CH628931A5 - Material for producing continuous-casting permanent moulds - Google Patents
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Description
628931
Claims (3)
1. Werkstoff zur Herstellung von Stranggiesskokillen, gekennzeichnet durch eine Kupferlegierung mit 0,3% bis 1,5% Chrom, 0,10% bis 0,50% Zirkon und bis zu 0,04% eines Desoxidationsmittels.
2. Werkstoff nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kupferlegierung mit 0,5% bis 0,8% Chrom, 0,15% bis 0,25% Zirkon und 0,005% bis 0,02% Bor als Desoxidationsmittel.
3. Werkstoff nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass er ausgehärtet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkstoff zur Herstellung von Stranggiesskokillen.
Diese Kokillen sollen insbesondere zum Stranggiessen von hochschmelzenden Metallen dienen.
Als Werkstoff zur Herstellung von Stranggiesskokillen zum Stranggiessen von hochschmelzenden Metallen wie Stahl wird seit langem Kupfer verwendet, welches aufgrund seiner hohen thermischen Leitfähigkeit sehr schnell die Wärme aus der Schmelze abzuleiten vermag. Die Wandstärke der Kokillen wurde so gross gewählt, dass sie in ausreichender Weise den zu erwartenden mechanischen Beanspruchungen genügt.
Zur Erhöung der Wannfestigkeit ist vorgeschlagen worden, Stranggiesskokillen aus einer Legierung mit mindestens 85 % Kupfer und wenigstens einem weiteren eine Ausscheidungshärtung bewirkenden Legierungselement herzustellen. Als Legierungselemente werden bis zu 3 % Chrom, Silizium, Silber und Beryllium vorgeschlagen. Auch die aus diesem Werkstoff hergestellten Stranggiesskokillen konnten noch nicht vollauf befriedigen, da insbesondere die Legierungskomponenten Silizium und Beryllium die thermische Leitfähigkeit stark herabsetzen (OE-PS 234 930).
Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit ist deshalb ein Werkstoff für Stranggiesskokillen bekannt geworden, der aus 0,05 bis 0,08% Chrom und 0,005 bis 0,04% Phosphor, Rest Kupfer besteht. Durch Kaltverformung ist eine Brinell-härte von 120 kp/mm2 bei einer thermischen Leitfähigkeit von mindestens 80% des reinen Kupfers erreichbar. Die Ent-festigungstemperatur liegt oberhalb 350°C (DT-AS 2 318 662).
Alle diese Legierungen haben als Werkstoffe zur Herstellung von Stranggiesskokillen noch nicht vollauf befriedigen können.
Der erfindungsgemässe Werkstoff zur Herstellung von Stranggiesskokillen ist gekennzeichnet durch eine Kupferlegierung mit 0,3 bis 1,5% Chrom, 0,10 bis 0,50% Zirkon und bis zu 0,04% eines Desoxidationsmittels.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungs-gemässen Werkstoffs beschrieben.
Der Werkstoff besteht aus einer Kupferlegierung mit 0,3 bis 1,5% Chrom, 0,10 bis 0,50% Zirkon und bis zu 0,04% eines Desoxidationsmittels.
Als Desoxidationsmittel kann Bor, Phosphor, Lithium, Kalzium, Magnesium oder Silizium verwendet sein.
Vorzugsweise enthält die Kupferlegierung 0,5 bis 0,8% Chrom, 0,15 bis 0,25% Zirkon und 0,005 bis 0,02% Bor. Das als Desoxidationsmittel dienende Bor kann zum Beispiel als Kalziumborid der Schmelze zugegeben werden.
Eine Kupferlegierung mit 0,7 % Chrom und 0,18% Zirkon, 0,015 % Bor, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen wurde zunächst zu einem Walzbarren vergossen, und bei 950°C in mehreren Stichen mit einem Gesamtumformgrad von 65 % warmgewalzt. Anschliessend wurde die gewalzte Platte bei 1030°C lösungsgeglüht und in Wasser abgeschreckt. Darauf wurde die Platte bei 475°C 4% Stunden warmausgehärtet. Sodann wurde die Platte spanend zur gewünschten Kokillenplatte verarbeitet, die folgende Werte aufwies:
Thermische Leitfähigkeit 87%
Erweichungstemperatur 525°C (10% Abfall der Festigkeit bei R.T.
nach 1 h Glühdauer)
Härte HB 2,5/62,5 145
Zugfestigkeit 442N/mm2
Brachdehnung 26%
Warmfestigkeit bei 200°C 380N/mm2
Brucheinschnürung bei 200°C 58%
Warmfestigkeit bei 350°C 318N/mm2
Brucheinschnürung bei 350°C 61%
Die so hergestellte Stranggiesskokille war auch nach einer Giessreise von 450 Chargen noch masshaltig und zeigte nur geringe Verschleisserscheinungen. Die guten Ergebnisse sind insbesondere auf die hohe Warmfestigkeit und die hohe Brucheinschnürung der Kupferlegierung zurückzuführen.
Der Werkstoff zeichnet sich durch besonders günstige mechanische und physikalische Eigenschaften aus. Er hat eine Wärmeleitfähigkeit, die über 85 % der des reinen Kupfers liegt. Die Werte für die Warmfestigkeit, Kriechfestigkeit und Warmplastizität liegen ebenfalls in einen für Stranggiesskokillen äusserst günstigen Bereich. Die Brinellhärte als Massstab für die Abriebfestigkeit erreicht Werte von über 140. Eine weitere wesentliche Anforderung bei Stranggiesskokillen ist eine hohe Korrosionsbeständigkeit, die durch die beschriebene Kupfer-Chrom-Zirkoa-Legierung erreicht wird.
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