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Verfahren zum Weichglühen von aluminiumplattiertem Eisen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von mit Aluminium plattiertem Eisen. Dieser
Werkstoff wird insbesondere zur Herstellung von hochbelastbaren Elektrodeiz, vorzugsweise
Anoden, von Entladungsröhren verwendet, weil es möglich ist, durch Glühen des aus
.diesem Werkstoff hergestellten fertigen Elektrodenkörpers bei einer Temperatur
zwischen 500 und rooo'C im Vakuum oder in einer beliebigen, den Überzug nicht
schädlich beeinflussenden Atmosphäre die Gesamtstrahlung der mit Aluminium überzogenen
Oberfläche auf wenigstens 6o '/o der Strahlung des schwarzen Körpers zu steigern.
Es hat sich nun gezeigt, daß sich aus dem vom Walzwerk bezogenen aluminiumplattierten
Eisen gewisse Elektrodenformen nicht einwandfrei herstellen lassen, weil der Werkstoff
eine unzureichende Formbarkeit aufweist. Insbesondere läßt er sich nicht ausreichend
falzen und in jede gewünschte Form biegen; er federt zurück und erweist sich selbst
dann noch als hart und zu Rißbildungen neigend, wenn er bis an die mit Rücksicht
auf vorzeitige Alitierung zulässige Temperaturgrenze von etwa 6oo°:C weichgeglüht
worden ist. Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser hinisichtlich der Formbarkeit
des
mit Aluminium plattierten Eisens auftretenden Mängel.
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Es ist bekannt, Gegen-stände aus Eisen und Stahl in der Weise zu veraluminieren,
daß sie ununterbrochen durch ein aus Metallchloriden bestehendes V orbehandlungsbad
und dann durch ein Aluminiumschmelzbad, «-elche beide mit einem luftdicht abgeschlossenen
und von reduzierenden Gasen erfüllten Ofen nebeneinander angeordnet sind, durchgeführt
und, bevor sie an die Luft kommen, abgekühlt «-erden. Dieses Verfahren bezweckt
die Erzielung eines gleichmäßig dichten und dabei doch dünnen Aluminiumüberzuges,
der sich elektrolytisch oxydieren läßt. Ferner ist es bekannt, beim Plattieren von
3-fetallen und Legierungen so vorzugehen, daß verschiedene Metalle und bzw. oder
Legierungen in einer Schutzgasatmosphäre erhitzt, plattiert und gegebenenfalls auch
abgekühlt werden. Dadurch wird eine das Zustandekommen einer einwandfreien Schweißverbindung
verhindernde schädliche Oxydation vermieden.
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Die vorliegende Erfindung befaßt sich jedoch nicht mit der Plattierung
von Eisen, sondern mit dem Weichglühen des schon plattierten Walzgutes, und für
diesen Schritt sind die erwähnten Gesichtspunkte nicht maßgebend. Es ist bekannt,
plattierte Stähle blank zu glühen. Diese Behandlung scheidet aber bei mit Aluminium
plattiertem Eisen aus, da sich Aluminium nicht blank glühen läßt. Schließlich ist
es bekannt, aluminiumplattierte Bleche in einem teilweise mit Gußeisenspänen ausgefüllten
Behälter zu glühen. Dem Gußeisen fällt dabei die Aufgabe zu, den in der Ofenatmosphäre
vorhandenen Sauerstoff zu binden. Diese Maßnahme mag geeignet sein, eine durchgehende
Oxydation von Aluminium und Eisen zu verhindern. Die auf diesem Wege erzielbare
Verringerung des Sauerstoffgehaltes im Behälter reicht aber nicht aus, um die eingangs
geschilderten nachteiligen Eigenschaften des Glühdrahtes zu unterdrücken.
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Erfindungsgemäß wird das Weichglühen von auf einer Seite oder auf
beiden Seiten mit Aluminium plattiertem und gewalztem, aber noch nicht weichgeglühtem
Eisen derart vorgenommen, daß kein Aluminiumoxv d entsteht. Vorzugsweise wird das
Weichglühen in einer Glühofenatmosphäre durchgeführt, die weder freien Sauerstoff
noch sauerstoffabgebende Verbindungen enthält. Das Weichglühen erfolgt zweckmäßig
bei einer Temperatur von 580-- C. Man erhält auf diesem neuen Wege einen erheblich
weicheren Werkstoff als nach dem bisher angewandten Verfahren, der sich ebensogut
verformen läßt wie das unplattierte Kerneisen. Dieser Vorteil tritt naturgemäß nicht
nur bei der V er-«-endung dieses Werkstoffes zur Herstellung von Elektroden in Erscheinung,
sondern gilt auch für alle übrigen Anwendungsmöglichkeiten des aluminiumplattierten
Eisens, bei denen eine Verformung des Werkstoffes durch Biegen oder Falzen erforderlich
ist.
