DE2647874C2

DE2647874C2 -

Info

Publication number: DE2647874C2
Application number: DE2647874A
Authority: DE
Inventors: Mihaly Dr. Stefan; Lajos Almashegyi; Csaba Horvath; Geb. Helesfai Agnes Madarasz; Peter Dr. Arato; Jozsef Budapest Hu Geiger
Original assignee: CSEPELI FEMMUE BUDAPEST HU
Current assignee: CSEPELI FEMMUE BUDAPEST HU
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1976-10-22
Publication date: 1987-07-16
Also published as: AT351276B; BE847490A; DE2647874A1; GB1503868A; YU39046B; FR2328537B1; RO69918A; ATA791176A; CS205044B2; HU170948B; SE432784B; FR2328537A1; US4284436A; NL183468C; PL127178B1; IN146940B; LU76050A1; BG43695A3; DD126586A5; SE7611765L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der Praxis der Buntmetallhalbfabrikate erzeugenden Betriebe ist es bekannt, daß für die Fertigung von Bändern aus Kupfer und Kupferlegierungen gegenwärtig zwei, vor allem in den auf das Schmelzen folgenden Gießverfahrens weisen voneinander abweichende, Verfahren angewandt werden.

Im Falle des älteren, aber auch heute noch weitverbrei tet angewandten Verfahrens wird aus dem geschmolzenen Metall oder aus der geschmolzenen Metallegierung ein den Gegebenheiten der Walzwerkeinrichtungen entsprechender Block in kontinuierlicher oder halbkontinuierlicher Weise in die Kokille gegossen. Die so erhaltenen Blöcke werden gepreßt beziehungsweise warm oder kalt gewalzt. Im Laufe des Kaltwalzens werden in Abhängigkeit von der Plastizität der Substanz beziehungsweise von den zu erzielenden mechanischen Eigenschaften mehrmals Wärmebehandlungs- und Beizarbeitsgänge, deren Zahl vor allem von der Plastizität des Metalles oder der Metallegierung abhängt, angewandt (Adamec, R. und Leder, R. , Metall, 1972, Heft 4, Seiten 328 bis 332).

Im Falle des moderneren anderen Verfahrens wird unter Verwendung einer Graphitkokille ein mindestens 10 mm dickes und höchstens 500 bis 600 mm breites Band gegossen, das durch wiederholtes Kaltwalzen, Wärmebehandeln und Beizen auf Fertigmaß bearbeitet wird. In Abhängigkeit von der Plastizität der Substanz muß vor dem Formen häufig auch eine homogenisierende Wärmebehandlung angewandt werden (Gooszens, H. und Nosch, E., Zeitschrift für Metallkunde, 64 (1973), 79 bis 84). Der Vorteil dieser Verfahrens technik liegt in der günstigeren Materialausbeute, der einfa cheren Bearbeitungsmöglichkeit und dem größeren Spulengewicht. Gegenwärtig ist jedoch die Fertigung von Bändern oder Platten aus eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Kupfer, Beryllium bronze und Aluminiumbronze nach diesem Verfahren nicht bekannt.

Bei beiden Verfahren verursachen die säulenartige oder radiale Kristallstruktur mit ungünstigen Abmessungen und Richtungen sowie die verschiedenen häufig vorkommenden ver unreinigenden Elemente, welche die Plastizität der Substanz herabsetzen und sowohl beim Kaltformen als auch beim Warmfor men Risse herbeiführen sowie ferner ungünstige Wirkungen auf die Materialausbeute und die zu erzielenden Eigenschaften ha ben, bedeutende Probleme. Die Lage wird noch dadurch kompli ziert, daß sich die aus dem Fabrikationsvorgang zum Schmelzen zurückgelangenden Substanzen häufig miteinander vermischen und mit schädlichen Verunreinigungen verunreinigt werden.

Zur Verminderung der schädlichen Wirkung der in niedriger Konzentration in das Kupfer und in die Kupferlegierungen ge langenden einzelnen Elemente werden der Schmelze häufig ent sprechende Legierungszusätze, zum Beispiel zur Senkung des Sauerstoffgehaltes des Kupfers Phosphor, Lithium oder Magnesium, zugemischt. Ein großer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Legierungselemente im Überschuß zuge setzt werden müssen und das zurückbleibende desoxydierende Element auf eine der wichtigsten Eigenschaften des Kupfers, nämlich die elektrische Leitfähigkeit, eine schädliche Wirkung hat.

