur bis auf 900
bis IOOO'' C erhöhl. Das Vorwärmeverfahren wird in solcher Weise durchgeführt, daß die genannte maximale
Temperatur in dem gesamten Aufbau des Trägers A 1 und der Bodenscheibe Berzielt wird.
Danach wird das Element 4-ßdem Ofen entnommen
und unmittelbar darauf auf den festen Bestandteil Ddes
Preßwerkzeuges aufgelegt, das auf dem festen Tisch ^
einer Gesenkpresse befestigt ist. Der feste Teil D 1 bildet einen in solcher Weise ausgebildeten Stempel.
daß er der Innenseite des Behälters 4 entspricht, insbesondere dem Profil der Tragwand A X. und zwar so.
daß die untere Fläche des halben Gesenkes D1 anhaftet. Der Stempel D 1 ist mit einem Gegengesenk
D 2 kombiniert, das den beweglichen Teil des Werkzeuges bildet und das zweckentsprechend auf den
beweglichen Tisch der vorgenannten Presse befestigt ist.
Zur Durchführung der gegenständlichen Erfindung ist eine Sonderausführung des Gegengesenkes erforderlich,
die sich dazu eignet, die gewünschte Verbindung zwischen der Trägerfläche A und der Platte bzw.
Bodenscheibe B zu gewährleisten. Das Gegengesenk <)S
D2 weist eine Ausnehmung IO auf. die in solcher Weise
ausgebildet ist. daß sie dem Umriß der Bodenscheibe B entspricht, sowie eine solche Tiefe, wodurch die
genannte Bodenscheibe restlos und annähernd spielfrei in der Ausnehmung 10 des genannten Gegengesenkes
Aufnahme finden kann.
Des weiteren weist das Gegengesenk Dl eine Umfassungswand 12 auf (vgl. Fig. 3 und 4), zur
Begrenzung des Umrisses, der im wesentlichen dem Umriß ß2 der Bodenscheibe B entspricht. Ferner weist
die genannte Umfassungswandung 12 an ihrem freien Rand eine mit einer profilierten oberen Fläche
versehenen ringförmigen Ansatz 14 auf, der an der äußeren Fläche der Verbindung A 2 zwischen der
Tragfläche A 1 und der Umfangswand A 2 des Behälters A 1 anliegt; dadurch wird erreicht, daß zwischen der
Ringfläche 14 und der Verbindungsfläche A 4 eine Dichtung hergestellt wird, die — wie im nachstehenden
erläutert wird — ein eventuelles Austreten von Metall der Bodenscheibe A aus der Ausnehmung 10 des
Gegengesenkes D 2 verhindert.
Zur Herstellung einer zwangsschlüssigen Verbindung zwischen dem Profilrand 14 einerseits und der
Verbindungsfläche A 4 andererseits, kann die Umfangswand 12 mit vorteilhaft ausgebildeten Ausnehmungen
16 versehen werden, zur Erzielung einer gewissen Elastizität während des Preßverfahrens.
Wie beschrieben, wird das Element A-B dem Ofen entnommen und unmittelbar darauf auf das feste
Gesenk D1 aufgelegt. Diese Verfahrensstufe hat in kürzester Zeit zu erfolgen, um ein Erkalten des
genannten Elements zu vermeiden. Nach erfolgter Auflage des Elements A-B auf das Gesenk D1 wird die
Presse in Betrieb gesetzt, um durch das Gegengesenk D 2 einen augenblicklichen Stoßdruck auszuführen,
wobei die Ausnehmung 10 in dem genannten Gegengesenk mit der Bodenscheibe B in Verbindung gelangt.
Dieses Gegengesenk übt auf die genannte Scheibe einen äußerst hohen Stoßdruck in den Grenzen zwischen 2000
bis 3500 Kg/cm2 aus, wobei sich dieser Stoßdruck auf die Abschnitte der zwei oberen Flächen der Elemente
A 1-Daugenblicklich auswirkt.
