DE2635443C2 - Verwendung einer Kupferlegierung - Google Patents
Verwendung einer KupferlegierungInfo
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- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Kupferlegierung, bestehend aus 13 bis 4% Eisen, bis zu
0,04% Bor, Lithium, Calzium, Magnesium oder Phosphor als Desoxidationsmittel. Rest Kupfer mit üblichen
Verunreinigungen.
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
Zur Erhöhung der Warmfestigkeit ist vorgeschlagen worden, Stranggießkokillen aus einer Legierung mit
mindestens 85% Kupfer und wenigstens einem weiterer*, 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 (AT-PS 2 34 930).
Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit ist deshalb ein Kupferwerkstoff für Stranggießkokillen bekanntgeworden,
der aus 0,05 bis 0,08% Chrom und 0,005 bis 0,04% Phosphor, Rest Kupfer besteht. Durch Kaltverformung
ist eine Brinellhärte von 120 bei einer thermischen Leitfähigkeit von mindestens 80% des reinen
Kupfers erreichbar. Die Entfestigungstemperatur liegt oberhalb 350° C (DE-AS 23 18 662).
Alle diese Lösungen haben als Werkstoffe für Stranggießkokillen
noch nicht vollauf befriedigen können.
Dementsprechend besteht die Erfindung in der Verwendung einer Kupferlegierung, bestehend aus 1,5 bis
4,0% Eisen, bis zu 0,04% der Desoxidationsmittel, Bor, Lithium, Calzium, Magnesium oder Phosphor und Rest
Kupfer mit üblichen Verunreinigungen, im ausgehärteten Zustand als Werkstoff für Stranggießkokillen, insbesondere
zum Stranggießen hochschmelzender Metalle.
Vorzugsweise besteht die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung aus 2,0 bis 2,5% Eisen, zusätzlich
0,05 bis 0,25% Zirkonium und 0,005 bis 0,02% Phosphor, Rest Kupfer.
Insbesondere Her Zusatz von Zirkonium begünstigt die Verwendung der Kupferlegierung für Stranggießkokillen.
Die Legierung zeichnet sich durch besonders günstige mechanische und physikalische Eigenschaften aus.
Sie hat eine Wärmeleitfähigkeit, die über 70% der des reinen Kupfers liegt Die Werte für die Warmfestigkeit,
die Warmverfonnbarkeit sowie für die Erweichungstemperatur
liegen ebenfalls in einem für Stranggießkokillen äußerst günstigen Bereich. Die Brinellhärte als
Maßsstab für die Abriebfestigkeit erreicht Werte von über 120. Eine weitere wesentliche Anforderung bei
Stranggießkokillen ist eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Kühlwasser, die durch die angegebene
Kupferlegierung erfüllt wird.
Aus der US-PS 21 37 281 ist zwar eine Kupferlegierung, bestehend aus 0,1 bis 5% Eisen und 0,1 bis 3%
Zirkonium bekannt, jedoch soll dieser Werkstoff lediglich für Gegenstände verwendet werden, die eine hohe
Härte und eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen müssen. Deshalb wird diese Legierung für die Herstellung
von Elektroden für die elektrische Widerstandsschweißung
vorgeschlagen. Aus dieser US-PS können keine Folgerungen auf das Verhalten der Kupferlegierung
in dem für die Erfindung relevanten Bereich gezogen werden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
Eine Kupferlegierung mit 2,5% Eisen, 0,15% Zirkonium und 0,01 % Phosphor, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen
wurde zunächst zu einem Block mit 420 mm Durchmesser vergossen und bei ca. 9500C zu
einem Rohr mit einem Außendurchmesser von 220 mm stranggepreßt und anschließend abgeschreckt. Das
Rohr wurde dann in mehreren Ziehstufen um 50% kaltverformt,
wobei der Außendurchmesser auf 150 mm reduziert wurde. Das Rohr wurde dann bei 475° C IV2
Stunden geglüht und abgekühlt. Anschließend erfolgte die Fertigbearbeitung zur Rohrkokille.