Sauerstofffreies Kupfer hoher Leitfähigkeit wird häufig durch Schmelzen unter Vakuum oder in einem Kohlenoxyd ent haltenden Schutzgas hergestellt, das horizontale kontinuier liche Bandgießen aus dem auf diese Weise geschmolzenen Kupfer ist jedoch bis heute noch nicht gelöst.

In der Technik, insbesondere bei der Fertigung von zum Tiefziehen zu verwendenden Bändern, ist es ein altes Bestreben, die das Tiefziehen oder die Weiterformung schädlich beein flussende sogenannte Texturbildung zu vermindern, die beim Kaltwalzen von über 70% Querschnittsverminderung und bei entfestigenden Wärmebehandlungen über 400°C im Kupfer bezie hungsweise in den Kupferlegierungen auftritt. Es wurde fest gestellt, daß die schädliche Anisotropie beziehungsweise Textur in 0,1 Gew.-% Cadmium und 0,1 Gew.-% Beryllium sowie weniger als 0,01 Gew.-% Phosphor enthaltendem Kupfer entsteht, bei einem Cadmiumgehalt von 1,5 Gew.-%, einem Beryllium gehalt von 0,5 Gew.-% und einem Phosphorgehalt von 0,05 Gew.-% aber nicht mehr (Verö, J.: Allgemeine Metallographie, Band II, Eigenschaften der Metalle und Legierungen (auf ungarisch), Akad´miai Kiadó, Budapest 1956, Seite 360). Mit dieser Menge Legierungselemente ist aber das Kupfer für elektrische Leiter bereits ungeeignet.

Isotrope Eigenschaften können auch durch Kaltwalzen mit geringerer (50 bis 60%igen) Querschnittsverminderung und mit häufigerem Entfestigen sichergestellt werden. Bei diesem Verfahren sind aber die Ausnutzung des Walzwerkes und damit die Wirtschaftlichkeit in hohem Maße herabgesetzt und der Auf wand wesentlich erhöht.

Aus dem Fachschrifttum und aus der allgemeinen Industrie praxis ist die schädliche Wirkung einzelner verunreinigender Elemente, wie des Wismutes, Bleies, Schwefels, Sauerstoffes, Eisens mit Phosphor, Arsens und Antimons, auf die Warmplasti zität des reinen Kupfers und der Kupferlegierungen mit α-Struktur, wie von Kupfer/Nickel, Neusilber, Messing, Zinn- und Aluminiumbronzen, bekannt. Am bekanntesten ist die schäd liche Wirkung der am häufigsten vorkommenden Bleiverunreini gung. Der zulässige Bleihöchstgehalt ist in α-Messing 0,02 Gew.-%, in Neusilber 0,015 Gew.-% und in Zinnbronze 0,004 Gew.-%. Ein höherer Bleigehalt bewirkt beim Warmformen und beim horizontalen kontinuierlichen Bandgießen Brüche und Risse und beim Kaltwalzen in hohemMaße Randrisse und die Materialien werden für die Weiterverarbeitung vollkommen un geeignet oder können nur unter bedeutenden Verlusten und auf Kosten einer Güteminderung aufgearbeitet werden.

Zur Beseitigung der schädlichen Wirkung des Bleies und Wismutes auf die Warmverformbarkeit des Kupfers und der Kupfer legierungen werden mit Blei und Wismut Metallverbindungen von hohem Schmelzpunkt bildende Elemente mit den Grundmetallen legiert. Zur Verbesserung der Warmformbarkeit werden verun reinigtem Kupfer Calcium, Cer oder Zirkon, Messingen Cer Zirkon, Lithium oder Uran und Neusilber Cer zugesetzt (Malzewe) und Mitarbeiter, Metallografÿa zvetnüh metallow i splawow. Metallurgisdat, Moskau 1960, Seite 19). Alle diese die Warm formbarkeit verbessernden Verfahren sind aber zum Verfeinern der Kristallkörnchen oder zur Ausschaltung der ungünstigen Säulenstruktur nicht geeignet (Jackson und Mitarbeiter, Journal of Inst. of Metals 98 (1970), 198); Gooszens und Nosch, Zeitschrift für Metallkunde 64 (1973), 82).

Die die Warmformbarkeit herabsetzende Wirkung der Schwe felverunreinigung wird in der technischen Praxis im Falle von Kupfer/Nickel-Legierungen durch Zugabe von Mangan und Magnesium und im Falle von Neusilber durch Zugabe von Mangan ausgeschaltet.