Beachtenswert ist, daß bei dem Herablassen des beweglichen Teils ß 2 des Gesenkes die Ausnehmung 10
vorerst mit der Bodenscheibe ß in Eingriff gelangt, um hernach den Kontakt zwischen der Bodenwand 10 des
Gegengesenkes D und der oberen Fläche dieser Bodenscheibe zu beschränken. Man übt einen Stoßdruck
auf das Material der Bodenscheibe ß aus, der in kürzester Zeit bzw. augenblicklich wesentlich zunimmt.
Zu gleicher Zeit erfolgt der Eingriff des Profilrandes 14 in den Umfangsbereich A 4 des Behälters A in
solcher Weise, daß der weitere auf die Bodenscheibe ί
ausgeübte Druck unmittelbar gegen die Tragwand A 1 des Behälters übertragen wird. Da der auf die
Bodenscheibe B ausgeübte Druck ein besonders hohei und sehr rascher ist und auch deshalb, weil die
Bodenscheibe B durch den mittleren Bereich K dei Tragwand A 1 beschränkt wird, erfolgt das Anhafter
und die Verkupplung der beiden genannten Flächen it zufriedenstellender Weise, so daß sich die so erzielt«
Verbindung ohne Unterbrechung auf die gesamt« Oberfläche erstreckt. Die Verbindung der in Betrach
gezogenen Flächen miteinander wird durch Diffusioi erzielt, da die Temperatur der Bodenscheibe B sowii
des Behälters ,4 eine sehr hohe ist.
Gegebenenfalls und insbesondere zur Verbesserunj der erzielten Verkupplung kann man hernach auf dii
miteinander verkuppelten Bereiche einen zweiten odc einen dritten Druck höheren Wertes ausüben. Hierau
wird der Gegenstand A-B aus dem Preßwerk/eu;
609 521/E
entfernt; er erfordert praktisch keinerlei Nacharbeit, auch deshalb nicht, weil der Verbindungsbereich
zwischen dem Stahlträger A 1 und der Bodenscheibe B keinerlei Unterbrechungen aufweist und diese glatt und
fest an der Wand A 2 des Behälters A anhaftet.
Nach einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgernäßen Verfahrens kann zwischen die
genannten festschlüssig miteinander zu verbindenden Flächen eine dünne, beispielsweise 0,02 bis 0,66 mm
dicke Folie eingelegt werden, welche ähnliche Merkmale wie das Metall, woraus die Bodenscheibe B gefertig
ist, aufweist. Ist die Bodenscheibe B aus Aluminium gefertigt, so wird eine dünne Aluminiumfolie zwischengefügt,
welche eine Dicke von 0,05 Millimeter aufweist und die einen hohen Reinheitsgrad aufweist, beispielsweise
von 99,5 %. Die zwischengefügte dünne Aluminiumfolie weist den gleichen Durchmesser wie die
Bodenscheibe B auf, welche — zusammen mit der dünnen, zwischengefügten Folie — mittels der Schweißung
K an die Wand des Trägers A 1 zum Anhaften gebracht wird.
Es folgt der Verbindungsvorgang, der wie im vorausgehenden beschrieben durchgeführt wird. Auch
in diesem Fall ist die Verkupplung der Bodenscheibe B mit der Tragfläche A 1 von jedem Gesichtspunkt aus
gewährleistet, auch deshalb, weil gleichzeitig mit der Ausübung des Stoßdruckes auf die genannte Bodenscheibe
Beine intensive Diffusion der zwei erwärmten und einem hohen Druck unterworfenen Metalle
stattfindet.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Weiterbildung des
Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Dabei wird die Platte ßaus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff,
' 10
beispielsweise Aluminium, mit einer Schutzverkleidung C aus rostfreiem Stahl versehen, die aus einem
Stahlblech mit denselben Werkstoffeigenschaften besteht, die auch der Behälter A aufweist.
Fig. 6 zeigt diese Teile, eingesetzt in das Preßwerkzeug D 2 noch vor ihrer gegenseitigen
Verbindung durch den Stoßdruck, wobei die die Schutzverkleidung bildende Stahlblechplatte C einen
Rand C2 aufweist, der im Vergleich zu dem Rand B 2
ίο der Platte ßaus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff
hervorsteht.
