DE2437653B2

DE2437653B2 - Verwendung einer kupferlegierung als werkstoff fuer kokillen

Info

Publication number: DE2437653B2
Application number: DE19742437653
Authority: DE
Inventors: Seizo; Kitazawa Koji; Maeda Minoru; Yamaguchi Masaru; Osaka Watanabe (Japan)
Original assignee: Hitachi Shipbuilding & Engineering Co, Ltd, Osaka (Japan)
Priority date: 1973-08-04
Filing date: 1974-08-05
Publication date: 1977-12-29
Also published as: CA1041796A; DE2437653A1; ATA595174A; FR2240958A1; BR7406426D0; GB1431729A; IT1018735B; AT342322B; FR2240958B1; US3988176A

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Kupferlegierungen als Werkstoff für Kokillen und insbesondere für Stranggußkokillen, die in vorteilhafter Weise bei kontinuierlichen Gießvorrichtungen verwendet werden.

Die in der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendete Bezeichnung »Formtemperatur« bezieht sich auf die Temperatur, bei der die Form verwendet wird. Die im Zusammenhang mit der Zusammensetzung mit der Legierung angegebenen Prozentsätze sind Gewichtsprozentsätze.

Es ist bekannt, daß desoxydiertes Kupfer mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit oft für Formen für kontinuierliche Gießvorrichtungen verwendet wird. Durch die Verwendung von kontinuierlichen Gießvorrichtungen mit größeren Ausmaßen, die für schnell laufende und wirksame Verfahren benutzt werden, unterliegen die dabei verwendeten Formen verschiedenen Belastungen und werden beispielsweise deformiert oder verschlissen, weil sie beim Gießverfahren relativ oft verwendet werden. Eine solche Deformierung oder ein Verschleiß der Form behindert die Verbesserung der Wirksamkeit kontinuierlich laufender Gießvorrichtungen.

Es ist weiterhin bekannt, daß binäre Kupfer-Zinn-Legierungen in verschiedenen Zusammensetzungen, vorzugsweise im Apparatebau und in der Kälteindustrie. Verwendung gefunden haben (Kurt Dies, »Kupfer- und Kupferlegierungen in der Technik«, Springer-Verlag, 1967, Seiten 504-506 und 512-515 sowie Seite 519).

Aus der deutschen Patentschrift 5 60 397 ist ebenfalls die Verwendung von Kupfer Legierungen zur Herstellung von Klanggerälcn bekannt, die 0,5 bis 1,5% Zinn und 0,1 bis 6% Silizium enthalten.

Um die bekannten Schwierigkeiten zu überwinden, wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt.

die zu der i.Denaschenden Erkenntnis lührten, daß sich besondere Kupferlegierungen in vorteilhafter Weise als Werkstoff für Kokillen und insbesondere fur Strangpreßkukillen verwenden lassen.

Der Zusammenhang zwischen der Lrstarrungskonstante K (mm · min "-') des Stahls und der thermischen Leitfähigkeit λ (kcal/m · hr ■ "C) der Form wird durch folgende Gleichung dargestellt:

K = 22,9 λ"""'.

Die obige Gleichung gibt an, daß die thermische 1 citfähigkeit der Kokille kaum einen Einfluß auf die Erstarrungskonstanie des geschmolzenen Stahls in der Kokille ausübt. Da die thermische Leitfähigkeit für reines Kupfer bei 290 kcil/m ■ h ■ ⁰C liegt, befindet sich die Erstarrungskonstante von Stahl innerhalb einer aus reinem Kupfer hergestellten Kokille bei etwa 28. Falls die thermische Leitfähigkeit auf die Hafte des oben angegebenen Wertes reduziert wird, befindet sich dennoch die Erstarrungskonstante bei etwa 27. Während allgemein angenommen wurde, daß die Kokille von einem stark wärmeleitfähigen Material hergestellt sein muß, um die Erstarr ng zu fördern, zeigt die Gleichung, daß die thermis.: _■ Leitfähigkeit als nicht so kritisch angesehen werden muß.

