DE1236802B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung vergueteter Bleche aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESGHRIFT

Int. CL.

C22f

Deutsche Kl.: 4Od-1/08

Nummer: 1 236 802

Aktenzeichen: B 71150 VI a/40 d

Anmeldetag: 15. März 1963

Auslegetag: 16. März 1967

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung vergüteter Bleche aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung

Anmelder:

The Brush Beryllium Company,

Cleveland, Ohio (V. St. A.) Vertreter:

Dipl.-Ing. J. F. Wochinger, Patentanwalt,

München 13, Tengstr. 39

Als Erfinder benannt: Ellsworth Montgomery Smith, Reading, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 19. März 1962 (180 652)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Blechen aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung in einem kontinuierlichen Arbeitsgang unter eingeregelten Zeit- und Temperaturbedingungen, wobei die Kupfer-Beryllium-Legjerung aus 1,4 bis 5 2,1 % Beryllium, 0,17 bis 0,42 °/₀ Kobalt und/oder Nickel, Rest Kupfer, besteht.

Der Ausdruck »Blech« ist hier nicht in einem spezifischen Sinn zu verstehen, wie er in technischen Handbüchern und Standardspezifikationen festgelegt io ist, vielmehr ist dieser Ausdruck in allgemeiner Weise dergestalt zu verstehen, daß hier nicht nur ein als ein Blech klassifiziertes Halbzeug eingeschlossen ist, sondern ebenfalls Halbzeuge zu verstehen sind, die ansonsten unter der Bezeichnung dünne Platte, 15 Streifen und Folie bekannt sind.

Dieser Ausdruck gilt auch unabhängig davon, ob
das Halbzeug in Form eines Bandes, wie es allgemein
in Spulen aufgewickelt ist, wenn es das Walzwerk
verläßt, oder in Form abgeschnittener Längen eines 20
derartigen Bandes vorliegt, und unabhängig davon,
ob es in einem für die Weiterverarbeitung geeigneten
Zustand vorhanden ist oder bereits zu Gegenständen <%

verarbeitet wurde.

Eines der frühesten bekannten Verfahren zur Her- 25 abschließend aufgewickelt, innerhalb eines Tempestellung derartiger Bleche besteht darin, die Kupfer- raturbereiches von etwa 315 bis 460⁰C relativ lange, Beryllium-Legierung zuBlechen zu verformen, dieselben etwa eine bis mehrere Stunden lang, behandelt wird, kalt zu verarbeiten und sodann einer Härtung dadurch um so die gewünschte Zerreißfestigkeit zu erzielen, zu unterwerfen, daß dieselben durch einen Muffelofen Der nach diesem Verfahren erhaltene Streifen zeigt geführt werden, in dem die Bleche auf eine Temperatur 3° fortgeschrittenes ^-Wachstum, und zwar insbesondere von 315 bis 345⁰C erhitzt und bei dieser Temperatur an den Begrenzungslinien der Körner, und dies führt relativ lange Zeit, etwa 2 bis 3 Stunden lang, gehalten zu Härteveränderungen über den gesamten Bund werden. Dieses Verfahren wird bei den Blechen oder Streifen, wodurch sich die Lebensdauer des unabhängig davon angewandt, ob dieselben in der Streifengutes und der daraus erhaltenen Bleche verflachen Form vorliegen, wie sie aus dem Walzwerk 35 ringert und deren Verformbarkeit ebenfalls nachteilig kommen, oder ob dieselben in Form daraus her- beeinflußt wird. Weiterhin führt der immer noch gestellter Gegenstände vorliegen. Auf Grund der recht langzeitig durchgeführte Erhitzungszyklus der langen Dauer der für dieses bekannte Verfahren Bleche in der Bundform zu einem Zustand, der notwendigen Erhitzung werden in den Blechen erheb- allgemein als »Bunderhärtung« bezeichnet wird, d. L, liehe innere Spannungen entwickelt, wodurch deren 40 die Bleche neigen dazu, ihre Krümmung beizubehalten, Verformbarkeit begrenzt wird. Weiterhin können die die sie während der Ausbildung eines Teils des Bundes gewünschten physikalischen und mechanischen Eigen- aufwiesen. Die so gekrümmten Bleche sind für ein schäften nicht kontinuierlich erhalten werden. Das Hochgeschwindigkeitsverpressen schlecht geeignet und erhaltene Produkt neigt dazu, brüchig zu sein. Wenn führen zu einer nicht einheitlichen Struktur des das Material jedoch in dieser Weise in Blechform 45 verarbeiteten Gutes.

behandelt wird, müssen die Bleche während der Weiterhin findet ein drittes Verfahren Anwendung.

