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DE2264102C2 - - Google Patents

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DE2264102C2
DE2264102C2 DE19722264102 DE2264102A DE2264102C2 DE 2264102 C2 DE2264102 C2 DE 2264102C2 DE 19722264102 DE19722264102 DE 19722264102 DE 2264102 A DE2264102 A DE 2264102A DE 2264102 C2 DE2264102 C2 DE 2264102C2
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DE
Germany
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press block
metal
metal components
extruded
components
Prior art date
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Application number
DE19722264102
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DE2264102A1 (de
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Mario Dr.-Ing. Saluggia/Vercelli It Boccalari
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Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie lEnergia e lo Sviluppo Economico Sostenibile ENEA
Original Assignee
Comitato Nazionale per la Ricerca e per lo Sviluppo dell Energia
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Publication date
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    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines länglichen Verbundkörpers aus zwei verschiedenen Metallen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der GB-PS 11 62 842 ist es bekannt, Kopfstücke für Uranbrennstäbe aus Verbundmaterial durch Strangpressen herzustellen. Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist bereits aus der DE-OS 19 00 322 bekannt. Bei diesem vorbekannten Verfahren werden die metallischen, vorher durch Erwärmung in den plastischen Zustand überführten Komponenten, die sich als Teil eines Preßblocks in einer entgasten, vakuumdichten, ring- bzw. rohrförmigen Metallhülle aus streck- bzw. dehnbarem Metall befinden, entfettet und entgast oder chemisch gereinigt, wobei die Metallkomponenten in der Metallhülle zu einer zylindersymmetrischen Anordnung zusammengefügt werden, welche mindestens zwei koaxiale Schichten unterschiedlicher Metalle aufweist, deren einander zugewandte Verbindungsflächen zur Erleichterung des mechanischen Ineinandergreifens und der Bindung mit scharfen, vorzugsweise longitudinalen Kanten versehen werden, welche entweder nur auf der härteren oder auf beiden Verbindungsflächen eingeformt werden. Der ummantelte Preßblock wird anschließend zur Herstellung des Verbundkörpers stranggepreßt.
Als nachteilig ist bei den nach diesem Verfahren hergestellten länglichen Verbundkörpern anzusehen, daß die Verbindungsfläche zwischen den Metallkomponenten bei bestimmten Anwendungsfällen einer schädlichen Einwirkung ausgesetzt ist. Zu den schädlichen Einwirkungen gehört eine Korrosion im Bereich der Verbindungsfläche. Insbesondere bei Verwendung eines derartigen Verbundkörpers als Kopfstück für einen zirkonummantelten Uranstab sollte daher keine Berührung des Brennstabinhaltes mit der Verbindungsstelle zwischen Stahl und Zirkon vorliegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines länglichen Verbundkörpers aus zwei verschiedenen Metallen zu schaffen, bei denen die verschiedenen Metallkomponenten mit guter Bindung in der Längsachse hintereinander liegen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.
In vorteilhafter Weise lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren längliche Verbundkörper, wie bimetallische oder polymetallische Stopfen, Abflußteile oder dergl. herstellen, bei denen die Grenzfläche zwischen zwei aneinandergrenzenden Metallen nur in der seitlichen Fläche des Stopfens oder dergleichen liegt, d. h., nur in der Oberfläche, die parallel zur Längsachse des Stopfens oder dergleichen verläuft. Hierdurch wird wirkungsvoll der Gefahr einer schädlichen Einwirkung auf die Verbindungsfläche begegnet, da diese nicht an der der Einwirkung bestimmter Medien ausgesetzten Stirnfläche liegt. Vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten länglichen Verbundkörpers als Kopfstück zur zirkonummantelte Uranstäbe, da die Grenzlinie zwischen den beiden Metallen nicht in Kontakt mit irgendeinem Reaktionsmittel innerhalb der Brennstoffstange gelangt und demgemäß nicht korrodiert und brüchig wird.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundkörper zeichnen sich durch eine qualitativ hochwertige metallurgische Bindung der Metalle sowie eine gute Reproduzierbarkeit aus. Das Verfahren läßt sich in günstiger Weise mit einem hohen Betriebssicherheitsstandard durchführen und ermöglicht die Herstellung von länglichen Verbundkörpern als qualitativ hochwertige Massenprodukte mit relativ niedrigen Herstellungskosten.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen schematisch durch einen Preßblock aus zwei verschiedenen Teilen, der mit einer Metallhülle ummantelt ist,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen zylindrischen Teil des Preßblocks von Fig. 1,