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Es ist bekannt, daß Aluminium, das der freien Atmosphäre ausgesetzt
ist, sich spontan mit einer sehr dünnen und in bezug auf die Bearbeitungsfähigkeit
unschädlichen Alutniniumoxydschicht überzieht. Wenn man Aluminium r oder mit Aluminium
plattiertes Eisen aber im Ofen in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre glüht, bedeckt
sich die freie Aluminiumoberfläche mit einer wesentlich dickeren Oxydschicht, und
derartig glühoxydierte Bleche weisen die oben bemängelte unzureichende Biegefähigkeit
auf. Wenn dieser Werkstoff oben als zu hart bezeichnet wurde, so bezieht sich dieser
Ausdruck nicht auf Brinellhärte oder die skleroskopische Härte, sondern auf die
Biegungshärte. also den Widerstand, den der Werkstoff einer Biegungsbeanspruchung
entgegensetzt. 'Man könnte nun versuchen, diese ungünstigen Biegungseigenschaften
des glühoxydierten Werkstoffes durch eine weitere, länger dauernde Nachglühbehandlung
zu beseitigen. Es zeigt sich aber, daß man auf diese Weise nicht zum Ziel kommt,
sondern daß die Biegungshärte unverändert groß bleibt. Auch die Entfernung der Oxydschicht
durch chemische Behandlung oder mechanische Bearbeitung des Werkstoffes und ein
nochmaliges Glühen nach der Entfernung des Oxydes machen den Z'erkstoff nicht hinreichend
biegungsfähig. Man muß hieraus den Schluß ziehen, daß die Glühoxydation die verminderte
Biegefähigkeit des Werkstoffes verursacht und daß demnach besondere Maßnahmen notwendig
sind, um die Glühoxydbildung zu verhindern.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß mit der Glühoxydbildung
eine Gefügeumwandlung im Aluminium vor sich geht, indem sich wahrscheinlich Aluminiumoxydteilchen
zwischen die Korngrenzen des Aluminiums einlagern und die Biegungsfähigkeit des
Aluminiums herabsetzen. Dadurch wird ungeachtet der nach wie vor vorhandenen Biegungsfähigkeit
des Kerneisens die Verformbarkeit des aluminiumplattierten Eisens verschlechtert.
Dieser Vorgang wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das @#@Teichglühen des
bisher ungeglühten. mit aluminiumplattierten Eisens in einer völlig sauerstofffreien
Atmosphäre vorgenommen ,wird. Hierbei kann sich kein Glühoxvd bilden und keine Ablagerung
von Aluminiutnoxy-d in den Kornzwischenräumen des Aluminiums auftreten. Es muß aber
darauf geachtet werden, daß sich im Glühofen nicht nur kein
Sauerstoff
befindet, sondern auch keine Stoffe vorhanden sind, die sich unter dem Einfluß der
Glühtemperatur zersetzen und dabei Oxyde freigeben. Es dürfen im Ofen also weder
Wasserdämpfe noch zerfallende Oxyde anwesend sein. Es hat , sich ferner gezeigt,
daß unter Umständen auch Aluminiumnitrit einen gleichen schädlichen Einfluß auf
die Bearbeitbarkeit des Werkstoffes hat. Daher empfiehlt es sich, die Glühatmosphäre
auch von Stickstoff frei zu halten.
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Wenn das Werkstück, also z. B. eine Anode, aus dem nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren behandelten Werkstoff hergestellt ist, kann es der die Schwärzung der
freien Aluminiumoberflächen dienenden Glühung unterzogen werden. Dieses Glühen kann
entweder ebenfalls im Vakuum oder auch -in einer anderen Atmosphäre erfolgen, da
das Werkstück bereits seine endgültige Form besitzt und nachträgliche Gefügeänderungen
daher belanglos sind. Es hat sich herausgestellt, daß- -sich mit einem gemäß der
Erfindung vorbehandelten Werkstoff auch eine Verbesserung der Schwärzung, d. h.
eine größere Gesamtstrahlung, erzielen läßt.