Behandlung zwecks Verhindern eines Verziehens ein- Bei diesem Verfahren wird das Material unter einer gespannt gehalten werden. Dickenverminderung von 37 bis 60 °/₀ kaltverarbeitet,

Ein zweites bekanntes Verfahren besteht darin, um so ein Blech zu erhalten, das bei hohen Tempedaß Bleche aus Kupfer-Beryllium-Legierung in Form 50 raturen relativ kurzzeitiger als bei den anderen beiden eines Streifens auf eine größte Dickenverminderung angegebenen Verfahren vergütet werden kann. Das von 37°/₀ kaltverarbeitet werden und der Streifen Material wird sodann kontinuierlich in Streifenform

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durch einen Muffelofen geführt, in dem eine redu- irgendeiner Wärmebehandlung an der Verarbeitungszierende Atmosphäre etwa 3 bis 15 Minuten lang stelle entweder vor oder im Anschluß an die Verbei einer Temperatur von 390 bis 425⁰C aufrecht- arbeitung der Bleche zu Gegenständen notwendig ist. erhalten wird. Dieses Verfahren bedingt eine Anzahl Im Rahmen der Erfindung soll weiterhin ein VerVorteile dahingehend, daß die für die Wärmebehand- 5 fahren zur Wärmebehandlung derartiger Bleche ge-Iung nötige Zeitspanne erheblich verringert wird und schaffen werden, durch das deren Dehnung und die Bleche keine Bundhärtung zeigen, sowie ausge- unter bestimmten Bedingungen ebenfalls deren Zerzeichnete Lebensdauer besitzten. Auf Grund der erheb- reißfestigkeit oder sowohl deren Zerreißfestigkeit als liehen Dickenverminderung durch die Kaltverarbei- auch gleichzeitig deren Dehnung verbessert werden, tung besitzen jedoch die erhaltenen Bleche erhebliche io Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, restliche Innenspannungen und in einer Richtung daß ein aus 1,4 bis 2,1% Beryllium, 0,17 bis 0,42 °/₀ ausgerichtete Kornverteilung, wodurch deren Ver- Kobalt und/oder Nickel, Rest Kupfer bestehendes, formbarkeit begrenzt wird. In ähnlicher Weise kann warmgewalztes Blech um eine vorherbestimmte Dikman auch bei diesem Verfahren die Ergebnisse nicht kenverminderung zur gleichzeitigen Zunahme der kontinuierlich reproduzieren, da die physikalischen 15 Zerreißfestigkeit kaltgewalzt wird, worauf die geEigenschaften der erhaltenen Bleche häufig und walzten Bleche in einem Salzbad mit einer Temperatur unkontrollierbar schwanken. Zur Zeit werden bei von 280 bis 450⁰C erhitzt, die Bleche bei dieser der industriellen Herstellung von Blechen aus einer Temperatur 2 Sekunden bis etwa 6 Minuten lang Kupfer-Beryllium-Legierung die Legierungen in Bar- gehalten und anschließend aus dem Bad entfernt ren vergossen. Die Barren werden zunächst warm- 20 sowie unmittelbar nach der Entfernung in einem gewalzt und sodann abwechselnd lösungsgeglüht und Flüssigkeitsbad oder durch Aufsprühen von Kühlkaltgewalzt, bis eine gewünschte und vorbestimmte flüssigkeit oder Aufblasen von Luft abgeschreckt Enddicke erreicht wird. Abschließend wird der Streifen werden, wobei die Bleche kontinuierlich während auf seine Schlußdicke kaltgewalzt und kann gegebenen- des Erhitzens und Abschreckens unter Spannung falls anschließend in Abhängigkeit von den Anforde- 25 gehalten werden.

rangen des Kunden an das Endprodukt weich- Erfindungsgemäß werden insbesondere derartige

geglüht werden. Bleche entweder in Streifenform oder im verarbeiteten

Bezüglich der allgemein an den Kunden für die Zustand der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung Weiterverarbeitung gelieferten Bleche aus Kupfer- dergestalt unterworfen, daß die darin vorliegenden Beryllium-Legierung liegen keine einschlägig fest- 30 Spannungen aufgehoben und somit deren Verhältnis gelegten Standardwerte der physikalischen Eigen- der Dehnung zu der Zerreißfestigkeit verbessert wird, schäften mit Ausnahme derjenigen Kupfer-Beryllium- Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise Legierungen vor, die 1,80 bis 2,05% Beryllium unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert:
enthalten. Diese Standardwerte für diese Legierung Fig. 1 ist eine Draufsicht von oben auf eine Vorlassen sich auf Bleche anwenden, die aus dem Walz- 35 richtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen werk im lösungsgeglühten und kaltgewalzten Zustand Verfahrens, wobei gleichzeitig zwei Metallstreifen kommen, sowie ebenfalls auf Bleche, die etwa 2 bis behandelt werden und hier die Abdeckung zwecks 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 345°C verbesserter Darstellung weggelassen ist;
entweder in Streifenform oder verarbeiteter Form Fig. 2 ist ein Seitenaufriß der in der Fig. 1 wärmebehandelt worden sind. Dieses Behandlungs- 40 längs der Linie 2-2 gezeigten Vorrichtung, wobei Teile verfahren der Bleche in Form von weiterverarbeiteten derselben im Schnitt gezeigt sind;
Teilen wird durch den Kunden durchgeführt, wobei Fig. 3 ist ein senkrechter Längsschnitt des Badtrotz Entwickeln einer hohen Zerreißfestigkeit hier- behälters der Vorrichtung, und zwar längs der Linie durch die Teile brüchig werden. In dem Fall, in dem 3-3 der Fig. 1;