Fig. 3 eine Zwischenphase des Strangpressens eines Preßblocks gemäß Fig. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine runde Stange, die nach dem Verfahrensschritt gemäß Fig. 3 gewonnen worden ist,
Fig. 5 eine Veranschaulichung des Verfahrensschrittes zur Herstellung des Verbundkörpers aus der runden Stange, bei dem die verschiedenen Metallkomponenten in der Längsachse hintereinander liegen,
Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Preßblock vor dem Strangpressen durch eine rechteckige Matrize,
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine stranggepreßte Stange aus dem Preßblock gemäß Fig. 6,
Fig. 8 eine Variante des Aufbaus eines Preßblocks gemäß Fig. 6,
Fig. 9 einen Querschnitt entsprechend Fig. 7 durch eine stranggepreßte Stange aus dem Preßblock gemäß Fig. 8,
Fig. 10 einen Schnitt durch einen Preßblock mit einer modifizierten Metallhülle,
Fig. 11 einen Querschnitt durch eine aus dem Preßblock gemäß Fig. 10 stranggepreßte Stange,
Fig. 12 einen Querschnitt durch eine Modifikation des Preßblocks gemäß Fig. 10,
Fig. 13 einen Querschnitt durch eine aus dem Preßblock gemäß Fig. 12 durch eine kreisförmige Matrize stranggepreßte Stange,
Fig. 14 einen Fig. 12 ähnelnden Querschnitt durch einen Preßblock mit einem speziellen Sägezahnprofil auf der Oberfläche des härteten Metalls und
Fig. 15 einen Schnitt durch eine aus dem Preßblock gemäß Fig. 14 durch eine kreisförmige Matrize stranggepreßte Stange.
Gemäß Fig. 1 besteht der erste Verfahrensschritt zur Herstellung eines länglichen Verbundkörpers in der Herstellung eines ummantelten Preßblocks, der zwei halbzylindrische Komponente 1 und 2 aufweist. Die flachen Seitenflächen dieser Komponenten sind einander zugewandt und bilden die späteren Verbindungsflächen. Die beiden Komponenten sind bezüglich des Strangpressens wechselseitig verträglich und besitzen wechselweise metallurgische Affinität bzw. Verbindungsfähigkeit. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Metallkomponente 1 aus einem rostfreien Stahl hergestellt, während die Metallkomponente 2 aus Zirkon oder einer Legierung derselben besteht.
Die Metallkomponenten 1 und 2 werden dann in einer luftdichten zylindrischen Metallhülle 3 mit ihren späteren Verbindungsflächen aneinanderliegend angeordnet. Die Metallhülle 3 besteht aus einem geschmeidigen, dehnbaren schmiedbaren Metall, beispielsweise aus Eisen, wobei die Metallhülle 3 durch einen Rohrstutzen 4 evakuiert und anschließend abgedichtet worden ist.
Vor dem Anordnen der Metallkomponenten 1 und 2 in der Metallhülle 3 werden die beiden Komponenten 1 und 2 sowie die Metallhülle 3 zusammen mit dem Rohrstutzen 4 entfettet, und nach dem Zusammenfügen werden alle genannten Teile unter Hochvakuum heiß entgast. Der Zweck des Evakuierens und des vakuumdichten Abschließens des ummantelten Preßblocks besteht hauptsächlich darin, irgendwelche Verunreinigungen von den Verbindungsflächen zu entfernen und dadurch die metallurgische Bindung zu erleichtern.
In Fig. 2 ist bei einem Querschnitt des Preßblocks von Fig. 1 eine Verbindungsfläche mit längs verlaufenden, scharfprofiligen Einschnitten 5 versehen, um die metallurgische Bindung zusätzlich zu verbessern. Die scharfprofiligen Einschnitte 5 sind auf der Verbindungsfläche der härteren Metallkomponente 1 (rostfreier Stahl) vorgesehen und schneiden während der ersten Phase des Strangpressens in die weichere Metallkomponente 2 (Zirkon oder eine Legierung desselben) und durchdringen diese, wodurch sofort frische Kontaktflächen zwischen den beiden Metallkomponenten entstehen. Diese Kontaktflächen sind frei von irgendwelchen Oxydationen, welche sonst einen Hauptgrund für fehlerhafte metallurgische Bindungen darstellen.
