CN1217026C - 用于制造层状金属产品板坯的方法以及层状金属产品板坯 - Google Patents

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Abstract

一种用于通过铸造来生产层状金属板坯的方法，所述板坯包括有中心层(2)和位于其两侧的表面层(3)。将以带材形式的中心层(2)引导穿过铸型(4)，将熔融金属(5)注入到所述铸型中，使所述铸型(4)冷却，由此在该熔融金属固化时形成层状结构(1)。

Description

用于制造层状金属产品板坯的 方法以及层状金属产品板坯
技术领域
本发明涉及如权利要求1的前序部分中所述的用于制造层状金属板坯的方法。本发明还涉及如权利要求10所述的层状金属产品板坯。
背景技术
本发明的方法尤其适用于制造硬币板坯。在一些类型的硬币中，采用了多层金属，其中中心层是由与表面层不同的材料形成的。该层状材料通常通过将三种带材分层安放在彼此的顶部上并且通过采用很大的轧制力将这些带材轧制成一种层状结构而制造出。在轧制之后，通常还必须进行扩散退火以便确保这些层保持结合在一起。在扩散退火之后，再将这些板坯轧制一道以达到它们的最终尺寸。现有技术中所公知的缺点在于需要专门的设备。另外，所采用的制造技术对杂质的要求较高，因为夹杂在这些层中的杂质在使这些层相互连接时会产生问题。
本发明的目的在于实现一种用于制造层状金属产品的方法，通过该方法可以克服在现有技术中存在的缺点。
发明概述
本发明提供了一种用于通过铸造来生产层状金属板坯的方法，所述板坯包括有中心层和位于其两侧的表面层，所述中心层以带材的形式被引导穿过铸型，其特征在于，通过流槽元件将熔融金属注入到所述铸型中，使所述铸型冷却，由此在该熔融金属固化时形成层状结构，该板坯的整体厚度为100-200mm并且通过轧制对所述层状金属板坯进行加工，所述流槽元件包括一个用于将中心层带材引入铸型的开口。
在根据本发明的技术方案中存在许多显著的优点。可以通过本发明的方法在表面层和中心层之间实现非常高质量的连接。通过采用镍带作为中心层的材料并且采用铜镍合金作为表面层，从而可以实现具有良好粘接性能的非常有益的层状结构。通过采用该方法实现的多层铸造因此非常适用于进一步加工。在进一步成形和其它必要的工序之后，通过采用该方法实现的结构非常适用于用作例如硬币板坯。
附图的简要说明
下面将参照附图通过优选实施例对本发明进行更详细地说明。
图1显示出根据本发明的铸造步骤的简化形式；
图2显示出在图1中沿着II-II线的放大的简化剖面；
图3显示出用在本发明的方法中的一部分流槽的顶视图；并且
图4显示出硬币的剖面图，其中采用了通过本发明方法生产出的硬币板坯。
优选实施方案的详细说明
本发明涉及一种通过铸造直接制造层状金属板坯1的方法，该板坯包括一中心层2和位于其两侧上的表面层3。在该方法中，将以带材形式的中心层2引导穿过铸型4，将熔融金属5注入到所述铸型中，使所述铸型4冷却，由此在熔融金属5固化时形成层状结构1。在该方法中，在表面层3和中心层2之间形成冶金粘接。通常，将熔融金属5注入到位于中心层2的两侧上的铸型4中。一般通过流槽元件6将熔融金属5注入到铸型中。从熔炉(未示出)中沿着箭头M的方向将熔融金属注入到流槽元件中。在本发明的方法中，采用专门的流槽元件6，该流槽包括用来将中心层2传送到铸型中的开口7。可以以连续带材的形式或者以规定切断长度将中心层带材引入到铸型中。从该流槽元件6至少通过一个送料元件8将熔融金属注入到铸型中。根据该图的应用形式，存在两个送料元件8，在中心层带材2的每一侧上各具有一个。这些送料元件8通常为管件，其靠近铸型的端部优选在铸型中的熔融金属表面下面延伸。
在该方法中，采用非氧化性氛围以便保护至少在位于铸型4和孔道部分6之间的区域中的熔融金属5。通常，流槽元件6包括用来防止熔融金属氧化的罩子。通常将保护气体例如氩气或氮气注入到位于熔融金属表面上方的铸型中，以防止该熔融金属氧化。另外，铸型4和流槽元件6之间的空间通常是密封的。
中心层2的熔点高于表面层的金属的熔点。根据本发明的一个优选应用形式，表面层3是铜镍合金，优选是一种含有大约75wt％的铜和大约25wt％的镍的合金。因此，中心层2所含有的主要是镍；最优选的是，中心层含有大约99wt％的镍。从熔炉输送给流槽元件6的熔融金属的温度通常为1200-1500℃，优选为1300-1400℃。该熔融金属在通常进行水冷的铸型中固化。
在另一个典型应用中，表面层是含有约75wt％铜、20wt％锌和5wt％镍的镍黄铜合金。中心层在该应用形式中也是镍。
在以典型应用形式中，中心层带材2的厚度约为7-15mm，通常为8-9mm，其中整个铸坯的厚度为100-200mm，优选为140-160mm。
通过成形尤其是通过轧制对根据该方法铸造出的板坯1进行进一步的加工。以这样的方式对铸件1进行进一步的加工，从而获得一种金属产品坯料尤其是硬币板坯。因此，该铸坯首先经过热轧，然后磨削其表面，再进行冷轧，之后切割成窄带，之后将该带材冲切成金属产品坯料尤其是硬币板坯。
通过根据本发明的方法制造出包括有中心层和表面层的层状金属产品坯料。根据本发明的多层金属板坯尤其适用于硬币板坯。通常将由本发明方法生产出的坯料用在硬币10中，其中该硬币的中心11与其径向外部环形区域12的颜色不同。一种这样的硬币例如为一欧元硬币。因此，本发明的方法尤其适用于生产用作硬币中心11的层状金属板坯。
因此，本发明的目的也在于一种层状金属产品板坯，尤其是硬币板坯，它包括中心层和表面层。通过将表面层3铸造到中心层2上来形成该层状结构。该铸造层状金属带尤其用作硬币板坯的中心部分11，例如用于一欧元硬币。所述带材包括由铜镍合金制成的两层表面层3，其中铜含量为75％而镍含量为25％。在这些表面之间是中心层2，它由至少99.2％的镍和不超过0.2％的铁构成。最终产品的中心层厚度通常低于该层状结构总厚度的10％，优选为6.3-7.7％。另一个实施例为2欧元硬币，可以利用本发明的方法来生产。
在铸造之后，该层状金属带材要经过进一步的加工。对该板坯进行热轧，之后磨削该带材的表面。然后对该带材进行冷轧。将该轧制带材切割成窄带。从这些窄带中冲切出硬币板坯并且进行精整，例如进行修边、热处理和抛光。
对于本领域普通技术人员来说，显然除了硬币板坯之外本发明可以用于生产其它金属产品板坯。