die Bleche einer Wärmebehandlung von 2 bis 3 Stun- 45 Fig. 4 ist eine vergrößerte senkrechte Querschnittsden bei einer Temperatur von 345⁰C unterzogen ansicht längs der Linie 4-4 der Fig. 1 und 2.
werden, würde die sich hierdurch ergebende Brüchig- Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden keit die Weiterverarbeitung ausschließen, da das zwei Bleche 1 aus Kupfer-Beryllium-Legierung, die Blech während der Verformungsvorgänge Risse und zu Bunden 2 aufgewickelt sind, auf geeigneten, dreh-Brüche ausbilden würde. Somit steht der Kunde vor 50 baren, koaxial zueinander angeordneten Abgabeden Problemen einer Wärmebehandlung der Bleche spindeln 3 getragen, so daß die Bleche kontinuierlich in der verarbeiteten Form sowie dem Vorsehen und von denselben abgezogen und durch die Behandlungs-Anwenden verschiedener kostspieliger Festhaltevor- vorrichtung von rechts nach links entsprechend der richtungen, um so während der Wärmebehandlung Fig. 1 gezogen werden können. Jeder Streifen 1 wird das Verziehen möglichst klein zu halten. 55 von seinem Bund 2 durch geeignete Spannungsrollen 4

Es wurde somit offensichtlich, daß durch aus- über eine geeignete Führungsrolle 5 und unter einer

reichendes Verbessern der Verformbarkeit der in dem zusätzlichen Ausrichtungsrolle 6 und von hier aus in

Walzwerk warmverformten Bleche dieselben zu Teilen ein geschmolzenes Salzbad geführt, das in dem läng-

ohne die Gefahr des Entwickeins von Sprüngen liehen Behälter 7 vorliegt. Der Streifen wird in dem

weiterverarbeitet werden können, ohne daß eine 60 Bad vermittels geeigneter Halterollen 8 eingetaucht

Wärmebehandlung des Weiterverarbeiters vor oder gehalten, so daß derselbe zu jedem Zeitpunkt unter

nach der Verarbeitung notwendig wird. dem Flüssigkeitsspiegel gehalten wird, wie es weiter

Erfindungsgemäß soll ein Verfahren zur Behandlung unten im einzelnen erläutert ist.

von Blechen aus Kupfer-Beryllium-Legierung dieser Der Streifen tritt von der linken Halterolle 8 in

allgemeinen Art in Vorschlag gebracht, durch das 65 eine geeignete Abschreckabteilung 10, in der derselbe

denselben physikalische Eigenschaften vermittelt wer- durch Aufsprühen eines flüssigen Kühlmittels ver-

den, die deren Verformbarkeit ausreichend verbessern, mittels Sprühdüsen 11 abgekühlt wird. Von der Abkühl-

so daß deren Verarbeitung ohne die Notwendigkeit abteilung 10 aus tritt der Streifen zwischen den Aus-

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führungsrollen 12 über eine Führungsrolle 13 und wird Abstand über die Wehre 23 c der Tröge 23 unter der

erneut zu einem Bund 14 aufgewickelt. Spiegelhöhe des überfließenden Bades sowie von hier

Die Ausführungsrollen 12 werden über eine Kupp- aus durch den Trog 23 im Abstand über den Wehren

lung 15 vermittels eines Kettenzahnrades 16, Kette 17 23 c an den Auslaßenden der Tröge in die Abteilung

und Antriebskettenzahnrad 18 angetrieben. Das Ketten- 5 10 verläuft und von hier aus auf den Bund 14 auf-

zahnrad 18 wird durch einen Motor 19 eines Auf- gewickelt werden kann, wobei der Streifen unter

Wicklers 20 angetrieben. Die Ausführungsrollen 12 Spannung und waagerecht von der Stelle des ersten

ziehen den Streifen von der Spule 2 durch das Bad Eintauchens bis zu den Ausführungsrollen 12 gehalten

und halten den Streifen unter Spannung und in einer wird.

waagerechten Ebene, wobei derselbe, während er in io Während des Arbeitsvorganges wird somit der

dem Bad eingetaucht ist, zwischen und tangential zu Streifen vom Bund 2 durch geeignete Spannungs-

den Rollen 12 verläuft. Jeder Bund 14 wird auf den rollen 4 und über eine Führungsrolle 5 und unter

zugeordneten Aufwickler 20 nach Vorbeitritt an den einer zusätzlichen Rolle 6 in das Salzbad in dem