Bisher war kein sowohl beim reinen Kupfer als auch bei den Kupferlegierungen anwendbares einheitliches Verfahren bekannt, durch welches die schädliche Wirkung der ungünstigen Kristall struktur und der Verunreinigungen behoben und eine vorteilhafte Kristallstruktur bewirkt wird, so daß die Kaltverformbarkeit in bedeutendem Maße erhöht und auch eine intensive (70 bis 99%ige) Kaltverformung ermöglicht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile der bekannten Verfahren ein einheitlich anwend bares Verfahren zur Herstellung von Bändern aus Kupfer oder Kupferlegierungen zu schaffen, durch welches in den zum Schmelzen des Kupfers und der Kupferlegierungen sowie zum horizontalen kontinuierlichen Gießen verwendeten Einrichtungen sowohl aus dem reinen Metall als auch aus den in die Schmelze zurückgelangten Abfällen mit für den Einsatz schädlichem Verunreinigungsgehalt Bänder mit höherer Formbarkeit, geregel ter Kristallstruktur und besserer Qualität hergestellt werden können, die sich auch für ein intensives (70 bis 99%iges) Kaltverformen eignen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Legierungszusatz Zirkoniumborid der Schmelze in einer Menge von 0,01 bis 0,075 Gew.-% zugegeben wird, wobei bis zu 50 Gew.-% des Zirkonium borids durch Boride der Elemente Titan, Vanadium, Niob, Kobalt, Calcium und/oder Magnesium ersetzt sein können, und das Band mit einer linearen Geschwindigkeit von 1,5 bis 7,5 mm/s kristallisiert wird.

In der US-PS 12 95 434 wird der Zusatz von 0,01 bis 1% Bor zu Kupferlegierungen beschrieben.

In "J. Inst. Metals", 98, (1970), Seiten 193 bis 198 wird angegeben, daß das Verhältnis von Zirkonium zu Blei in derartigen Legierungen ungefähr 1 betragen muß, um eine aus reichende Duktilität des warmen Werkstoffs zu erhalten. Kei ne dieser Literaturstellen erwähnt den Zusatz von Zirkonium und Bor in Form von Zirkoniumborid. Vielmehr werden diese Elemente getrennt zugesetzt. Darüber hinaus liegt der vor liegenden Erfindung die Feststellung zugrunde, daß durch die Zugabe von Zirkoniumborid die Kaltverformbarkeit einer je den Kupferlegierung verbessert werden kann und nicht nur von Messing oder eine CuNi-Legierung. Demgemäß werden in diesen beiden Literaturstellen auch keine Legierungen mit Niob, Calcium oder Kobalt erwähnt.

Erfindungsgemäße Versuche haben gezeigt, daß weder der Zusatz von Bor noch Zirkonium die im Zusammenhang mit einer guten Kaltverformbarkeit erforderliche Kornverfeinerung bedingt und auch durch einen getrennten Zusatz von Zirkonium und Bor die gewünschte Wirkung nicht erzielt wird. Nur beim Einsatz von Zirkoniumborid werden unter den Bedingungen des konti nuierlichen Bandgießens die Partikel in Form von zur Ober fläche senkrechten Säulen durch Kristallite mit gleicher Achse abgelöst und demzufolge sinkt die Neigung zum Reißen beim Formen, wodurch die Kaltverformbarkeit verbessert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemä ßen Verfahrens wird dann, wenn die Kupferlegierungsschmelze mehr als 0,015 Gew.-% Blei enthält, Zirkonium der Schmelze in einer Menge zugegeben, die mindestens dem stöchiometri schen Wert des Anteils von Blei entspricht, der 0,015 Gew.-% übersteigt. Durch diese bevorzugte Maßnahme wird die Wirk samkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders gestei gert.

Daher bewirkt die Zugabe von Zirkoniumborid eine beträchtli che Erhöhung der Kaltverformbarkeit der durch horizontales kontinuierliches Bandgießen hergestellten Produkte sowohl im Falle von metallischem Kupfer als auch im Falle von Kupferlegierungen, so daß sich die Verwendung von mehreren Zusatzstoffen erübrigt. Das Zirkoniumborid behält seine günstige Wirkung auch im Falle von mehrmaligen Wiederschmelz arbeitsgängen bei; wenn eine mit diesem Zusatzstoff herge stellte Bandspule aus Kupfer oder einer Kupferlegierung nach intensivem Kaltwalzen einer entfestigenden Wärmebehandlung unterworfen wird, ist keine eine Anisotropie der mechanischen Eigenschaften herbeiführende nachteilige Texturbildung nach weisbar. Diese Feststellung ist sehr überraschend, weil auf die Wirkung der orientierten Kristallisation und der starken Kaltverformung und Wärmebehandlung eine nachteilige Textur bildung zu erwarten war.