Fig. 5 zeigt die Ausbildung der Ränder nach der
Vereinigung der Teile miteinander, wobei der Rand B 2 der Schutzverkleidung San dem gekrümmten Rand A 4
des Behälters A anhaftet. Der Rand C2 der Platte C wird bei genügend starkem Stoßdruck leicht verformt,
so daß es sich mit geringer Schräge an die Oberfläche A \ des Behälters A im Randbereich A 4 anschmiegt,
oder aber, es kann der Rand C2 der Platte C auch bereits vor der Ausübung des Stoßdruckes leicht
angeschrägt sein, um die notwendige Verformungsarbeit zu begrenzen. Ferner kann zur Fixierung der die
Schutzkleidung Cbildenden Stahlplatte auf der Platte B aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff vor der
Ausübung des Stoßdruckes eine Schweißung K ausgeführt werden, wie dies bereits bezüglich der
Fixierung der Platte B auf der Bodenfläche A 1 des Behälters A erwähnt ist. Im übrigen erfolgt die
Verfahrensweise auch bei dem Beispiel nach Fig. 5 und 6 wie bereits beschrieben, daß nach der Erwärmung
ein Stoßdruck durchgeführt wird, der gegebenenfalls wiederholt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
te
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung einer metallurgischen
Haftverbindung der Oberflächen einer ebenen Platte aus einem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff,
beispielsweise Aluminium, und einer Trägerfläche aus rostfreiem Stahl, gekennzeichnet durch
die Aufeinanderfolge der folgenden Verfahrensmerkmale,
a) daß die Platte (B 2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen
Werkstoff (B) mit der Trägerfläche (.4 1) aus rostfreiem Stahl (A) in der gewünschten
Lage durch eine punktförmige Schweißung (K) im zentralen Bereich fest verbunden,
b) daß die miteinander verbundenen Teile (A. IT) in
einem Ofen auf eine im Bereich des Schmelzpunktes des hoch-wärme!eitfähigen Werkstoffes
liegende Temperatur erwärmt, und
c) daß die erwärmten Teile (A. B) in einem die Umrißflächen der Piatte (B 2) aus dem hochwärmeleitfähigen
Werkstoff (B) spielfrei umschließenden PreQwerkzeug (D i, D2) einem
momentanen Stoßdruck von 2000 bis 3500 kp/em3 ausgesetzt werden, wobei eine
Verformung des hoch-wärmeleitfähigen Werkstoffes (B) vermieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Preßwerkzeug (D 1. D 2)
umschlossenen erwärmten Teile (A, B) noch einem oder mehreren weiteren momentanen Stoßdrücken
von gleicher oder höherer Druckkraft ausgesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Trägerfläche (A 1) aus
dem rostfreien Stahl (A) und der Platte (ß 2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B) vor dem
Verbinden dieser Teile durch eine punktförmige Schweißung eine dünne Metallfolie eingelegt wird,
deren Zusammensetzung im wesentlichen dem Werkstoff entspricht, aas dem die hoch-wärmeleitfähige
Platte (B) besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie den gleichen Umnß wie
die Platte (S 2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff und eine Dicke zwischen 0,02 und
0,05 mm aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß vor der Ausübung des Stoßdrukkes die Platte (B 2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen
Werkstoff [B) mit einer Schutzverkleidung in Form einer Plane (C2) aus rostfreiem Stahlblech (Q
versehen und durch den Stoßdruck mit der Platte (B 2) metallisch unlösbar verbunden wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Platte (B 2) aus dem
hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B) überstehende Platte (C2) aus rostfreiem Stahlblech (Q mittels des
Stoßdruckes an ihrem überstehenden Rand umgestülpt und an dem äußeren Randbereich der
Trägerfläche (A 1) aus rostfreiem Stahl (A) zum Anhaften gebracht wird.
7. Preßwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
6, bestehend aus einem Unter- und einem Oberteil, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Teile (D2)
als Hohlform (10) zur genau passenden, annähernd sDielfreien Aufnahme der Platte (B2) aus dem
hoch-wärmeleitfähigcn Werkstoff (S) und das andere Teil (Dl) als erhabener Stempel zur
Aufnahme der Trägerfläche (A 1) aus rostfreiem Stahl (A) ausgebildet ist.