Ausführungsrollen erneut aufgewickelt. Tank 21 geführt, wo derselbe auf Grund der Halte-

Wie weiter oben ausgeführt, weist der Badbehälter 7 15 rollen 8 und der Ausführungsrollen 12 im unterlängliche Form auf. Derselbe liegt in Form eines oben getauchten Zustand gehalten wird. Der Streifen tritt offenen Tanks 21 vor, der eine lösbare Abdeckung 21a sodann durch das Bad und in die Kühlabteilung 10, mit Öffnungen 22 an den Enden aufweist. Innerhalb wo derselbe mit einem Kühlmittel besprüht wird, des Tanks 21 liegen zwei Tröge 23 vor, die seitlich Anschließend wird der Streifen von der Abteilung 10 im Abstand zueinander angeordnet sind und sich 20 durch die angetriebenen Spannungsrollen 12 über längsseitig zu dem Tank 21 erstrecken, sowie an nicht angetriebene Führungsrollen 13 auf den Bund 14 deren Enden eine kurze Entfernung von den Enden mittels des Aufwicklers 20 aufgewickelt. Durch die des Tanks 21 aus laufen. Die Tröge 23 besitzen Einwirkung der Spannungsrollen 4 und 12 wird das Seitenwände 23 a und endständige Wände 23 b. Jede Blech gerade, flach und waagerecht gehalten. Dasselbe endständige Wandjedes Troges besitzt eine Kante 23c 25 steht unter Spannung, während es durch das Bad in und endet an ihrer oberen Kante unter den oberen der oben beschriebenen Weise geführt wird. Hierdurch Kanten der Seiten wände 23 a. Jede Kante 23 c stellt ergibt sich, daß die Oberfläche des aufgewickelten ein Wehr dar, über das das kontinuierlich in die Tröge Blechbandes glatt ist und an allen Stellen über dessen eingeführte geschmolzene Salzbad in die Endteile des Länge einen geraden Querschnitt aufweist.
Tanks 21 abgegeben wird. 30 Wenn sehr starkes Blechgut verarbeitet werden

Unter dem Tank 21 befindet sich ein Erhitzungs- soll, ist es nicht notwendig, dasselbe über die Führungstank 25, in dem Erhitzungsspulen 26 angeordnet sind, rollen 5 und 13 zu führen. Statt dessen kann dasselbe durch die ein Erhitzungsmedium von irgendeiner ge- von dem Bund 2 aus durch die Spannungsrollen 4 eigneten Quelle aus für das Erhitzen des Salzes des und über die zusätzliche Führungsrolle 6 geführt Bades auf die benötigte Temperatur und Fließfähigkeit 35 werden, die für diesen Zweck nach unten geführt zum Umlaufen gebracht wird. wird, so daß der Streifen richtig durch die Einlaß-

Innerhalb des Tanks 25 liegt ein Zuführungsrohr 27, öffnung 22 geführt werden kann. Die in Anwendung dessen Einlaßende 28 sich in dem Tank 25 befindet kommenden Geschwindigkeiten, Zeiten und Tempera- und das ein Auslaßende 29 für die Zuführung des türen werden in einem gewissen Ausmaß in Abhängiggeschmolzenen Salzes in die Tröge 23 besitzt. Das 40 keit von der Dicke des Bleches oder des Streifens, den geschmolzene Salz wird in das Einlaßende 28 gezogen speziellen in Prozent ausgedrückten Gehalten der und aus dem Auslaßende 29 vermittels einer Umlauf- Bestandteile der zu behandelnden Legierung und den pumpe herausgedrückt. Die Pumpe liegt in Form gewünschten physikalischen Eigenschaften in dem eines auf einer senkrechten Welle 31 angeordneten Endprodukt schwanken.

Propellers 30 vor, die vermittels eines Riemens 32 45 Die Bleche aus Kupfer-Beryllium-Legierung werden durch einen Motor 33 angetrieben wird. Die Pumpe durch Eintauchen in das geschmolzene Salzbad erwirkt dergestalt, daß das geschmolzene Salz des Bades wärmt, wobei die Badtemperatur bei etwa 280 bis kontinuierlich in die Tröge 23 eingepumpt wird. Über 450 ⁰C gehalten wird. Das Eintauchen erfolgt nur dem Auslaßende 29 ist ein Ablenkblechgehäuse 34 2 Sekunden bis zu etwa 6 Minuten. Die Zeitdauer angeordnet, um so ein Spritzen des geschmolzenen 50 des Eintauchens kann durch die Geschwindigkeiten Salzes zu verhindern. Das Gehäuse weist Durch- der Rollen 12 i.nd durch die Lageanordnung der tritte 35 auf, wie insbesondere in der F i g. 4 gezeigt, Rollen 8 erfolgen. Je geringer der Abstand der durch die das Salz von dem Auslaßende 29 aus in Rollen 8 voneinander, um so kürzer ist die Zeitspanne, die Tröge 23 fließt. die das Blech dem Bad ausgesetzt wird.