Das gegossene Kupfer- oder Kupferlegierungsband kann in einer inerten Gasatmosphäre und/oder in Wasser abgekühlt werden.

Erfindungsgemäß wird vorzugsweise in der Weise vorgegangen, daß im Ofen einer kontinuierlichen Gießeinrichtung die Einstellung des Mikrolegierungsgehaltes unter Berücksichtigung der wiederholt zum Schmelzen zurückgelangenden Abfälle auf 0,01 bis 0,075 Gew.-%, insbesondere 0,020 bis 0,075 Gew.-%, Zirkoniumborid durch Einspeisen von höchstens 5 Gew.-% Zirkoniumborid (ZrB₂) enthaltenden Kupfer oder Kupferlegie rungen, gegebenenfalls bei Ersatz von höchstens 50 Gew.-% des Zirkoniumgehaltes des Zirkoniumborides (ZrB₂) durch eines oder mehrere der Metalle Titan, Vanadium, Niob, Calcium, Magnesium und Kobalt, bewerkstelligt wird.

Die zur Erhöhung der Wirksamkeit des Verfahrens im Ofen zweckmäßigerweise angewandte Inertgasschutzatmosphäre und sekundäre Kühlung werden durch Blasen auf das aus einer Graphitkristallisiereinrichtung austretende Band erzeugt. Die mit einer linearen Geschwindigkeit von 1,5 bis 7,5 mm/s orientiert kristallisierte Bandspule (nach dem Homogenisieren die q- oder δ-Phase enthaltende Legierungen) wird je nach Legierung, fertigem Bandmaß sowie gewünschten Eigenschaften (wie Weichheit und spezielle Federhärte) einem 70 bis 99% igen intensiven Kaltwalzen unterworfen.

Die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind wie folgt:

a) Es ist technisch beziehungsweise industriell leicht durchführbar.
b) Es ermöglicht die wirtschaftliche Band fertigung aus reinem Kupfer und allen Kupferlegierungen (wie α-Sr, α- + β-Sr, Neu silber [Alp], Kupfer/Nickel [CuNi] und Bronzen einschließlich der Aluminium-, Beryllium-, Zinn- und Chrombronzen, eine wesentliche Ver minderung des Material- und Energieverbrauches sowie die optimale Ausnutzung der Walzwerk einrichtungen.
c) Es ermöglicht die sichere und wirtschaftliche Aufarbeitung der aus dem Fabrikationsprozeß zurückkehrenden, gegebenenfalls verunreinigten, Abfälle.
d) Es ermöglicht die Qualitätserhöhung der Band produkte des Walzwerkes sowie die Sicherstellung homogener isotroper mechanischer Eigenschaften.
e) Es ermöglicht Einsparungen an Wärmebehandlungs- und Beizarbeitsgängen.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Zur Herstellung eines 0,2 mm dicken weichen Kupferbandes wurde wie folgt vorgegangen.

Zunächst wurde in einem Induktionskanalofen eine Kupfer kathode geschmolzen. Während des Schmelzens wurde das Bad mit trockener Holzkohle bedeckt. Als die Temperatur des Metallbades 1200°C erreichte, wurde es in den Warmhalte ofen einer kontinuierlichen Bandgießmaschine abgelassen. Nach der Beendigung des Ablassens wurde den 600 kg Schmelze 0,03 Gew.-% Zirkoniumborid (ZrB₂), bezogen auf die Metall menge, in Form von 3,6 kg einer 5 Gew.-% Zirkoniumborid (ZrB₂) enthaltenden Kupfer/Zirkoniumborid-Legierung (Cu-ZrB₂- Legierung) zugesetzt, worauf das Gießen in Gang gesetzt wurde. So wurde ein 15 mm dickes und 250 mm breites Band mit einer Kristallisationsgeschwindigkeit von 3,33 mm/s kristallisiert, wobei kontinuierlich eine Stickstoffgasschleuse und sekundäre Kühlung angewandt wurden. Das verbrauchte flüssige Metall wurde in einer bestimmten Geschwindigkeit ersetzt, wobei je Ablassen 0,03 Gew.-% Zirkoniumborid (ZrB₂), bezogen auf die neu zugeführte Metallmenge, zugesetzt wurde. Unter Abfräsen der beiden Seiten des gegossenen Bandes in einer Dicke von je 0,5 mm wurden 2 t Spulen gebildet. Diese Spulen wurden nach dem Entfetten an einem Duowalzgerüst mit 7 Walzstichen auf 2 mm gewalzt und dann wurde das Walzen in einem Quartowalzwerk fortgesetzt und so ein Band mit einer Dicke von 0,2 mm gefertigt. Darauffolgend wurde das Band in einem Wärmebehandlungsdurchziehofen bei einer Temperatur von 550 bis 600°C weichgeglüht und dann gebeizt. Die Tiefzieh barkeit des so erhaltenen Bandes betrug mindestens 9,6 mm Erichsen-Wert.