Claims (13)

1.一种用于通过铸造来生产层状金属板坯的方法，所述板坯包括有中心层(2)和位于其两侧的表面层(3)，所述中心层(2)以带材的形式被引导穿过铸型(4)，其特征在于，通过流槽元件(6)将熔融金属(5)注入到所述铸型(4)中，使所述铸型(4)冷却，由此在该熔融金属固化时形成层状结构，该板坯的整体厚度为100-200mm并且通过轧制对所述层状金属板坯进行加工，所述流槽元件(6)包括一个用于将中心层带材(2)引入铸型(4)的开口(7)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述熔融金属(5)注入到位于中心层两侧上的铸型(4)中。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在该方法中采用非氧化性氛围以便保护至少在铸型(4)和流槽元件(6)之间的区域中的熔融金属(5)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述表面层(3)是铜镍合金。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，上述铜镍合金为一种铜含量为75wt％并且镍含量为25wt％的合金。
6.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述表面层(3)是镍黄铜合金。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，上述镍黄铜合金中，铜含量为75wt％、锌含量为20wt％并且镍含量为5wt％。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述中心层(2)所含有的主要是镍。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该中心层含有99wt％的镍。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，铸坯(1)进一步被加工，获得一种金属产品板坯。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，上述金属产品板坯为硬币坯料。
12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，对所述铸坯(1)进行热轧，然后磨削其表面，再进行冷轧，之后切割成窄带，之后将该带材冲切出金属产品坯料。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，上述金属产品板坯是硬币板坯。
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