Das über die Wehre 23 c abgegebene geschmolzene 55 Die erhitzten Bleche werden in der Abteilung 10

Metall fällt in die Endteile des Tanks 21, die Auffang- durch Aufsprühen des Kühlmittels abgeschreckt, das

bassins 36 darstellen, und von hier aus fließt das ge- bei einer Temperatur von etwa 5 bis 21° C gehalten

schmolzene Salz von dem Bassin 36 aus längs des wird. Diese Temperatur ist ausreichend, um die

Bodens des Tanks 21, unter den Trögen 23 und den Bleche praktisch sofort abzuschrecken,

dazwischenliegenden Raum und wird weiterhin von 60 Der in dieser Weise behandelte Streifen, der durch

dem Tank 21 aus in den Erhitzungstank 25 für das die Rollen unter Spannung gehalten wird, ist »absolut«

erneute Erhitzen und Zurückführen abgegeben. Die flach, d. h., er ist wesentlich planer mit der Ausnahme

Bodenwand des Tanks 21 verläuft von ihren Enden insoweit, als er anschließend zu einem Bund 14 auf-

aus in Richtung auf den Tank 25 geneigt nach unten, gewickelt wird, und selbst nach dem Aufwickeln neigt

um so den Rückfluß des geschmolzenen Salzes zu 65 derselbe dazu, bei dem Abwickeln wieder seinen

unterstützen. Die Öffnungen 22 sind in einer der- flachen Zustand einzunehmen,

artigen Höhe angeordnet, daß der Streifen 1 in den Das bei dem Verfahren in Anwendung kommende

Tank 21 durch die Öffnung 22 eintreten und im Salzbad stellt besonders ein Gemisch aus neutralen

anorganischen Nitraten und Nitriten dar, die im geschmolzenen Zustand angewandt werden und hierbei keinerlei Umsetzung mit dem Blech zeigen. Es können viele der handelsüblichen neutralen Salzgemische, die für Standard-Salzbäder angewandt werden, benutzt werden, jedoch ist das Nitrat-Nitrit-Gemisch bevorzugt, da sich dasselbe nicht mit den Blechen aus Kupfer-Beryllium-Legierung umsetzt und auf dieselben keinerlei nachteilige Wirkung ausübt. Die spezielle Art eines derartigen ausgewählten Salzes hängt von dem gewünschten Erhitzungsbereich ab.

Bei dem »Abschreckbad« kann es sich um das Aufsprühen einer Kühlflüssigkeit, wie Wasser, oder das Aufblasen von Luft handeln. Gegebenenfalls kann auch für die Abkühlung ein Flüssigkeitsbad angewandt werden, in das die Bleche eingetaucht werden.

Innerhalb der erfindungsgemäßen, breiteren Bereiche der Behandlungszeiten und Temperaturen können durch die Wahl schmalerer Teilbereiche der Zeitspannen und Temperaturen bestimmte unterschiedliehe Wirkungen erzielt werden. Die herausragenden Unterschiede ergeben sich jedoch durch die Veränderung der Behandlungszeit. So kann z. B. das angestrebte Ergebnis ein Aufheben der inneren Spannungen sein, wobei gleichzeitig eine sehr große Zunahme der prozentualen Dehnung ohne irgendeine Abnahme oder Zunahme in der Zerreißfestigkeit angestrebt wird. Andererseits ist es oftmals zweckmäßig, erheblich die Zerreißfestigkeit zu erhöhen, und während dies häufig von einer Verringerung der Dehnung begleitet wird, wird trotzdem eine wesentlich höhere Dehnung bei einer größeren Zerreißfestigkeit beibehalten, als dies bisher möglich war. Schließlich kann in einigen Fällen nicht nur die Dehnung erheblich vergrößert werden, sondern die Zerreißfestigkeit
kann gleichzeitig hiermit eine erhebliche Zunahme erfahren.

Die verschiedenen gewünschten physikalischen Eigenschaften werden in einem gewissen Ausmaß durch die Anforderungen des Kunden bestimmt. Das richtige Merkmal besteht jedoch darin, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren die erreichten Wirkungen innerhalb bestimmter enger Teilbereiche im Rahmen der breiteren erfindungsgemäßen Bereiche vorgewählt und stets innerhalb dieser schmalen Teilbereiche reproduziert werden können.

In den folgenden Tabellen sind eine Anzahl unterschiedlicher kennzeichnender Merkmale der Bleche ür £ie Anwendung durch den Kunden wiedergegeben, die in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch das Walzwerk geliefert werden. Alle Zahlenwerte in den folgenden Tabellen sind durch das Prüfen von Blechen aus der erfindungsgemäß zusammengesetzten Kupfer-Beryllium-Legierung mit einer Dicke von 5,08 mm erhalten worden, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, sowie anschließend in der erfindungsgemäßen Weise einer Wärmebehandlung unterworfen worden sind. Vergleichbare Zahlenwerte und Ergebnisse sind durch die Prüfung von Streifen aus Kupfer-Beryllium-Legierung erhalten worden, deren Dicke zwischen etwa 1,78 und etwa 0,0127 mm liegt.