Beispiel 2

Es wurde wie im Beispiel 1 angegeben vorgegangen, je doch mit dem Unterschied, daß im Zirkoniumborid (ZrB₂) 50 Gew.-% des Zirkoniums durch eine entsprechende Menge Titan in Form vonTitanborid (TiB₂) ersetzt war. So wurden 1,8 kg einer 5 Gew.-%igen Kupfer/Zirkoniumborid-Legierung (Cu-ZrB₂-Legierung) und 1,8 kg einer 5 Gew.-%igen Kupfer- Titanborid-Legierung (Cu-TiB₂-Legierung) zugesetzt. Die Tief ziehbarkeit des so hergestellten Bandes stimmte mit dem im Beispiel 1 angegebenen Wert überein.

Beispiel 3

Zur Herstellung eines 0,5 mm dicken Messingbandes mit (α + β)-Textur (Zusammensetzung: 63 Gew.-% Cu, 36,6 Gew.-% Zn und 0,4 Gew.-% Ni [Cu 63 Zn]) wurde wie folgt vorgegangen. Zunächst wurde in einem Induktionskanalofen eine 60 Gew.-% der Charge entsprechende Menge rückgeführter Abfall geschmolzen und dann wurden eine 25 Gew.-% der Charge entsprechende Menge Kupferkathode, eine 0,4 Gew.-% Nickel, bezogen auf die Charge, entsprechende Menge Kupfer/Nickel-Legierungsspäne (Zusammensetzung: 75 Gew.-% Kupfer und 25 Gew.-% Nickel) [75/25%ige Cu-Ni Späne] und eine der Zusammensetzung der Legierung entsprechende Menge Zinkblock zugesetzt.

Bei der festgelegten Menge der Kupfer/Nickel-Legierungs späne wurde auch der Nickelgehalt des vorangehend einge schmolzenen Abfalles berücksichtigt. Als die Temperatur des Bades die Ablaßtemperatur erreichte, wurde es in den Warmhalteofen einer kontinuierlichen Bandgieß maschine abgelasssen. Vor dem Ablassen wurden den 600 kg Schmelze 6 kg einer 5 Gew.-% Zirkoniumborid (ZrB₂) enthalten den Kupfer/Zirkoniumborid-Legierung (Cu-ZrB₂-Legierung) [entsprechend 0,05 Gew.-% Zirkoniumborid, bezogen auf die ab gelassene Metallegierung] zugesetzt und aus der so erhaltenen Legierung wurde mit einer Kristallisationsgeschwindigkeit von 2,77 mm/s ein 15 mm dickes und 320 mm breites Band kristalli siert. Die beiden Seiten des Bandes wurden in einer Dicke von je 0,5 mm abgefräst und es wurden 2 t Spulen bereitet. Die Spulen wurden nach dem Entfetten an einem Duowalzgerüst mit 13 Walzstichen auf eine Dicke von 1,8 mm gewalzt und dann wurde das Walzen in einem Quartowalzwerk fortgesetzt und ein Band mit einer Dicke von 0,5 mm gefertigt. Das Band wurde in einem Ofen zur kontinuierlichen Wärmebehandlung bei 550°C weichgeglüht und gebeizt. Die Zugfestigkeit des so erhaltenen Bandes betrug w _B = 294 bis 372 N/mm², seine Dehnung (δ ₁₀) war mindestens 44% und seine Tiefziehbarkeit betrug mindestens 11,8 mm Erichsen-Wert.

Beispiel 4

Beim Schmelzen einer mit Blei verunreinigten Charge wurde in der im Beispiel 3 angegebenen Weise vorgegangen, jedoch mit dem Unterschied, daß außer dem Zirkoniumborid (ZrB₂) auch 0,08 Gew.-% Zirkonium als 1,5 kg 10 Gew.-% Zirkonium enthaltende Kupfer/Zirkonium-Legierung (Cu-Zr-Legierung) zu gesetzt wurde, um das vorliegende 0,05 Gew.-% Blei unwirk sam zu machen. Im übrigen wurde wie im Beispiel 3 beschrieben vorgegangen. Die mechanischen Eigenschaften des so gefertigten Bandes stimmten mit den im Beispiel 3 angegebenen überein.