Der ummantelte, luftdicht abgeschlossene Preßblock wird dann während einer vorbestimmten Anzahl von Stunden erhitzt und in einem Temperaturbereich derart gehalten, daß er seinen plastischen Zustand erreicht. Anschließend wird der Preßblock durch eine kreisförmige Matrize, beispielsweise gemäß Fig. 3, stranggepreßt. Hierdurch erhält man eine runde Stange 6 der in Fig. 4 gezeigten Art. In Fig. 4 ist der Eindringeffekt der scharfprofiligen Einschnitte 5 (Grate, Kanten, Erhebungen oder dergleichen) gezeigt.
Für das Durchführen des Strangpressens wird eine übliche Metallstrangpresse verwendet, von der in Fig. 3 nur ein Dorn 7′, eine topfförmige Matrize 8, ein Matrizenhalter 9 und ein Druckkolben 7 gezeigt sind. Der Pfeil in Fig. 3 deutet die Laufrichtung des Druckkolbens an. Während der ersten Phase des Strangpressens werden die Lücken zwischen der profilierten Verbindungsfläche der Metallkomponente 1 und der dieser gegenüberliegenden Verbindungsfläche der Metallkomponente 2 aufgrund der durch den Druckkolben 7 ausgeübten Strangpreßkraft aufgefüllt.
Fig. 5 veranschaulicht einen anschließenden Verfahrensschritt zur Herstellung eines länglichen Verbundkörpers aus zwei verschiedenen Metallen. Die aus dem ummantelten Preßblock stranggepreßte runde Stange 6 wird längs in senkrecht zur Stange verlaufenden Ebenen so geschnitten, daß man Abschnitte 10 erhält, aus denen man dann einen gewünschten bimetallischen Verbundkörper durch weitere Bearbeitungsvorgänge herstellen kann. Dieser Verbundkörper 11 besitzt die Form eines zylindrischen Stopfens mit einer Längsachse b, welche senkrecht zur Längsachse a der stranggepreßten runden Stange verläuft. Der Verbundkörper 11 ist aus zwei im wesentlichen gleichen Teilen der Metallkomponente 1 aus rostfreiem Stahl und der Metallkomponente 2 aus Zirkon oder einer Zirkonlegierung hergestellt. Die Übergangsfläche erscheint in Fig. 5 als eine sägezahnförmige Linie 19 auf der seitlichen Oberfläche des Verbundkörpers 11. Die Achse b kann selbstverständlich für bestimmte Zwecke auch eine andere Orientierung als senkrecht zur Achse a besitzen.
Zur besseren Ausnutzung der im Preßblock enthaltenen Metallkomponenten 1 und 2 kann der Preßblock, wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, durch eine nicht kreisförmige, insbesondere rechteckförmige Matrize stranggepreßt werden. In diesem Fall läßt sich aus einer stranggepreßten Stange 12 (Fig. 7) ein Verbundkörper mit einem geringeren Materialabfall herstellen als aus der zuvor erwähnten runden Stange 6.
Bei der Verwendung einer nicht kreisförmigen Matrize können jedoch folgende Probleme auftreten:
  • a) Aufgrund einer fehlerhaften Bearbeitung und Endbearbeitung der Matrize kann ein Verdrillungseffekt auftreten, welcher zu einer spiral- bzw. schraubenförmigen Deformation der Stange um deren Längsachse führt;
  • b) Deformationserscheinungen an der stranggepreßten Stange, da während einer längeren Zeit Wärme innerhalb der Innenschichten gespeichert wird, während letztere über eine längere Zeit in ihrem plastischen Zustand gehalten werden, wodurch die inneren Schichten das Bestreben haben, sich in bezug auf die äußeren Schichten weiter vorzuschieben:
  • c) höhere Kosten einer nicht kreisförmigen Matrize gegenüber einer kreisförmigen Matrize;
  • d) aufgrund ungleicher Plastizität der beiden Metallkomponenten in dem Preßblock hat beim Strangpressen eine der beiden Metallkomponenten das Bestreben, langsamer zu fließen als die andere, was zu einem Abweichen der Längsachse der stranggepreßten Stange auf der vorgesehenen Richtung führt und in größerem Maße bei einer nicht kreisförmigen Matrize auftritt.
Der Nachteil d) kann im wesentlichen dadurch ausgeschaltet werden, daß in der Metallhülle des Preßblocks eine gekreuzte Anordnung von Metallkomponenten 1 und 2 vorgenommen wird, um die unterschiedlichen Plastizitäten der beiden Metallkomponenten zu kompensieren.
