Claims (3)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
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.1. Material for the production of continuous casting molds, characterized by a copper alloy with 0.3% to 1.5% chromium, 0.10% to 0.50% zirconium and up to 0.04% of a deoxidizing agent.
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.2. Material according to claim 1, characterized by a copper alloy with 0.5% to 0.8% chromium, 0.15% to 0.25% zirconium and 0.005% to 0.02% boron as a deoxidizing agent.
3. Werkstoff nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass er ausgehärtet ist.3. Material according to claims 1 and 2, characterized in that it is cured.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkstoff zur Herstellung von Stranggiesskokillen.The present invention relates to a material for the production of continuous casting moulds.
Diese Kokillen sollen insbesondere zum Stranggiessen von hochschmelzenden Metallen dienen.These molds should be used in particular for the continuous casting of refractory metals.
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.Copper has long been used as a material for the production of continuous casting molds for the continuous casting of high-melting metals such as steel, which is able to dissipate heat from the melt very quickly due to its high thermal conductivity. The wall thickness of the molds was selected to be sufficiently large to withstand the expected mechanical stresses.
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).In order to increase the high-temperature strength, it has been proposed to produce continuous casting molds from an alloy with at least 85% copper and at least one other alloying element causing precipitation hardening. Up to 3% chromium, silicon, silver and beryllium are suggested as alloying elements. The continuous casting molds made from this material have not been entirely satisfactory either, since the alloy components silicon and beryllium in particular greatly reduce the thermal conductivity (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).To improve the thermal conductivity, a material for continuous casting molds has therefore become known which consists of 0.05 to 0.08% chromium and 0.005 to 0.04% phosphorus, the remainder being copper. A Brinell hardness of 120 kp/mm2 with a thermal conductivity of at least 80% of pure copper can be achieved by cold forming. The softening temperature is above 350°C (DT-AS 2 318 662).
Alle diese Legierungen haben als Werkstoffe zur Herstellung von Stranggiesskokillen noch nicht vollauf befriedigen können.All of these alloys have not yet been fully satisfactory as materials for the production of continuous casting molds.
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.The material according to the invention for the production of continuous casting molds is characterized by a copper alloy with 0.3 to 1.5% chromium, 0.10 to 0.50% zirconium and up to 0.04% of a deoxidizing agent.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungs-gemässen Werkstoffs beschrieben.Exemplary embodiments of the material according to the invention are described below.
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.The material consists of a copper alloy with 0.3 to 1.5% chromium, 0.10 to 0.50% zircon and up to 0.04% of a deoxidizing agent.
Als Desoxidationsmittel kann Bor, Phosphor, Lithium, Kalzium, Magnesium oder Silizium verwendet sein.Boron, phosphorus, lithium, calcium, magnesium or silicon can be used as the deoxidizing agent.
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.The copper alloy preferably contains 0.5 to 0.8% chromium, 0.15 to 0.25% zirconium and 0.005 to 0.02% boron. The boron serving as a deoxidizing agent can be added to the melt, for example as calcium boride.
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:A copper alloy with 0.7% chromium and 0.18% zirconium, 0.015% boron, the remainder copper and the usual impurities was first cast into a rolling ingot and then hot-rolled at 950°C in several passes with a total degree of deformation of 65%. The rolled plate was then solution annealed at 1030°C and quenched in water. The panel was then aged at 475°C for 4½ hours. The plate was then machined into the desired mold plate, which had the following values:
Thermische Leitfähigkeit 87%Thermal conductivity 87%
Erweichungstemperatur 525°C (10% Abfall der Festigkeit bei R.T.Softening point 525°C (10% drop in strength at R.T.
nach 1 h Glühdauer)after 1 hour glow time)
Härte HB 2,5/62,5 145Hardness HB 2.5/62.5 145
Zugfestigkeit 442N/mm2Tensile strength 442N/mm2
Brachdehnung 26%elongation at break 26%
Warmfestigkeit bei 200°C 380N/mm2Heat resistance at 200°C 380N/mm2
Brucheinschnürung bei 200°C 58%Reduction of area at 200°C 58%
Warmfestigkeit bei 350°C 318N/mm2Heat resistance at 350°C 318N/mm2
Brucheinschnürung bei 350°C 61%Reduction of area at 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.The continuous casting mold produced in this way was still dimensionally accurate even after a casting cycle of 450 batches and showed only minor signs of wear. The good results are due in particular to the high temperature strength and the high reduction in area of fracture of the copper alloy.
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.The material is characterized by particularly favorable mechanical and physical properties. It has a thermal conductivity that is over 85% that of pure copper. The values for the high-temperature strength, creep resistance and high-temperature plasticity are also in an extremely favorable range for continuous casting moulds. The Brinell hardness as a benchmark for abrasion resistance reaches values of over 140. Another essential requirement for continuous casting molds is high corrosion resistance, which is achieved by the copper-chromium-zirconia alloy described.
22
55
1010
1515
2020
2525
3030
3535
4040
4545
5050
VV