Die herkömmlich verwendete Kokille aus desoxydiertem Kupfer besitzt eine hohe thermische Leitfähigkeit und unterliegt daher den oben beschriebenen Nachteilen da desoxydiertes Kupfer nicht in jeder Hinsicht zufriedenstellende Eigenschaften bei hohen Temperaturen besitzt. Da die thermische Leitfähigkeit keinen bemerkenswerten Einfluß auf die Erstarrungskonstante ausübt, ist es erwünscht, eine Kokille zu schaffen, die aus einem Material hergestellt ist, das eine hohe Erweichungs- bzw. Schmelztemperatur besitzt und eine hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen, obgleich die Form eine niedrigere thermische Leitfähigkeit haben kann, als die bisher verwendeten Formen aus desoxydiertem Kupfer.

Aufgrund der durchgeführten Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß die bei Kokillen auftretenden Schwierigkeiten sowohl mit der Kokillentemperatur als auch mit der thermischen Spannung bzw. der thermischen Beanspruchung zusammenhängen, die bei dieser Temperatur auftreten. Die vorliegende Erfindung beruht auf den Erkenntnissen, die man durch die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen der Erweichungstemperatur des Kokillenmaterials und der Kokillentemperatur und den Zusammenhängen zwischen der 0,2%-Dehngrenze des Kokillenmaterials bei hohen Temperaturen und der inneren thermischen Spannung der Kokille erlangte.

Die Erfindung betrifft daher die Verwendung einer Legierung, bestehend aus 0,18 bis 0,85% Zinn und Rest Kupfer mit den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen, als Werkstoff für Kokillen, insbesondere für den Strangguß.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Legierung verwendet, die aus 0,18 bis 0,85% Zinn und Rest Kupfer besteht und außerdem 0,1 bis 0,7% Chrom, Silizium und/oder Magnesium enthält.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine Legierung verwendet, die 0,18 bis 0,4% Zinn, 0 bis 0,22% Magnesium, 0,3 bis 0.7% Silizium, 0,45 bis 2,5% Nickel, 0,02^bis 0,15% Silber, 0,02 bis 0,15% Lithium und Rest Kupfer enthält.

Die für die Herstellung von Kokillen erfindungsgemäß verwendete Legierung entsprechend der oben

ingegebenen Zusammensetzung wird vorzugsweise mit .•inem Verformungsgrad von 15 bis 40% kaluerfonvn.

Die Kokillen, die aus der erfindungsgt-.näß verwendeten Kupferlegierung hergestellt werden, besitzen eine thermische Leitfähigkeit von 40 bis 75% der thermischen Leitfähigkeil von reinem Kupfer, eine Erweichungstemperatur von mindestens 370⁰C und eine 0,2%-Dehngrenze von mindestens 32 kg/rnm-', wenn die thermische Leitfähigkeit bei 40% und höher liegt. Die erfindungsgemäß verwendete Kupferlegierung besitzt weiterhin eine Erweichungstemperatur von mindestens 27O°C und eine 0,2%-Dehngrenze von mindestens 21 kg/mm-, wenn die thermische Leitfähigkeit bei den oben angegebenen 75% liegt.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und der Figuren irr» einzelnen erläutert.

F i g. 1 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis des Zinngehaltes in der erfindungsgemäß verwendeten Kupferlegierung zu der Erweichungstemperatur und zu der Kokillentemperatur darstellt;

F i g. 2 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis des Zinngehaltes zu der inneren thermischen Spannung der Kokille und zu der Hochtemperaturfestigkeit der erfindungsgemäß verwendeten Kupferlegierung darstellt;

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Oiu-Grenze beim Warmschmieden von desoxydiertem Kupfer, bei 20% kaltverformiem gleichem Material und von dem mit der erfindungsgemäß verwendeten Legierung hergestelltem Produkt in Abhängigkeit von der Temperatur darstellt;

F i g. 4 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Glühtemperatur von 20% kaltverformtem desoxydiertem Kupfer und dem mit der erfindungsgemäß verwendeten Legierung zu ihren Härten darstellt.

Wie bereits oben beschrieben, beruhen die Schwierigkeiten bei den bekannten Kokillen auf den schlechten Hochtemperatureigenschaften des Kokillenmaterials. Demgemäß wurden Untersuchungen durchgeführt, bezüglich der, welche Anforderungen an die Hochtemperatureigenschaften eines Kokillenmateriftls zu stellen sind, um die oben angegebenen Schwierigkeiten zu beseitigen. Dabei wurden Zusammenhänge und Verhältnisse herausgefunden, die durch die folgenden Formeln (1) und (2) ausgedrückt werden:

T^ I4OO"C Γ^Λ S > 274" C λ"

Π)

(2)

