DD296862B5 - Verfahren zur Herstellung von Halbzeug, insbesondere von Metallbaendern durch Schnellerstarrung - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet dar Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gohlot der Metallurgie und betrifft oln Verfahren zur Herstellung von Halbzeug, Insbesondere von Metallbändem. Gosondors vorteilhaft Ist das Verfahren für solche Loglerungon anwendbnr, bei denen während der Schnellerstarrung das Entstehen von spröden Phasen nicht auszuschließen Ist und die sich aus diesem Grund bisher nicht durch Schnollörstarrung in Bandform bringen lloßen odor doren Herstellung mit großen Schwierigkeiten verbunden war, wie z.B. für Lötlegierungen auf Al-Go-Basis, die In der Mikroelektronik Anwendung finden.

Charakteristik des bekannton Standes der Technik

Verfahren zur Herstellung von Halbzeug durch Schnollerstarrung eines flüssigen Metallstrahlos auf oder zwischen rotierenden Kühlsubstraten sind bekannt. Im allgemeinen wird eine hohe Abkühlgeschwindigkeit von > 10³k/s angestrebt, um den amorphen oder motustabil-felnkristalllnon Zustand zu erreichen, mit denen das Auftreten günstiger Eigenschaften verbunden sein kann. Für Legierungen, bei danen bei einer kritischen Abkühlgeschwindigkeit von < 10³k/s bonlts metastabile Phasen auftreten, die versprödend wirken, ist bisher das Horstollen von Bändern durch Schnellerstarrung nicht möglich gewesen bzw. es war nur unter hohen technologischen Schwierigkeiten und mit hoher Ausschußquote zu realisieren. Nach der DD-PS 210433 Ist zwar bereits die Verwendung von Molybdändlaulfid bei der Technologie dos Stranggießens bekannt, jedoch ist es als Schmiorstoffzusatz eingesetzt und wird insbesondere zur Verminderung der Gleitreibung des Stranges in der Stranggußkokille sowie zur Verbesserung der Oberflächenqualität dos vergossenen Stranges verwendet.

Weiterhin ist durch DD 220196 bekannt, die Sprödigkelt eines schnellerstarrten Bandes, die durch abschreckbedingte metastabile Phasen bewirkt wird, durch eine nachträgliche Wärmebehandlung zu beseitigen. Vor einer solchen Wärmebehandlung Ist jodoch das Band sprödo und damit bei allen mechanischen Beanspruchungen, denen das Band im Herstellungsprozeß ausgesetzt ist, besonders bruchgefährdet

Die mechanischen Beanspruchungen treten In 2 Phasen des Herstellungsprozesses auf:

1. Beim Ablösen des erstarrten Bandes von der Kühloberfläche müssen Kräfte aufgewendet werden, die die Bruchfestigkeit des Bandes zumeist übersteigen. Das Ablösen dos Bandes erfolgt In der Regel durch einen mechanischen Bandabweiser, dar ein Abheben des Bandes nach einer Kontaktstrecke auf der Kühloborflächo erzwingt. Die dazu erforderlichen Kräfte können zwar durch Verminderung der Haftung zwischen Band und Kühloberfläche durch Aufbringen eines Trennmittels, z.B. wie im DD 228191 durch einen Silikonölfilm, herabgesetzt werden, aber der Silikonölfilm ist nicht ausreichend thermisch stabil. Außerdem ist eine konstante Dicke des Silikonölfilms auf dem schnell umlaufenden Kühlsubstrat in der Praxis nur schwer zu realisieren, so daß bei dieser Vorgehensweise eine nach wie vor hohe Ausschußrate besteht.

2. Das vom Kühlsubstrat abgelöste Band prallt mit hoher Geschwindigkeit und dementsprechend hoher kinetischer Energie auf der Auffangstrecke auf, was eine Zerstörung des spröden Bandes In kurze Stücke zur Folge haben kann. Die Probleme verstärken sich mit zunehmender Bandbreite, da dadurch die Masse und damit die kinetische Energie des von der Walze wegfliegenden Halbzeuges erhöht wird.