Beispiel 5

Zur Fertigung eines 0,5 mm dicken Neusilberfederbandes (Zusammensetzung: 18 Gew.-% Ni, 24 Gew.-% Zn und 58 Gew.-% Cu [CuNi₁₈Zn₂₄]) wurde wie folgt vorgegangen. Zunächst wurde in einem Mittelfrequenzinduktionsofen eine Kupferkathode ge schmolzen, worauf der Schmelze eine der Zusammensetzung ent sprechende Menge Nickelkathode zugesetzt wurde. Darauffolgend wurde dem Bad eine 50 Gew.-% der ganzen Charge entsprechende Menge rückgeführter Neusilberabfall zugesetzt und unmittel bar vor dem Ablassen wurde eine der Zusammensetzung ent sprechende Menge Zink zulegiert.

Die Schmelze wurde in den Warmhalte ofen einer kontinuierlichen Bandgießeinrichtung ab gelassen, wo den 600 kg Schmelze 2,4 kg einer 5 Gew.-% Zirkoniumborid (ZrB₂) enthaltenden Kupfer/Zirkoniumborid- Legierung [Cu-ZrB₂-Legierung] (entsprechend 0,04 Gew.-% Zirkoniumborid, bezogen auf die Metallschmelze, unter Berücksichtigung des nützlichen Mikrolegierungsgehaltes der 50 Gew.-% rückgeführten Neusilberabfalles) zugesetzt wurden. Dann wurde das Gießen in Gang gesetzt und mit einer Kristal lisationsgeschwindigkeit von 3,05 mm/s ein 15 mm dickes und 320 mm breites Band kristallisiert. Beide Seiten des Bandes wurden in einer Dicke von je 0,5 mm abgefräst. Nach dem Entfetten wurde das Band an einem Duowalzgerüst mit 14 Walzstichen auf 2 mm und dann an einem Quartowalzgerüst auf 0,74 mm gewalzt sowie in einer Schutzgasatmosphäre in einem Wärmebehandlungs ofen weichgeglüht. Das weiche Band wurde an einem Quartowalz gerüst auf 0,5 mm gewalzt. Die Vickers-Härte des so erhalte nen Bandes betrug HV = 190 bis 230.

Beispiel 6

Es wurde wie im Beispiel 5 beschrieben vorgegangen, jedoch mit dem Unterschied, daß an Stelle von 50 Gew.-% des Zirkoniums Niob verwendet wurde, das heißt, daß einer Charge von 600 kg 1,2 kg einer 5 Gew.-% Zirkoniumborid (ZrB₂) ent haltenden Kupfer/Zirkoniumborid-Legierung (Cu-ZrB₂-Legierung) und 1,2 kg einer 5 Gew.-% Niobborid (NbB₂) enthaltenden Kupfer/Niobborid-Legierung (CuNbB₂-Legierung) zugesetzt wurden. Die Härte des so erhaltenen Bandes stimmte mit dem im Beispiel 5 angegebenen Wert überein.

Beispiel 7

Zur Fertigung eines 0,5 mm dicken federharten Zinnbronze bandes mit einem Nennzinngehalt von 6 Gew.-% (SnBz6) wurde wie folgt vorgegangen.

Zunächst wurde in einem Induktionskanalofen eine Kupfer kathode geschmolzen. Während des Schmelzens wurde die Ober fläche des Bades mit trockener Holzkohle bedeckt. Vor der Zugabe des Zinns wurde eine 0,02 Gew.-% Phosphor entspre chende Menge Kupfer/Phosphor-Legierung (CuP-Legierung) zu gesetzt und dann wurde die Schmelze mit Hilfe einer Pfanne in den Warmhalteofen einer kontinuierlichen Band gießmaschine abgelassen. Darauffolgend wurde den 600 kg Metallegierungsschmelze 6 kg einer 5 Gew.-% Zirkonium borid (ZrB₂) enthaltenden Kupfer/Zirkoniumborid-Legierung (Cu-ZrB₂-Legierung) [entsprechend 0,05 Gew.-% Zirkoniumborid, bezogen auf die abgelassene Metallegierungsschmelze] zuge setzt. Dann wurde das Gießen in Gang gesetzt und so mit einer Kristallisationsgeschwindigkeit von 3,88 mm/s ein 15 mm dickes und 320 mm breites Band kristallisiert. An beiden Seiten des Bandes wurde die äußere Oberfläche in einer Dicke von je 0,5 mm abgefräst. Nach dem Entfetten wurde die Le gierung mit einem Zinngehalt über 6 Gew.-% unter Zwischen schaltung einer homogenisierenden Wärmebehandlung (1,5 Stunden bei 650°C) und die mit einem Zinngehalt unter 6 Gew.-% ohne homogenisierende Wärmebehandlung an einem Duowalzgerüst mit 11 Walzstichen auf eine Dicke von 2 mm und dann an einem Quartowalzgerüst auf eine Dicke von 1,05 mm gewalzt. Danach wurde das Band in einem Durchzieh ofen einer Wärmebehandlung unterworfen und dann auf 0,5 mm gewalzt. Die Vickers-Härte des so erhaltenen Bandes war HV = 180 bis 220.