In den oben angegebenen Formeln betragen die Werte für A =0,1 bis 0,9, ß=0,2 bis 1,0, C= 0,5 bis 3, Tist die für das Kokillenmatcrial charakteristische Erweichungstemperatur ("C), S ist die erforderliche Wannstreckgrenze do.: (kg/mm-), und λ ist die thermische Leitfähigkeit (%) des Werkstoffs, wenn angenommen wird, daß die thermische Leitfähigkeit einer reinen Kupferform bei 100% liegt, wobei jeweils A, B und C Konstanten sind, die im Zusammenhang und in Übereinstimmung mit der Konstruktion der Kokille, der Verfahrensbeclingungen und dergleichen bestimmt werden müssen.

Falls λ bestimmt wird, ergeben sich Tund 5durch die Formeln (1) und (2). Wenn die thermische Leitfähigkeil der Kokille reduziert wird, erhöht sich ihre Temperatur, <;<-> rlnß das Kokillenmaterial eine höhere Erweichungstemperatur und Hochtemperauirfcstigkeit haben muß, als sie sich durch die Formeln (1) und (2) ergeben. Falls ein Kokillenmaterial Hochteniperatureigensehaficn besitzt, entsprechend den in diesen Formeln angegebenen Zanlenwerten, dann wird eine aus diesen. Materialien hergestellte Kokille keine Verfahrensschwierigkeiten bereiten.

Unter Berücksichtigung der normalen Festigkeil von Kupferlegierungen muß die untere Grenze der thermischen Leitfähigkeit λ so sein, daß die Kokillentemperatur nicht über 400 C liegt, und zwar etwa bei 115 kcal/m · hr ■ "C oder 40%. Da das bisher für die Kokillen verwendete reine Kupfer die Formeln (1) und (2) nicht erfüllen kann, liegt die obere Grenze von λ bei 75%.

Wenn beispielsweise eine Kokille eine thermische Leitfähigkeit λ von 60% besitzt, dann muß der Werkstoff eine Erweichungstemperatur von mindestens 300⁰C und eine Warmstreckgrenze von mindestens 26 kg/mm² haben entsprechend den Formeln (I) und (2).

Eine Kupferlegierung, die die oben angegebenen Erfordernisse der thermischen Leitfähigkeit, Erweichungstemperatur und Hochtemperaturfestigkeit erfüllt, ist charakterisiert durch eine Zusammensetzung bzw. Mischung, die aus 0,18 bis 0,85% Zinn und Rest Kupfer besteht.

Der Zusatz von Zinn zu Kupfer bewirkt eine Erhöhung der Erweichungstemperatur und verbessert die Festigkeit bei hohen Temperaturen.

F i g. 1 zeigt das Verhältnis zwischen dem Zinngehalt der Kupferlegierungen und der Erweichungstemperatur, die kritisch ist, wenn die Form über längere Zeiträume verwendet wird. Im vorliegenden Fall liegt die Erhitzungszeit bei 100 Stunden und die Kupferlegierungen sind auf 20% kaltverformt. Der F i g. I ist zu entnehmen, daß das reine Kupfer eine Erweichungstemperatur von 220⁰C besitzt, während die Erweichungstemperatur auf 25O°C, 375°C und 415"C ansteigt, wenn der Zinngehalt auf 0,15%, 0,5% und 0,8% erhöht wird. Eine weitere Erhöhung des Zinngehaltes über 0,8% zeigt keine besondere Wirksamkeit hinsichtlich der Erhöhung der Erweichungstemperatur. Obgleich der Zusatz von Zinn ebenfalls die Kokillentemperatur erhöht, muß die Erweichungstemperatur immer höher sein als die Kokillentemperatur. Demgemäß wird die untere Grenze des Zinngehaltes bei 0,18% durch die Erweichungstemperatur bestimmt.

Mit der Erhöhung der zu Kupfer zugesetzten Zinnmenge erhöht sich zwar ebenfalls die Kokillentemperatur wie oben angegeben, jedoch steigt die Erweichungstemperatur in einem viel höheren Grade an als die Kokillentemperatur. Daher wird die Erhöhung des Zinngehaltes nicht durch die Erweichungstemperatur, sondern durch die Hochtemperaturfestigkeit begrenzt. In der Beschreibung wird später noch angegeben werden, daß der Zusatz von Zinn zu Kupfer die Hochtemperaturfestigkeit erhöht. Jedoch wird dit ! 'ochiemperaturfcstigkeit durch einen Zusatz von Zini über eine bestimmte Grenze hinweg nicht wesentlich verbessert, sondern die thermische Leitfähigkeit wirt dadurch erniedrigt und die Kokillentemperaiur erhöhl wodurch die thermischen Spannungen in der Kokilli wachsen. Demgemäß wird die obere Grenze de Zinnge'nahes so bestimmt, daß die Hochteniprrntiirfc stigkeil des Kokillcnmatcrials in einem Bereich liegt,de größer ist als die vorbestimnite innere thermisch Spannung der Kokille.