Fig. 8 zeigt einen ummantelten Preßblock, der aus vier Komponenten aufgebaut ist, welche alle im wesentlichen einen Viertelkreisquerschnitt und die gleiche Länge besitzen. Die vier Komponenten sind paarweise in einer zylindrischen Metallhülle 20 angeordnet, die durch eine diametrale Trennwand 21 in zwei halbzylindrische Abschnitte unterteilt ist. Die Trennwand 21 muß nicht einstückig mit der Metallhülle 20 gebildet sein.
In diesen Abschnitt der Metallhülle 20 sind zwei unterschiedliche Metallkomponenten eingefügt. Gemäß Fig. 8 weisen die härteren Metallkomponenten 1 auf ihrer Verbindungsfläche zu der paarweise zugeordneten weicheren Metallkomponenten 2 längs verlaufende Grate, Kanten, Erhebungen oder dergleichen auf.
Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch eine stranggepreßte Stange 13, die aus einem ummantelten Preßblock gemäß Fig. 8 hergestellt worden ist und an der dieselben Bearbeitungsvorgänge wie im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben ausgeführt werden können.
Die stranggepreßte Metallhülle kann entweder durch metallische Verarbeitung,beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung, oder selektiv chemisch entfernt werden.
Mit der Anordnung nach den Fig. 8 und 9 werden die letzten obengenannten Nachteile insofern ausgeschaltet, als die Metallkomponenten jedes Paares bezüglich der Komponenten anderen Paares vertauscht bzw. abwechselnd angeordnet sind. Hierdurch wird die Tendenz der einen Hälfte des Preßblocks zum Abbiegen der stranggepreßten Stange in einer Richtung durch die Tendenz der anderen Hälfte des Preßblocks zum Abbiegen der stranggepreßten Stange in die andere Richtung kompensiert.
Zur Beseitigung der obengenannten Nachteile a-c kann ein Aufbau des Preßblocks gemäß den Fig. 10 und 11 vorgesehen sein. Dabei umfaßt der Preßblock zwei Metallkomponenten 1 und 2, welche im wesentlichen den gleichen rechteckigen Querschnitt und die gleiche Länge besitzen, und eine zylindrische Metallhülle 14 mit einem prismatischen Hohlraum für die Aufnahme der beiden zuvor erwähnten Metallkomponenten 1 und 2. Bei dieser Lösung läßt sich eine kreisförmige Strangpreßmatrize verwenden, so daß entweder auf mechanischen Unregelmäßigkeiten der Matrize und/oder auf einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung beruhende Verdrillungseffekte wirkungsvoll ausgeschaltet werden.
Die stranggepreßte Stange 15 gemäß Fig. 11 kann dann in der oben beschriebenen Weise zu der Herstellung eines länglichen Verbundkörpers aus zwei verschiedenen Metallen weiter bearbeitet werden.
Fig. 12 zeigt einen Querschnitt durch eine Modifikation des Preßblocks gemäß Fig. 10, aus dem durch Strangpressen die in Fig. 13 dargestellte runde Stange 16 hergestellt worden ist. Der Preßblock gemäß Fig. 12 umfaßt vier rechteckige, gleich lange Metallkomponenten 1 und 2, wobei jeweils paarweise eine härtere Metallkomponente 1 und eine weichere Metallkomponente 2 unmittelbar eine gemeinsame Verbindungsfläche aufweisen. Die Metallkomponenten sind in einer zylindrischen Metallhülle 22 angeordnet, welche durch eine diametrale Trennwand 23 in zwei gleich große offene Abschnitte unterteilt ist. Die Metallkomponenten 1 aus dem härteren Metall sind wiederum mit längs verlaufenden Graten, Kanten, Erhebungen oder dergleichen auf der unmittelbaren Verbindungsfläche zu der weicheren Metallkomponente 2 versehen. Die weitere Bearbeitung zur Herstellung des gewünschten länglichen Verbundkörpers erfolgt wie oben beschrieben.
Eine weitere Erhöhung der Bindungsfestigkeit wird durch die in Fig. 14 dargestellte Ausführungsform eine Preßblocks erreicht, aus dem eine stranggepreßte Stange 18 gemäß Fig. 15 hergestellt worden ist. Abweichend von den bisherigen Ausführungsbeispielen sind die scharfprofiligen Einschnitte in Form von längs verlaufenden Graten, Kanten oder Erhebungen oder dergleichen 17 nicht symmetrisch bezüglich der Ebene, auf der die Scheitellinie jeder Erhebung steht, sondern sägezahnförmig ausgebildet. Beim Strangpressen werden diese Erhebungen fortlaufend so deformiert, daß sie die Querschnittsform eines Hakens annehmen und dadurch die metallurgische Bindung durch hakenförmiges Eingreifen in die weicheren Metallkomponenten 2 erhöhen.