Tabelle I
Kontinuierliche Wärmebehandlung in einem Salzbad

	Bedingungen	agsgluhung Temperatur	Legierung A	ipfer Dehnung, % Meßlänge	Legierung B	apfer Dehnung, % Meßlänge
	der Vergütu Zeit	0C	Be = 2,02%, Co = 0,25%,	50,8 mm	Be = 1,61 "/,b Co = 0,23»/,,	50,8 mm
Ausgangszustand	Sekunden		Rest Kv Zerreißfestigkeit	40	Rest K Zerreißfestigkeit	35
	0	375	kg/mms	42	kg/mm*	35
weichgeglüht	30	375	51,0	37	51,0	32
	60	375	51,8	24	55,3	31
	180	400	52,5	40	58,8	36
	30	400	53,0	32	65,2	27
	60	400	51,2	19	53,2	19
	180	400	55,3	12	60,2	14
	300	425	77,0	39	70,0	35
	30	425	100,6	28	95,0	30
	60	425	51,8	12	53,8	18
	180	315	59,5	4	60,9
	3 Stunden		80,5	20	75,7	13
Normbedingung vergütet	0	375	112,0	26		26
1U hart — 10%ige Dicken	30	375	58,8	21	59,5	22
verminderung	60	375	53,0	9	63,0	24
	180	400	70,0	15	66,5	22
	30	400	110,0	14	78,4	18
	60	400	70,0	9	65,2	14
	180	400	84,6	8	70,0	11
	300	425	118,0	14	84,0	23
	30	425	124,5	14	93,0	18
	60	425	81,8	1	66,5	14
	180	315	95,7	3	72,0
	2 Stunden	108,5	83,3
Normbedingung V4 hart	119,0

Tabelle I (Fortsetzung)

10

	Bedingungen	Temperatur	Legierung A	Dehnung, % Meßlänge	Legierung B	Dehnung, % Meßlänge
	der Vergütungsglühung	0C	Be = 2,02 ·/„ Co = 0,25 »/„,	50,8 mm	Be = 1,61%, Co = 0,23 »/„,	50,8 mm
Ausgangszustand	Zeit		Rest Kupfer	10	Rest Kupfer	11
	Sekunden	375	Zerreißfestigkeit	21	Zerreißfestigkeit	21
V2 hart Dickenverminderung	0	375	kg/mms	16	kg/mms	19
	30	375	65,2	9	63,0	16
	60	400	67,2	18	67,8	19
	180	400	75,0	14	72,8	15
	30	400	106,5	8	86,8	13
	60	400	75,6	6	72,1	10
	180	425	88,2	13	77s0	20
	300	425	118,0	14	92,4	14
	30	425	126,5	10	102,8	13
	60	315	84,6	2	73,5
	180		94,5	3	79,2	5
Nonnbedingung V2 nart	2 Stunden	375	106,5	9	90,3	14
hart — 37% Dicken	0	375	126,0	6		11
verminderung	30	375	80,5	4	72,8	9
	60	400	87,5	6	83,3	11
	180	400	103,0	5	93,2	8
	30	400	132,0	4	99,4	6
	60	400	103,0	3	87,50	6
	180	425	119,0	6	95,2	11
	300	425	133,0	6	110,0	6
	30	425	112,0	7	101,0	6
	60	315	112,0	1	97,8
	180	120,0	106,0
Normbedingung hart	2 Stunden	121,0	108,0
	133,0

Tabelle II
Kontinuierliche Beseitigung der inneren Spannungen in einem Salzbad

	Bedingungen für das	ungsglühen Temperatur	Zerreißfestigkeit	ueimung, /q Meßlänge 50,8 mm	Normvorschrift	Dehnung, ·/, Meßlänge
Ausgangszustand	Entspann Zeit	0C	kg/mm*		Zerreißfestigkeit	50,8 mm
	Sekunden		51,0	40	kg/mma	35
weichgeglüht	0	315	51,0	43	42,0 bis 54,6
	5	315	51,0	44
	10	315	51,0	45
	15	315	51,0	45
	30	315	51,0	43
	45	375	51,0	42
	5	375	51,5	43
	10	375	51,8	44
	15	375	52,2	42
	30	375	52,2	39
	45	_	59,5	22		10
1U hart — 10% Dicken	0	315	60,0	26	52,5 bis 61,6
verminderung	5	315	60,0	28
	10	315	60,2	30
	15	315	60,9	30
	30	315	61,6	29
	45	375	60,2	24
	5	375	60,5	26
	10	375	61,9	28
	15	375	63,70	26
	30	375	66,2	22
	45

Tabelle!! (Fortsetzung)