Fig. 2 zeigt das Verhältnis /wischen der Abnahm

der relativen Hochtemperaturfestigkeil (Kurve B). die sich aus der Abnahme der thermischen Leitfähigkeit ergibt, wenn der Zinngehalt in die Nähe seiner oberen Grenze erhöht wird, und der thermischen Spannung in der Kokille (Kurve A), die durch Erhöhung der Kokillentcnipenuur erzeugt wird. Die Festigkeit und die thermische Spannung sind als Ordinate und die Zinnmenge als Abszisse angegeben. Die kritische GrölJe ist die ["estigkeit des Kokillcnmaterials bei Kokillentemperatur. Die Verwendung von Materialien, die unterschiedliche thermische Leitfähigkeit besitzen, erzeugen invariabel eine Differenz der Kokillcntcmperatur, so daß die Differenz der Kokillcntcmperauir in Betracht gezogen werden muß. wenn Materialien unterschiedlicher Leitfähigkeiten bezüglich der Hochtempcraturfestigkcit verglichen werden. Dies bedeutet insbesondere, daß im ["alle einer Steigerung des Zinngehaltes der Kupfcr-Zinn-Legierung von 0,80 auf 0,90% kaum eine Veränderung der Festigkeit der Legierung bei konstanter Temperatur eintreten wird, jedoch wird die thermische Leitfähigkeit mit der Erhöhung der Zinnmengc erniedrigt und folglich wird die Kokillcntcmperatur erhöht. Daher muß also die Festigkeit des Materials bei höheren Temperaturen entsprechend der Erhöhung der Kokillcntcmperatur zugrunde gelegt werden. )c höher der Zinngchalt ist, desto niedriger ist die relative, kritische Hochtcmpcrattirfestigkeit. Aus der F i g. 2 ergibt sich, daß die Hoehiempcraiurfesiigkeit größer als die thermische Spannung der Kokille ist und die Kokille somit keiner plastischen Deformation unterliegen wird, wenn der Zinngchalt geringer ist als 0,85%, während die thermische Spannung höher als die Hochtcmpcraturfestigkcit ist, wenn der Zinngehalt größer als 0,85% ist. Daher liegt die obere Grenze für den Zinngehalt bei 0,85%.

Ein Zusatz von mindestens einem Metall wie Chrom. Silizium und Magnesium zu Kupferiegierutigen, die 0.18 bis 0,85% Zinn enthalten, erhöht die Erweichungstemperatur zusätzlich. Die Erweichungstemperatur einer Kupfcr-Zinn-Legierung mit einem Zinngchalt von 0,5%, die bei 390" C liegt, wird auf 450° C erhöht, wenn sie zusätzlich 0.3% Chrom enthält, auf 420"C und auf 430"C erhöht, wenn die Legierung zusätzlich 0,2% oder 0.5% Silizium enthält, und auf 420 und 440°C erhöht, wenn die Legierung zusätzlich 0,2 oder 0,5% Magnesium enthält.

Die Zugabe von mindestens einem Metall wie Chrom, Silizium oder Magnesium ergibt auch eine geringe Erhöhung der Festigkeit bei hohen Temperaturen und eine größere Erhöhung der KokillentempcraUir. Demzufolge ergibt sich auch eine geringe Erhöhung der relativen Festigkeit der Kokille bei der Kokillentcmperatur. Auf der anderen Seite erhöht sich die in der Kokille erzeugte thermische Spannung mit der Erhöhung der Kokillentemperatur. Daraus ergibt sich, daß die Menge des dritten Elementes, das zu der Kupferlegierung mit einem Zinngehait von 0.18 bis 0,85% zugesetzt wird, auf einen solchen Bereich begrenzt werden muß. daß die relative Festigkeit der Kokille niedriger ist als die in ihr auftretenden inneren thermischen Spannungen. Der Zusatz von mindestens einem Metall wie Chrom. Silizium oder Magnesium zu der oben angegebenen Kupferlegierung erzeugt eine Erhöhung von etwa 2 kg/mm² bei der relativen Hochtemperaturfestigkeil bei der Kokillcntcmperauir. Dies erlaubt eine Erhöhung der inneren thermischen Spannung in der Kokille um 2 kg/mm-, insbesondere aufgrund des Anstiegs der relativen Hochtemperaturfestigkeit im Vergleich mit dem Fall, daß kein Chrom oder Silizium oder Magnesium zugesetzt werden.