Beispiel 8

Es wurde wie im Beispiel 7 beschrieben vorgegangen, je doch mit dem Unterschied, daß an Stelle von 25 Gew.-% des Zirkoniums des Zirkoniumborides (ZrB₂) Vanadium verwendet wurde, das heißt einer Charge von 600 kg 4,5 kg einer 5 Gew.-% Zirkoniumborid enthaltenden Kupfer/Zirkonium borid-Legierung (Cu-ZrB₂-Legierung) und 1,5 kg einer 1 Gew.-% Vanadiumborid enthaltenden Kupfer/Vanadiumborid- Legierung (Cu-VBr₂-Legierung) zugesetzt wurden. Die Härte des so erhaltenen Bandes stimmte mit dem im Beispiel 7 an gegebenen Wert überein.

Beispiel 9

Zur Fertigung eines 0,5 mm dicken gehärteten harten Berylliumbronzebandes (BeBz-Bandes) wurde wie folgt vorge gangen. Zunächst wurde in einem Mittelfrequenzinduktionsofen eine Kupferkathode geschmolzen. Während des Schmelzens wurde die Oberfläche des Bades mit trockener Holzkohle bedeckt. Der Berylliumgehalt der Legierung wurde durch Zugabe einer Kupfer/Beryllium-Vorlegierung (Cu-Be-Vorlegierung) sicher gestellt. Danach wurde die Schmelze in den Warm haltemittelfrequenzofen einer kontinuierlichen Bandgieß maschine abgelassen, in welchem sich über dem Metallbad eine Stickstoff- oder Argongasatmosphäre befand. Daraufhin wur den den 600 kg abgelassener Metallegierungsschmelze 6 kg einer 5 Gew.-% Zirkoniumborid (ZrB₂) enthaltenden Kupfer/ Zirkoniumborid-Legierung (entsprechend 0,05 Gew.-% Zirkonium borid, bezogen auf die abgelassene Metallegierung) zugesetzt. Dann wurde das Gießen in Gang gesetzt und mit einer Kristal lisationsgeschwindigkeit von 3,33 mm/s ein 15 mm dickes und 250 mm breites Band kristallisiert. Während des Gießens wurde das Band auf den Austritt aus der Kokille folgend in einer Stickstoffschleuse abgekühlt. An beiden Seiten des Bandes wurde die Oberfläche in einer Dicke von je 0,5 mm abgefräst. Das Band wurde entfettet und dann an einem Duowalzgerüst auf eine Dicke von 2 mm und darauf folgend in einem Quartowalzwerk auf eine Dicke von 0,5 mm gewalzt; dazwischen wurde das Band bei Dicken von 1 mm und 0,75 mm in einem Wärmebehandlungs/Härtungs-Durchzieh ofen gehärtet. Die Vickers-Härte des so erhaltenen Bandes war mindestens HV = 215.