	Bedingungen für das	ungsglühen Temperatut	Zerreißfestigkeit	Πρίιηιίτίσ Ο/	Normvorschrift	Dehnung, % Meßlänge
Ausgangszustand	Entspann Zeit	0C	kg/mma	jjcnnung, /q Meßlänge 50,8 mm	Zerreißfestigkeit	50,8 mm
	Sekunden	_	63,7		kg/mms	5
V2 hart — 20% Dicken-	0	290	64,0	16	59,5 bis 70,0
verminderung	5	290	64,4	18
	10	290	65,2	19
	15	290	65,5	18
	30	290	66,5	20
	45	315	64,4	20
	5	315	65,5	17
	10	315	65,2	21
	15	315	65,5	22
	30	315	68,2	22
	45	375	65,2	21
	5	375	66,2	22
	10	375	66,2	23
	15	375	67,8	22
	30	375	70,7	21
	45	—	77,3	18		1
hart — 37% Dicken-	0	290	77,7	3	70,7 bis 84,0
vermindening	5	290	77,7	7
	10	290	77,7	8
	15	290	77,7	9
	30	290	78,4	9
	45	315	77,7	9
	5	315	77,3	10
	10	315	77,7	11
	15	315	79,4	13
	30	315	79,7	11
	45	375	79,0	11
	5	375	79,3	7
	10	375	79,7	9
	15	375	87,5	10
	30	375	94,5	7
	45		6

Tabelle III

Zerreißfestigkeiten, wie sie durch die herkömmliche Verarbeitung der Legierung A in einem Walzwerk erreicht werden können

Bezeichnung des Ausgangszustandes	Dicken verminderung durch Walzen %	Bereich der Zerreißfestigkeit kg/mm2	Deh nung %
weich V4 hart V2 hart hart überhart	0 10 21 37 60	70,0 bis 77,0 77,0 bis 84,0 84,0 bis 94,5 94,5 bis 105,0 112,0 bis 119,0	18 15 12 9 2

Tabelle IV

Zerreißfestigkeiten, wie sie durch die Verarbeitung der Legierung A in dem Salzbad erreicht werden

können

Bezeichnung des Ausgangszustandes	Dicken verminderung durch Walzen %	Bereich der Zerreißfestigkeit kg/mm2	Deh nung %
überhart »190« sonderhart »190«	10 10 bis 20	112,0 bis 119,0 119,0 bis 133,0	8 5

Die Tabelle I bezieht sich z. B. allgemein auf Bleche, bei denen das Interesse auf die Zerreißfestigkeit gerichtet war, und zwar entweder gleich- zeitig mit einer Verbesserung oder in einigen Fällen einer geringfügigen Verringerung der vorliegende«! Dehnung. Die Ergebnisse sind tabellarisch für verschiedene in dem Walzwerk gehärtete Ausgangszustände zusammengestellt, wie sie durch eine vorherbestimmte Dickenverminderung durch das Kaltwalzen erhalten werden.

Die Tabelle II bezieht sich mehr auf das Aufheben der inneren Spannungen, wodurch die Dehnung erheblich vergrößert, jedoch gleichzeitig die Zerreißfestigkeit innerhalb der Vorschriften der Federal Government und ASTM für die entsprechenden Entspannungsglühgrade gehalten wird.

Die Tabelle I betrifft zwei Legierungen, wobei die Legierung A aus 2,03% Beryllium, 0,25% Kobalt, Rest Kupfer, und die Legierung B aus 1,61 % Beryllium, 0,23% Kobalt, Rest Kupfer besteht, wie es auch an den oberen Enden der Spalten in den Tabellen vermerkt ist. Die Tabelle II betrifft nur die erstere der beiden Legierungen nach der Tabelle I.

Es ergibt sich somit, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren stark verbesserte Eigenschaften, insbesondere in dem Verhältnis der Dehnung zu der Zerreißfestigkeit innerhalb von Wärmebehandlungs-

Claims (17)