Diese Erhöhung der Bindungsfestigkeit wird weiterhin bei symmetrischer Anordnung der Sägezähne jedes Komponentenpaares bezüglich einer in den Fig. 14 und 15 dargestellten, längs verlaufenden Symmetrielinie c verbessert.
Beispiel I
Zur Herstellung eines länglichen Verbundkörpers aus zwei verschiedenen Metallkomponenten wird von einem zylindrischen Preßblock gemäß den Fig. 1 und 2 ausgegangen, der eine Länge von 270 mm, einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Außendurchmesser von 81 mm sowie eine Metallhülse von 4 mm Dicke besitzt. Die beiden halbzylindrischen Metallkomponenten wurden in der Metallhülle angeordnet, wobei ihre flachen Oberflächen einander gegenüberliegend zugewandt waren. Eine Metallkomponente bestand aus rostfreiem StahL AISI 304 L und war auf ihrer flachen Fläche mit längs verlaufenden Graten versehen, deren Form durch die Grate des Bezugszeichens 5 in Fig. 2 veranschaulicht ist. Die Höhe der Grate betrug 2,5 mm. Die andere Metallkomponente bestand aus Zircaloy 2. Die beiden Metallkomponenten des Preßblocks waren mit einer Weicheisenhülle ummantelt, die vakuumdicht abgeschlossen und auf einen Druck von weniger als 0,147 Pa evakuiert waren.
Vor dem Einbringen der Metallkomponenten in die Metallhülle wurde der Halbzylinder aus rostfreiem Stahl und die Metallhülle entfettet und entgast, während der Halbzylinder aus Zircaloy nur entfettet, jedoch nicht entgast wurde, um die bekannten Erscheinungen der oberflächlichen Organisation bei hohen Temperaturen zu vermeiden.
Nach Erhitzung des Preßblocks in einem Ofen über 2 Stunden bei 900° wurde mit der Vorrichtung nach Fig. 3 ein Strangpressen vorgenommen, wobei der Druckkolben 7 eine Geschwindigkeit von 0,4 mm/Minute hatte.
Das Verhältnis zwischen den jeweiligen Querflächen des Preßkolbens vor und nach dem Strangpressen betrug 2,8 : 1. Die stranggepreßte Rundstange hatte einen äußeren Durchmesser von 49 mm und eine Länge von 420 mm. Die Zeit zwischen dem Herausnehmen des Preßblocks bis zum Bewegungsbeginn des Druckkolbens betrug 9 sec. Der während des Strangpressens konstante Arbeitsdruck der Presse betrug 80 kg/cm².
Die Enden der stranggepreßten Stange wurden unter rechten Winkeln bezüglich der Stangenachse abgeschnitten, wobei von den Endabschnitten und von dem Mittelabschnitt der Stange 3 Scheiben mit einer Dicke von 12 mm entnommen worden sind. Nach dem Polieren zeigten sie deutlich den Verbindungsbereich zwischen den beiden Metallkomponenten, der zu einer wechselseitigen Verbindung durch eine metallurgische Bindung geführt hatte.
Die Ergebnisse von Verdünnungstests und Biegungstests, die an den nach Fig. 5 hergestellten Verbundkörpern mit sterilisierten Methoden durchgeführt wurden, zeigten zufriedenstellende Ergebnisse.
Beispiel II
Es wurde ein zylindrischer Preßblock gemäß Fig. 14 mit einem kreisförmigen Querschnitt von 81 mm Außendurchmesser und einer Länge von 270 mm hergestellt. Der Preßblock wies vier Metallkomponenten in der in Fig. 14 dargestellten Konfiguration auf, wobei der Querschnitt jeder Metallkomponente 27,5×24,5 mm betrug. Die Dicke der Trennwand war 3 mm, und die Höhe der Grate betrug 2,5 mm, wobei ein Sägezahnprofil auf der aus rostfreiem Stahl bestehenden Metallkomponente vorgesehen war. Die weitere Behandlung und Bearbeitung erfolgt wie beim Beispiel I.