Nach dieser Behandlung wies die fertige Stranggießkokille folgende Kennwerte auf:
Thermische Leitfähigkeit
Erweichungstemperatur
Härte HB 2,5/62,5
Zugfestigkeit
Bruchdehnung
Härte HB 2,5/62,5
Zugfestigkeit
Bruchdehnung
70% des reinen
Kupfers
6000C
145
420N/mm2
15%
Auch nach längerer Betriebszeit konnten bei der Stranggießkokille die bei den bisherigen Kokillen aufgetretenen
Fehler wie Einziehen der Kokille und Warmrißbildun£ im Badspiegelbereich nicht festgestellt werden.
Ebenso waren die Verschleißerscheinungen am unteren Kokillenende deutlich geringer.
Aus einer Kupferlegierung mit 2,3a% Eisen, 0,10%
Zirkonium und 0,03% Phosphor wurde eine Walzbramme gegossen, die bei 9500C mit einer Querschnittsabnahme
von 60% warmgewalzt und darauf schnell abgekühlt wurde. Die Platte wurde dann oberflächenbearbeitet
und in mehreren Walzstufen um 45% kaltverformt Anschließend wurde die Platte bei 5000C 1 Stunde
geglüht und langsam im Ofen abgekühlt. Nach dem Glühen wurde die Platte durch Abwälzen um weitere
38% kaltverformt und 10 Stunden lang bei 450°C geglüht.
Anschließend erfolgte die Fertigbearbeitung zu Kokillenplatten. Die Platten wiesen folgende Kennwerte
auf:
Thermische Leitfähigkeit
Erweichungstemperatur
Härte HB 2,5/62,5
Zugfestigkeit
Erweichungstemperatur
Härte HB 2,5/62,5
Zugfestigkeit
73% IACS
550° C
125
392N/mm2
550° C
125
392N/mm2
Bruchdehnung ■ 18%
Warmfestigkeit bei 300° C 321 N/mm2
Brucheinschnürung bei 300° C 63%
Die aus diesen Platten hergestellte Kokille wies nach
einer Betriebsdauer von 450 Chargen eine außergewöhnliche Maßhaltigkeit in dem den Strang formenden
Kokillenhohlraum auf, was auf die hohe Warmfestigkeit
des Werkstoffes zurückzuführen ist So betrug zum Beispiel die Längenkontraktion nach der obengenannten
Gießreise weniger als 0,025%.
einer Betriebsdauer von 450 Chargen eine außergewöhnliche Maßhaltigkeit in dem den Strang formenden
Kokillenhohlraum auf, was auf die hohe Warmfestigkeit
des Werkstoffes zurückzuführen ist So betrug zum Beispiel die Längenkontraktion nach der obengenannten
Gießreise weniger als 0,025%.
Bei den herkömmlichen Kokillenwerkstoffen aus
Kupfer wurden Werte von bis zu 1,5% festgestellt
Kupfer wurden Werte von bis zu 1,5% festgestellt
10
15
20
25
30
40
45
50
55
60
Claims (2)
1. Verwendung einer Kupferlegierung, bestehend aus 1,5 bis 4% Eisen, bis zu 0,04% Bor, Lithium,
Calzium, Magnesium oder Phosphor als Desoxidationsmittel,
und Kupfer als Rest mit üblichen Verunreinigungen im ausgehärteten Zustand als Werkstoff
für Stranggießkokillen.
2. Verwendung einer Kupferlegierung nach Anspruch 1 mit 2 bis 2J5°h Eisen, zusätzlich 0,05 bis
0,25% Zirkonium und 0,005 bis 0,02% Phosphor für den in Anspruch 1 genannten Zweck.
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---|---|---|---|
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GB2980877A GB1533944A (en) | 1976-08-06 | 1977-07-15 | Continuous casting mould employing a copper alloy |
ES460934A ES460934A1 (es) | 1976-08-06 | 1977-07-21 | Perfeccionamientos en la fabricacion de lingoteras para co- lada continua. |
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SE7708919A SE433455B (sv) | 1976-08-06 | 1977-08-05 | Anvendning av en kopparledning for strenggjutningskokiller |
BE179930A BE857517A (fr) | 1976-08-06 | 1977-08-05 | Utilisation d'un alliage de cuivre |
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---|---|---|---|
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DE2635443C2 true DE2635443C2 (de) | 1984-10-31 |
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Family Applications (1)
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FI (1) | FI60820C (de) |
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GB (1) | GB1533944A (de) |
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