8. Preßwerkzeug nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlform (10) zur Aufnahme
der Platte (B 2) aus dem hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B) mit einer diese allseitig umschließenden
und dichtend an der Oberfläche (A 2) der Trägerfläche (A I) aus dem rostfreien Stahl (A)
anliegenden Umfassungswandung(12) versehen ist.
9. Preßwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfassungswandung (12)
elastisch verformbar ausgebildet ist.
10. Preßwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umiassungswandung (12)
an ihrer Außenseite mit deren Wandstärke verringernden, örtlich verteilten Ausnehmungen (16)
versehen ist.
11. Preßwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umfassungswandung (12) zur spielfreien Aufnahme der Platte (S2) aus dem
hoch-wärmeleitfähigen Werkstoff (B) an ihrem freien Rand einen umlaufenden profilierten Ansatz
(14) aufweist, der bei geschlossenem Werkzeug auf dem freien Randbereich der Trägerfläche (A 1) aus
dem rostfreien Stahl (A) und diesen auf dem Stempel (D 1) festklemmend anliegt.
12. Erzeugnis, insbesondere Behälter aus rostfreiem
Stahl, welches eine ebene Fläche (A 1), insbesondere Bodenfläche aufweist, mit der nach
vorheriger punktförmiger Schweißung im zentralen Bereich eine ebene Platte (B 2) aus einem hoch-wärmeleitfähigen
Werkstoff (S), beispielsweise Aluminium, bei einer Temperatur in der Nähe von deren
Schmelzpunkt unter Vermeidung ihrer Verformung mittels eines momentanen Stoßdrucks von 2000 bis
3500 kp/crr2 unlösbar metallisch verbunden ist.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT2343472 | 1972-04-22 | ||
| IT2343472A IT954902B (it) | 1972-04-22 | 1972-04-22 | Recipiente d acciaio inossidabile per uso domestico con sotto fondo di metallo ad alta conducibilita termica saldato con procedimento di placcatura ad alta pressione |
| IT2792372A IT965732B (it) | 1972-08-04 | 1972-08-04 | Procedimento e relativo utensile per collegare in salda unione dei materiali metallici termicamente conduttori su supporti in acciaio inossidabile e simili |
| IT2792372 | 1972-08-04 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2258795A1 DE2258795A1 (de) | 1973-10-31 |
| DE2258795B2 true DE2258795B2 (de) | 1976-05-20 |
| DE2258795C3 DE2258795C3 (de) | 1977-01-13 |
Family
ID=
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0525453A1 (de) * | 1991-07-30 | 1993-02-03 | Fissler Gmbh | Arbeitsverfahren zur Herstellung eines Gar- oder Kochgerätes |
| EP0525454A1 (de) * | 1991-07-30 | 1993-02-03 | AMC International Alfa Metalcraft Corporation AG | Arbeitsverfahren zur Herstellung eines Gar- oder Kochgerätes |
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| TR27293A (tr) * | 1991-07-30 | 1994-12-28 | Fissler Gmbh | Bir yemek pisirme aletinin imal edilmesi icin bir usul. |
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| JPS5612230B2 (de) | 1981-03-19 |
| FR2181765A1 (de) | 1973-12-07 |
| SE389987B (sv) | 1976-11-29 |
| CH556710A (it) | 1974-12-13 |
| CA983294A (en) | 1976-02-10 |
| ATA349273A (de) | 1975-04-15 |
| HK48178A (en) | 1978-09-01 |
| FR2181765B1 (de) | 1977-04-29 |
| NL7301502A (de) | 1973-10-24 |
| GB1375143A (de) | 1974-11-27 |
| BE794691A (fr) | 1973-05-16 |
| DE2258795A1 (de) | 1973-10-31 |
| JPS4966557A (de) | 1974-06-27 |
| AT327642B (de) | 1976-02-10 |
| ES413793A1 (es) | 1976-05-16 |
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