Die erlaubte Zunahme von 2 kg/mm' für die innere thermische Spannung der Kokille kann interpretiert werden als eine Erhöhung der Kokilleniemperatiu. clic

■·, wiederum als eine Reduzierung der thermischen Leitfähigkeil der Kokille augesehen werden kann. Daher kann die Legierung, die ein drittes Element enthält, eine um etwa 16kcn!/m hr ■ C niedrigere thermische Leitfähigkeit besitzen als die Kupfer Zinn

in Legierung. Dies bedeutet, daß die obere Grenze des zu der Kupfer-Zinn-Lcgicrung zugesetzten Chroms. Siliziums oder Magnesiums so bemessen werden kann, daß die thermische Leitfähigkeit um Ib kcal/m ■ hr ■ "C erniedrigt wird. Wenn Chrom oder Silizium oder

r, Magnesium zu einer Kupfcr-Zinn-Legierung mit einem Gehalt von 0,18 bis 0,85% Zinn zugesetzt werden, dann liegt die obere Gchaltsgrenze cirres dritten Elementes, das in der Legierung enthalten ist, bei 0,2% im Falle einer Kupfcr-Zinn-Lcgicrung mit einem Gehalt von

:n O,85°/o Zinn, die die niedrigste thermische Leitfähigkeit besitzt, und bei 0,7% für eine Kupfcr-Zinn-Legierung mit einem Zinngchalt von 0,18%, die die höchste thermische Leitfähigkeit besitzt. Wenn zwei oder drei Elemente der angegebenen Metalle Chrom, Silizium und Magnesium kombiniert zugesetzt werden, dann liegt die obere Grenze der kombinierten Menge dieser Elemente ebenfalls bei 0,7%. ("alls die Menge von mindestens einem Element Chrom oder Silizium oder Magnesium unter 0,1% liegt, dann wird das dritte

in Element die Erweichungstemperatur nicht wesentlich erhöhen.

Demgemäß erteilen die Kupfer-Zinn-Lcgierung, die 0,18 Vis 0,85% Zinn enthält und Rest Kupfer, mindestens ein Element wie Chrom, Silizium und Magnesium

r> enthalten, und zwar vorzugsweise von einer Gesamtmenge von 0.1 bis 0,7%.

Bei einer bevorzugt verwendeten Ausführungsform der Kupfer-Zinn-Legicrung nach der Erfindung enthält die Legierung 0,18 bis 0,4% Zinn und zusätzlich 0 bis 0,22% Magnesium, 0,3 bis 0.7% Silizium, 0,45 bis 2,5% Nickel. 0,02 bis 0,15% Silber und 0,02 bis 0.15% Lithium. Der Zusatz von 0 bis 0,22% Magnesium und 0,3 bis 0,7% Silizium soll der Legierung eine höhere Erweichungstemperatur und eine höhere Festigkeit bei hohen

4-, Temperaturen geben. Der Zusatz von 0.45 bis 2,5% Nickel erzeugt ähnliche Effekte. Der Zusatz von 0,02 bis 0,15% Silber führt zu einer Erhöhung der Erweichungstemperatur. Der Verwendung von 0,02 bis 0,15% Lithium führt zu einer feineren kristallinen Struktur der

-,o Legierung. Vorzugsweise werden die Kupferlegierungen nach der Erfindung einer 15- bis 40%iger Kaltverformung unterworfen und daraus die Kokiller hergestellt. Wenn der Verformungsgrad niedriger ist al; 15%, dann wird die Legierung nicht die erwünschte

•η Festigkeit für einen Kokillenwerkstoff besitzen, wäh rend ein Verformungsgrad von mehr als 40% zu einen Material mit einer Erweichungstemperatur führt, dii unter dem erwünschten Niveau liegt.