Wie in Fig. 13 gezeigt, wurden auf diese Weise mehrere zylindrische metallische Verbundkörper hergestellt, von denen jeder eine Übergangsverbindung in der Mitte aufwies. Einige von ihnen wurden einer Passivierungsbehandlung in einem Autoklaven mit überhitztem Dampf bei 400°C und einem Druck von 105 bar über einen Zeitraum von 3 Tagen ausgesetzt. Zugprüfungen mit passivierten und nicht passivierten Verbundkörpern zeigten die hohe Qualität der durch dieses Verfahren erzielten metallurgischen Bindung.
In Tabelle I sind zusätzliche Beispiele von Verbundkörpern zusammengefaßt, wobei letztere aus einem Strangpreßvorgang nach dem vorbeschriebenen Verfahren erhalten und dem gleichen Test wie bei den Beispielen I und II unterworfen worden sind.
Bei allen wiedergegebenen Beispielen waren die stranggepreßten Stangen in Luft gekühlt worden, wobei die Strangpreßgeschwindigkeit die gleiche wie beim Beispiel I war, und die Zugtests wurden bei Umgebungstemperatur durchgeführt.
Es wurden mehrere Testreihen durchgeführt, um die Reproduzierbarkeit des Verfahrens nachzuweisen bzw. nachzuprüfen, und die dadurch erhaltenen Ergebnisse bestätigen, daß das dargestellte Verfahren zur Hersellung bimetallischer Verbundkörper wie Stopfen, Klötze oder dergleichen außerordentlich sicher und zuverlässig ist.
Wenn polymetallische Verbundkörper, wie Stopfen, Abschlußteile, Klötze, Stifte oder dergleichen hergestellt werden sollen, sind die Verfahrensschritte bis auf die Herstellung des ummantelten Preßblocks die gleichen. Ein Preßblock für die Herstellung polymetallischer Verbundkörper entspricht dem in den Fig. 12 und 14 gezeigten Preßblock, wobei jedoch in jedes der beiden Teile des Preßblocks anstelle eines Metallkomponentenpaares so viele Komponenten eingefügt sind, wie in dem endgültigen Verbundkörper vorhanden sein sollen. Dabei sind in jedem der beiden Abschnitte des Preßblocks die Komponenten in einer Reihenfolge angeordnet, die bezüglich der Reihenfolge in dem anderen Abschnitt umgekehrt ist. Selbstverständlich wird auch in diesem Fall das härtere Ende von zwei gegenüberliegenden Metallkomponenten mit in Längsrichtung verlaufenden Graten, Kanten, Erhebungen oder dergleichen versehen.
Tabelle 1
Zugbeanspruchungstest bei unterschiedlichen Arten von Verbindungen aus rostfreiem Stahl und Zircaloy 2

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen eines länglichen Verbundkörpers aus zwei verschiedenen Metallen, insbesondere eines aus Stahl und Zirkon bestehenden Kopfstückes für zirkonummantelte Uranstäbe, bei dem von einem mit einer luftdichten Metallhülle ummantelten Preßblock ausgegangen wird, in dem die beiden verschiedenen Metallkomponenten als längliche Körper mit ihren späteren Verbindungsflächen aneinanderliegend angeordnet werden und bei dem der Preßblock durch Strangpressen durch eine Matrize reduziert und anschließend der stranggepreßte Block durch spanabhebende Formgebung zu länglichen Verbundkörpern ausgeformt wird, in denen die verschiedenen Metallkomponenten in der Längsachse hintereinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßblock mindestens ein Paar segmentartiger Metallkomponenten enthält, deren spätere Verbindungsflächen Ebenen sind, und daß die Verbundkörper (11) so aus dem stranggepreßten Block ausgeformt werden, daß deren Längsachse (b) durch die Verbindungsebene der beiden Metallkomponenten (1, 2) verläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Metallkomponente in Form eines Viertelzylinders oder eines Prismas in der Metallhülse angeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßblock durch eine Matrize mit einem kreisförmigen oder rechteckigen Formgebungsquerschnitt ausgepreßt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Paaren von Metallkomponenten eine einstückig mit der Metallhülle (20, 22) verbundene Trennwand (21, 23) vorgesehen ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, bei dem der härtere der länglichen Körper an der späteren Verbindungsfläche ein zahnförmiges Profil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das zahnförmige Profil sägezahnförmig ist und die kürzere Zahnflanke im wesentlichen senkrecht zu der gegenüberliegenden Verbindungsfläche steht.
DE19722264102 1971-12-29 1972-12-29 Verfahren zur herstellung zusammengesetzter metallkoerper Granted DE2264102A1 (de)

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