zeiten erreicht werden können, die wesentlich, kurzer als die bisher für gleiche Ausgangsfläche angewandten sind. Im allgemeinen werden die beschriebenen physikalischen Eigenschaften mit Blechen erhalten, bei denen die Dickenverminderung allgemein nicht über 37% und gewöhnlich erheblich unter diesem Betrag im Vergleich zu bekannten Verfahren liegt, bei denen die physikalischen Eigenschaften durch eine Dickenverminderung von mehr als 37 bis 60% verbessert werden. Die Tabelle III zeigt die Dickenverminderungen, die bei herkömmlichen Verfahren angewandt werden, sowie die entsprechende Zerreißfestigkeit lediglich bezüglich der Legierung A. Die Tabelle IV zeigt andererseits vergleichbare Werte im Hinblick auf die Legierung A, wie sie durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht werden. Hierbei liegen die Zerreißfestigkeiten in der Größenordnung von 112,0 bis 119,0 kg/mm2, und zwar ausgehend von einem Blech, das mit nur 10% Dickenverminderung geglüht worden ist, und dies im Vergleich zu dem extra harten Zustand nach Tabelle III, bei dem eine 60% ige Dickenverminderung des Ausgangsbleches notwendig ist, um solche Werte der Zerreißfestigkeit zu erhalten. Durch das Arbeiten mit 10 bis 20% Dickenverminderung können weitere Verbesserungen der Zerreißfestigkeit in einem Bereich, von 133,0 bis 119,0 kg/mm2 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden. Somit braucht unter Anwendung des Salzbades nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine hohe Zerreißfestigkeit nicht durch eine erhebliche Dickenverminderung der Ausgangsbleche erreicht zu werden, wodurch sich gleichzeitig erhebliche Restspannungen durch das Auswalzen in den fertigen Blechen ergeben. Da Restspannungen in dem Walzgut hintenan gehalten werden, wird eine entsprechend hochprozentuale Dehnung nach der Wärmebehandlung in dem Salzbad erreicht. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine erheblichen Dickenverminderungen und langzeitige Wärmebehandlungen notwendig sind, ergibt sich hierdurch eine wirtschaftliche Herstellung von Halbzeugen mit wesentlich höheren Dehnungen bei sowohl hohen als auch geringen Zerreißfestigkeiten, als dies bisher möglich war. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Blechen aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung, die eine vorbestimmte Zerreißfestigkeit und Dehnung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus 1,4 bis 2,1% Beryllium, 0,17 bis 0,42% Kobalt und/oder Nickel, Rest Kupfer bestehendes, warmgewalztes Blech um eine vorherbestimmte Dickenverminderung zur gleichzeitigen Zunahme der Zerreißfestigkeit kaltgewalzt wird, worauf die gewalzten Bleche in einem Salzbad mit einer Temperatur von 280 bis 450⁰C erhitzt, die Bleche bei dieser Temperatur 2 Sekunden bis etwa 6 Minuten lang gehalten und anschließend aus dem Bad entfernt sowie unmittelbar nach der Entfernung in einem Flüssigkeitsbad oder durch Aufsprühen von Kühlflüssigkeit oder Aufblasen von Luft abgeschreckt werden, wobei die Bleche kontinuierlich während des Erhitzens und Abschreckens unter Spannung gehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenverminderung der Bleche sich auf höchstens 37% beläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Salzbad verwendet wird, das sich mit den Blechen nicht umsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das für das Salzbad verwendete Salz im wesentlichen aus einem Gemisch anorganischer Nitrite und Nitrate besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche in das Salzbad eingetaucht werden, während dieselben in erhitztem Zustand vorliegen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche kontinuierlich längs eines vorbestimmten Weges transportiert und während der kontinuierlichen Bewegung längs dieses Weges nacheinander dem Erhitzen in dem Salzbad und nach dem Entfernen aus dem Bad dem Abschrecken unterworfen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Glühen im Salzbad 2 bis etwa 45 Sekunden lang durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur weiteren Erhöhung der Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Material in dem Bad länger als für das Erzielen der größtmöglichen Zunahme der prozentualen Dehnung erforderlich gehalten wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Bleche aus einer Legierung aus 1,80 bis 2,05% Beryllium, 0,20 bis 0,27% Nickel und/oder Kobalt, Rest Kupfer verwendet werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Bleche aus einer Legierung aus 1,6 bis 1,8% Beryllium, 0,20 bis 0,35% Nickel und/oder Kobalt, Rest Kupfer verwendet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche beim Glühen im Salzbad auf etwa 375 bis 425° C erhitzt werden.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe einen länglichen Behälter für die Aufnahme eines geschmolzenen Salzbades dergestalt angeordnet aufweist, daß ein länglicher zu behandelnder Metallstreifen in das Bad eingetaucht werden kann sowie eine Spannungsanordnung so angeordnet ist, daß dieselbe mit dem Metallstreifen in Eingriff kommt und den Streifen unter Spannungsaufgabe im flachen Zustand über die gesamte Länge in dem Salzbad eingetaucht, hält.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvorrichtung eine Zuführungsanordnung für das kontinuierliche Ziehen des Metallstreifens durch das Bad im flachen und gespannten Zustand, während der Streifen eingetaucht ist, aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsanordnung den Streifen durch das Bad benachbart zu der Oberfläche des Salzbades zieht.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlanordnung für das Aufblasen oder -sprühen eines Abkühlmittels auf den kontinuierlich bewegten Metallstreifen unmittelbar nach Austritt desselben aus dem Bad angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Salzbadbehälter in Form eines am oberen Ende offenen

Troges vorliegt, der ein geschmolzenes Salzbad aufnehmen kann.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche VX bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Anordnung an gegenüberliegenden Enden des Troges für den Eingriff mit dem Metallstreifen und Halten desselben unter Spannung, während der Metallstreifen durch den Behälter hindurchtritt, angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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