Beispiel 1

Die nach diesem Beispiel hergestellte Kupfcrlegk

,ν, rung bestand aus 0,6% Zinn und Rest Kupfer. Di Kupferlegierung wurde einer 20%igen Kaltvcrformun unterworfen und daraus eine Kokille hergestellt, die einer kontinuierlichen Gießvorrichtung eingesetzt ur

geprüft wurde. Während sich bei herkömmlichen Kokillen aus desoxydiertem Kupfer schon nach etwa 50maligein Gießen Deformationen zeigten, konnte die mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung hergestellte Kokille für den Gußvorgang etwa 150ml verwendet werden. Eine solche Kokille wird im folgenden beschrieben im Vergleich mit Kokillen aus einem warmgeschmiedeten desoxydierten Kupfer, die weit verbreitet Verwendung finden, und im Vergleich mit einem 20% kaltverformen desoxydierten Kupfer.

Die Temperatur der Kokille aus desoxydiertem Kupfer wurde gemessen und daraus deren thermische Spannung berechnet. Es wurde festgestellt, daß die Kokillentempcratur bei etwa 240"C liegt und die thermische Spannung bei etwa 19 kg/mm².

In F i g. 3 ist das Verhältnis zwischen der Erhöhung der Temperatur und der Festigkeit dargestellt. Die 0,2%-Dehngrcnze ist als Ordinate und die Temperatur als Abszisse angegeben. Die aus warmgeschmiedelem desoxydiertem Kupfer hergestellte Kokille hat eine Festigkeit von etwa 5 kg/mm² bei 240⁰C und unterliegt daher sehr stark plastischen Deformationen aufgrund der inneren thermischen Spannung. Dadurch entstehen Schwierigkeiten beim Arbeiten mit solchen Kokillen. Die Kaltverformung verleiht dem desoxydierten Kupfer eine bedeutend höhere Festigkeit als dem warm geschmiedeten Kupfer, jedoch zeigt ein desoxydiertcs Kupfer selbst .lach einer Kaltverformung bis zu 20% eine Festigkeit von etwa 9 kg/mm² bei 24O⁰C und diese ist bedeutend niedriger als die thermische Spannung. Das nach der vorliegenden Erfindung hergestellte Produkt hat eine Festigkeit von etwa 35 kg/mm^: bei Raumtemperatur. Dies ist ein Wert, der etwa fünfmal so groß ist als der entsprechende bei warmgeschmiedetem desoxydiertem Kupfer erhaltene Wert. Bei 240'C hat die mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung hergestellte Form eine Festigkeil von etwa 27 kg/mm-' und dies ist bedeutend höher als die thermische Spannung.

F i g. 4 zeigt das Verhältnis zwischen der Glühtemperatur und der Härte nach 1 und 10 Stunden Glühzeit. Die i lärte ist als Ordinate angegeben und die Glühtemperatur als Abszisse. Desoxydiertes Kupfermateri.il, das einer 20%igen Kaltverformung unterzogen wurde, erweichte bei Temperaturen von über etw;< 270'C. wenn die Erhitzungszeit 1 Stunde betrug und erweichte bei Temperaturen von über etwa 200°C, wenn die Erhitzungszcu 100 Stunden betrug. Wenn dagegen die unmeldungsgemäß zu verwendende Legierung eine Stunde oder 100 Stunden lang erwärmt wurde, dann war die Differenz der Erweichungstemperatur zwischen beiden Versuchsprodukten sehr gering. Selbst wenn sie 100 Stunden lang erhitzt wurde, erweicht sie nicht bei Temperaturen unter etwa 390°C. Das ist eine um etwa 170'C höhere Erweichungstemperatur als die Erweichungstemperatur für ein 20% kaltverformtcs desoxy· dienes Kupfer und ist natürlich bedeutend höher als die Kokillentemperatur.

Aus den obigen Angaben ist zu ersehen, daß die mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung hergestellte Form eine HochtemperaUirfesiigkeii besitzt, die bedeutend größer ist als die innere thermische Spannung der Kokille. Weiterhin besitzt die so hergestellte Kokille eine Erweichungstemperatur, die höher ist als die Kokillenlcmperalur. Aus diesem Grunde können die aus der erfindungsgemäßeu Legierung hergestellten Kokillen über längere Zcitriiume bei Gießverfahren Verwendung finden.