Selbst wenn es gelingt, ein längeres Band von der Kühloberfläche abzulösen, ist die Gefahr des Bruches in der Phase des Auftreffens nicht beseitigt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in dor Herstellung von Halbzeug, Insbesondere von Bändern durch Schnellerstarrung aus Legierungen, bei donen während der Herstellung die Bildung metastabiler, versprödend wirkender Phasen nicht auszuschließen ist, in technologisch verwertbaren Längen pro Abguß.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Haftung des Halbzeuges auf der Oberfläche des Kühlsubstrates so herabzusetzen, daß die zur Ablösung des Halbzeuges von der Oberfläche des Kühlsubstrates erforderlichen Kräfte die Bruchlast nicht überschreiten und den Herstellungsprozeß so zu führen, daß das Band beim Aufprall auf einer Auffangstrecke nicht zu Bruch geht.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf die Oberfläche des Kühlsubstrates ein feiner Film von Molybdändisulfid aufgetragen wird, vorzugsweise in einer Schichtdicke von 0,1-2μηι. Die unmittelbar eintretende Wirkung ist, daß dieser thermisch stabile Film zwischen Kühloberfläche und entstehendem Band die Benetzung und damit die Haftung zwischen beiden vermindert. Das führt dazu, daß sich das Band nach einer kurzen Auflagenlänge, die s30mm betragen kann,

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von allein von der Oberfläche des Kühlsubstratus ablöst bzw. ohno Schwierigkeiten durch einen Abstroifor ablösbar ist. Aufgrund der extrem kurzen Auflagenlänge geht das Band mit oinor hohen Abgangstemperatur in dio Flugphase, und in dieser Fiugphaso bis zum Aufprall des Bandes, z. B. auf einer glatten, schräggestellten Blechrutecho, unterliegt das Band bereits oinor thermischen Beeinflussung, die eine Rückbildung der spröden motastnbllon Phoson bewirkt, Dadurch übersteht des Band den Aufprall ohne Bruch und kann danach aufgenommen und zur Einstellung der für eine Weiterverarbeitung erforderlichon Duktilltät einer durchzuführenden abschließenden Wärmobehandlung zugeführt worden.

Durch den Einsatz einen Kühlsubstrates mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit läßt sich erforderlichenfalls dio Abgangstomperatur des Bandes zusätzlich erhöhen, wodurch die Effektivität der in der Fiugphaso einsetzenden Wärmebehandlung gesteigert worden kann. Nachstehend soll die Erfindung durch ein Ausführungsbelsplel näher erläutert worden.

Ausführungsbeispiel

Auf eine Kühlwalze aus Nickel mit einer durch Glattwalzen präparierten Oberfläche wird mit einer feinfasrigon Filzrolle ständig während des Schnellerstarrungsprozossos eine Paste aus Molybdändlsulfld aufgetragen und ein Film von ca. 1 μιη aufrechterhalten. Eine Schmelze aus Aluminium mit 45 Masseanteilen Germanium wird auf 75O⁰C erhitzt und durch eine schliuförmigo Düse auf die erfindungsgemäß präparierte Kühlwalzenoberflücho gedrückt. Nach einer Kontaktlänge von 20mm hebt sich das erstarrende Metallband ohne Abstreifer von der Kühlwalzenoberfläche ab, die Abgangstemperatur beträgt 300⁰C. Bei oiner Bandgeschwindigkeit von 10-15 m/s prallt das Band nach einer Fiugphaso von 1-2 m auf ein leicht nach abwärts gerichtetes glattes Auffangblech. Weder beim Abheben von der Kühlwalze noch beim Aufprall auf das Auffangblech treten Bandbrüche auf. Es ist überraschend, daß bereits die wenigen Zehntelsekunden ausreichend sind, um die bei dieser Legierung nicht auszuschließenden außerordentlich spröden Phasen während der Abkühlung des Bandes In der Flugphaso teilweise zuriickzubilden und damit dio Herstellung größerer Bandlängen zu ermöglichen. Das immer noch etwas spröde Bend wird vom Auffangblech aufgononwnen, aufgerollt und zur Einstellung dor für den Einsatz als Lötfolie orfordertlchen Duktilität einer abschließenden Wärmebehandlung bei 360"C über 30 Minuten unterzogen.

Claims (2)

1. »1- 296 8Θ2 Patentansprüche:

   1, Verfahren zur Herstellung von Halbzeug, Insbesondere von Metallbändern durch Schnellerstaming eines flüssigen Metallstrang auf einer Kühlwalzenoberfläche, die mit Trennmitlei zur Verminderung der Haftung zwischen Band und Kühlwalzenoberfläche beschichtet Ist, gekennzeichnet dadurch, daß auf die Kühlwalzenoberflache ein feiner Film von Molybdändisulfid aufgetragen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Filmdicke ca. 0,1-2Mm beträgt.