Beispiel 10

Zur Fertigung eines 0,5 mm dicken harten 5 Gew.-% Al enthaltenden Aluminiumbronzebandes (AlBz5-Bandes) wurde wie folgt vorgegangen. Zunächst wurde in einem Mittel frequenzofen eine Kupferkathode geschmolzen und dann der Schmelze eine der Zusammensetzung entsprechende Menge einer 30 Gew.-%igen Aluminium/Kupfer-Vorlegierung (AlCu-Vor legierung) zugesetzt. Darauffolgend wurde die Schmelze in den Warmhalteofen einer kontinuierlichen Bandgießeinrichtung abgelassen. In diesem wurden den 600 kg abgelassener Schmelze 4,8 kg einer 5 Gew.-% Zirkoniumborid enthaltenden Kupfer/Zirkoniumborid-Legierung [Cu-ZrB₂-Legierung] (entsprechend 0,04 Gew.-% Zirkonium borid, bezogen auf die abgelassene Schmelze) zugesetzt. Dann wurde das Gießen in Gang gesetzt und mit einer Kristal lisationsgeschwindigkeit von 3,05 mm/s ein 15 mm dickes und 320 mm breites Band kristallisiert. Seine beiden Seiten wurden in einer Dicke von je 0,5 mm abgefräst. Das Band wurde nach dem Entfetten an einem Duowalzgerüst auf 2 mm und dann an einem Quartowalzgerüst auf 0,8 mm gewalzt und darauffolgend in einem Wärmebehandlungsofen in einer Schutz gasatmosphäre weichgeglüht. Das weiche Band wurde an einem Quartowalzgerüst auf 0,5 mm gewalzt. Die Zugefestigkeit δ _B des so erhaltenen Bandes war mindestens 441 N/mm² und seine Dehnung δ₅ betrug mindestens 20%.

Beispiel 11

Zur Fertigung eines 0,8 mm dicken weichen Kupfer/Nickel-Bandes (Zusammensetzung: 25 Gew.-% Ni und 75 Gew.-% Cu [CuNi25 Band]) wurde wie folgt vorgegangen. Zunächst wurden in einem Mittelfrequenzinduktionsofen eine Kupferkathode und rückgeführter Kupfer/Nickel-Abfall (Cu-Ni-Abfall) geschmolzen. Vor der Zugabe des Nickels wurde mit Hilfe einer 33 Gew.-%igen Kupfer/Mangan-Vorlegie rung (Cu-Mn-Vorlegierung) ein 0,3 Gew.-%iges Manganzu legieren durchgeführt. Nach dem Einschmelzen des Nickels wurde mit 0,1 Gew.-% Kohle desoxydiert. Nach dem Ein schmelzen der ganzen Charge wurde diese auf die Ablaßtempe ratur erhitzt und vor dem Ablassen wurde unter Anwendung einer Graphitscheibe mit einem Gehalt von 0,05 Gew.-% Magnesium eine Desoxydation durchgeführt. Nach dem Erreichen der Ablaßtemperatur wurde die Schmelze mit Hilfe einer Pfanne in den Warmhalteofen einer kontinuierlich arbeitenden Gießmaschine abgelassen. In dieser wurden den 600 kg Schmelze 3 kg einer 5 Gew.-% Zirkoniumborid ent haltenden Kupfer/Zirkoniumborid-Legierung [Cu-ZrB₂-Legierung] (entsprechend 0,025 Gew.-% Zirkoniumborid [ZrB₂], bezogen auf die Schmelze) zugesetzt. Dann wurde das Gießen in Gang gesetzt und mit einer Kristallisationsgeschwindigkeit von 2,77 mm/s ein 250 mm breites und 15 mm dickes Band kristallisiert; dabei wurden eine Stickstoffgasschleuse und sekundäre Kühlung angewandt. Das gegossene Band wurde an einem Duo walzgerüst mit 11 Walzstichen auf 2 mm und dann an einem Quartowalzgerüst auf 0,8 mm gewalzt und in einem Schutzgas- Durchziehofen weichgeglüht. Die Zugfestigkeit δ _B des so erhaltenen Bandes war 294 bis 373 N/mm² und seine Dehnung δ ₅ betrug mindestens 40%.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Bändern aus Kupfer oder Kupferlegierungen, die nach einer Kaltverformung von 70 bis 99% isotrope mechanische Eigenschaften besitzen, durch Zugabe eines Legierungszusatzes in die Kupfer- oder Kupferlegierungsschmelze, Gießen der Schmelze in Bandform und Erstarrenlassen gegebenenfalls in einer inerten Gasatmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß als Legierungszusatz Zirkoniumborid der Schmelze in einer Menge von 0,01 bis 0,075 Gew.-% zugegeben wird, wobei bis zu 50 Gew.-% des Zirkoniumborids durch Boride der Elemente Titan, Vanadium, Niob, Kobalt, Calcium und/oder Magnesium ersetzt sein können, und das Band mit einer linearen Geschwindigkeit von 1,5 bis 7,5 mm/s kristallisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kupferle gierungsschmelze mehr als 0,015 Gew.-% Blei ent hält, dadurch gekennzeichnet, daß Zirkonium der Schmelze in einer Menge zugegeben wird, die min destens dem stöchiometrischen Wert des Anteils von Blei entspricht, der 0,015 Gew.-% übersteigt.