Beispiel 2

Die nach diesem Beispiel hergestellte Kupferlegierung enthielt 0,3% Zinn und Rest Kupfer. Diese Kupferlegierung wurde einer 20%igen Kaltverformung Ί unterworfen und es wurde daraus eine Kokille hergestellt, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht wurde. Man konnte feststellen, daß diese Form etwa lOOnial bei einem kontinuierlichen Gießverfahren verwendet werden konnte.

Beispiel 3

Die nach diesem Beispiel hergestellte Kupferlegierung bestand aus 0.75% Zinn und Rest Kupfer. Diese Kupferlegierung wurde einer 20%igen Kaltverformung ι·-, unterworfen und daraus wurde eine Kokille hergestellt, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben untersucht wurde. Diese Kokille konnte etwa 170mal bei einem kontinuierlichen Gießverfahren verwendet werden.

Beispiel 4

Die nach diesem Beispiel hergestellte Kupferlegierung bestand aus 0,5% Zinn, 0,5% Chrom und Rest Kupfer. Diese Kupferlegierung wurde einer 20%igen _>-, Kaltverformung unterworfen und daraus eine Kokille hergestellt, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben untersucht wurde. Diese Kokille konnte etwa 250mal bei einem kontinuierlichen Gießverfahren verwendet weiden.

Beispiel 5

Die nach diesem Beispiel hergestellte Kupferlegierung bestand aus 0,4% Zinn, 0,2% Silizium und Rest Kupfer. Diese Kupferlegierung wurde einer 20%igen π Kaltverformung unterworfen und es wurde daraus eine Kokille hergestellt, die in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben untersucht wurde. Diese Kokille konnte etwa 200ιη;ΐϊ bei einem kontinuierlichen Gießverfahren verwendet werden.

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Beispiel ο

Die nach diesem Beispiel hergestellte Kupferlegierung bestand aus 0.4% Zinn. 0.2% Magnesium und Rest Kupfer. Diese Kupferlegierung wurde einer 20%igcn Γι Kaltverformung unterworfen und dann daraus eine Kokille hergestellt, die in gleicher Weise wie in Beispiel 1 untersucht wurde. Diese Kokille konnte etwa 200ma! bei einem kontinuierlichen Gießverfahren verwendet werden.

'" Beispiel 7

Die nach diesem Beispiel hergestellte Kupferlegic rung bestand aus 0,4% Zinn, 0,2⁰/o Chrom, 0,2% Siliziutr 0,15% Mangcsium und Rest Kupfer. Diese Kupferlegie

-,-, rung wurde einer 20%igen Kaltverformung unterwor fen und es wurde daraus eine Kokille hergestellt, die i der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschriebe untersucht wurde. Diese Kokille konnte etwa 300mal bi einem kontinuierlichen Gießverfahren verwendet wc

hu den.

Beispiel H

Die nach diesem Beispiel hergestellte Kupferlegi rung bestand aus 0,4% Zinn, 1,9% Nickel, 0,4% Siliziu „-, 0,1% Silber, 0,05% Lithium und Rest Kupfer. Die
hergestellte Kupferlegierung wurde einer 20%ig Kaltverformung unterworfen und dann daraus el· Kokille hergestellt, die in gleicher Weise wie in Beisp

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Legierung, bestehend aus 0,18 bis 0,85% Zinn und Rest Kupfer mit den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen, als Werkstoff für Kokillen.

2. Verwendung der Legierung nach Anspruch 1 als Wirkstoff für Stranggießkokillen.

3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1, die außerdem insgesamt 0,1 bis 0,7% Chrom, Silicium und/oder Magnesium enthält, für den Zweck nach Anspruch I oder 2.

4. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 3 mit der Maßgabe, daß der Gehalt an Legierungszusätzen so bemessen ist, daß die thermische Leitfähigkeit etwa 16 kcal/m ■ h · ⁰C beträgt, für den Zweck nach Anspruch I oder 2.

5. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 2 oder 3, die bei Gehalten von 0,18 bis 0,4% Zinn, 0 bis 0,22% Magnesium, und 0,3 bis 0,7% Silicium außerdem noch 0,45 bis 2,5% Nickel, 0,02 bis 0,15% Silber und 0,02 bis 0,15% Lithium enthält, für den Zweck nach Anspruch I oder 2.

6. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, die mit einem Verformungsgrad von 15 bis 40% kaltverformt worden ist, für den Zweck nach Anspruch 1 oder 2.