DE3620655A1 - Verwendung einer kupferlegierung - Google Patents
Verwendung einer kupferlegierungInfo
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- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Kupferlegierung,
bestehend aus 0,2 bis 1,2% Nickel, 0,04 bis
0,25% Phosphor, Rest Kupfer und herstellungsbedingte
Verunreinigungen.
Als Werkstoff zur Herstellung von Stranggießkokillen zum
Stranggießen von hochschmelzenden Metallen wie Stahl wird
seit langem Kupfer, vorwiegend des Typs SF-Cu verwendet,
welches aufgrund seiner hohen thermischen Leitfähigkeit
sehr schnell die Wärme aus der Schmelze abzuleiten vermag.
Die Wandstärke der Kokillen wird 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 weiteren 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).
Alle diese Lösungen haben als Werkstoffe für Stranggießkokillen
noch nicht vollauf befriedigen können.
Dementsprechend besteht die Erfindung in der Verwendung
einer Kupferlegierung, bestehend aus 0,2 bis 1,2% Nickel,
0,04 bis 0,25% Phosphor, Rest Kupfer und herstellungsbedingte
Verunreinigungen als Werkstoff für Stranggießkokillen.
Vorzugsweise beträgt der Nickelgehalt 0,3 bis 0,5% und
der Phosphorgehalt 0,06 bis 0,1%, wobei das Verhältnis
Nickel zu Phosphor zwischen 3,5 bis 7 zu 1 vorzugsweise
5 : 1 ist.
Der Werkstoff zeichnet sich durch besonders günstige mechanische
und physikalische Eigenschaften aus. Er hat eine
Wärmeleitfähigkeit, die bei ca. 80% der des reinen
Kupfers liegt. Die Werte für die Warmfestigkeit, Kriechfestigkeit
und Warmplastizität liegen ebenfalls in einem für
Stranggießkokillen äußerst günstigen Bereich. Die Brinellhärte
als Maßstab für die Abriebfestigkeit erreichte Werte
von über 100. Eine weitere wesentliche Anforderung bei
Stranggießkokillen ist eine hohe Korrosionsbeständigkeit,
die durch die Kupfer-Nickel-Phosphor-Legierung erreicht
wird.
Aus der US-PS 21 55 405 ist eine Kupferlegierung bekannt,
die 0,25 bis 3% Nickel, 0,05 bis 0,6% Phosphor; Rest
Kupfer enthält. Diese Legierung, die für elektrische
Leiter verwendet werden soll, weist eine elektrische
Leitfähigkeit von 67% IACS auf und soll eine hohe
Zugfestigkeit ausweisen.
Die physikalischen Eigenschaften, die an eine Stranggießkokille
gestellt werden, beschränken sich nicht nur auf
die Leitfähigkeit und Zugfestigkeit, sondern es kommt
darüber hinaus auf Eigenschaften an, die nicht ohne
weiteres aus der US-PS 21 55 405 herleitbar waren. Da die
mit der Kokillenwandung in Berührung stehende Schmelze
im Falle von Stahl eine Temperatur von mehr als 1300°C
hat - der Schmelzpunkt von Kupfer bzw. Kupferlegierungen
liegt bei ca. 1100°C - kommt es selbstredend auf ein hohes
thermisches Leitvermögen an. Da die Kokillenwandung jedoch
eine Temperatur von bis zu 450°C annehmen kann, ist die
Warmfestigkeit von ganz entscheidender Bedeutung, d. h. der
starke Abfall der Festigkeit muß in einem Temperaturbereich
verschoben werden, der oberhalb der Gebrauchstemperatur
der Kokille liegt. So liegt die Halbharttemperatur
(Rekristallisationstemperatur) der erfindungsgemäß verwendeten
Legierung bei ca. 575°C. Eine weitere wichtige Eigenschaft
von Werkstoffen für Stranggießkokillen ist die Warmplastizität,
die durch die Bruchdehnung bestimmt ist. Eine hohe
Bruchdehnung gemeinsam mit einer hohen Warmfestigkeit
führt zu einem Werkstoff für Stranggießkokillen, der nur
geringe Verschleißerscheinungen aufweist und unter den
thermischen Spannungen im Badspiegelbereich nicht zur
Rißbildung neigt. Ein wesentliches Maß für die Verzugsfreiheit
ist schließlich das Kriechverhalten bei höheren Temperaturen.
Da Stranggießkokillen üblicherweise mit Wasser von außen
gekühlt werden, wird von dem Kokillenwerkstoff noch eine
hohe Korrosionsbeständigkeit gefordert.
Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert.
Eine Kupferlegierung mit 0,43% Nickel, 0,0801% Phosphor,
Rest Kupfer und herstellungsbedingte Verunreinigungen
wurde nach dem Gießen zu einem Rohr durch Strangpressen
verformt. Das Rohr wurde dann eine Stunde bei 700°C
lösungsgeglüht. Nach dem Lösungsglühen wurde eine Probe
um 10% eine andere Probe um 20% kalt verformt. Beide
Proben wurden anschließend bei 450°C acht Stunden lang
ausgehärtet.
Der Vergleich der in den Tabellen A, B und C aufgeführten
technologischen Werte zeigt eindeutig, daß die Legierung
nach der Lehre der Erfindung dem bisher für Kokillen fast
ausschließlich verwendeten Vergleichswerkstoff SF-Kupfer in
allen Belangen weit überlegen ist.
Gegenüber dem Vergleichswerkstoff Kupfer-Chrom-Zirkon
sind einige Eigenschaften schlechter zu bewerten jedoch
ist die Legierung nach der Lehre der Erfindung kostengünstiger
herstellbar als eine Kupfer-Chrom-Zirkon-Legierung,
da die Lösungsglühtemperatur wesentlich niedriger liegt als
bei Kupfer-Chrom-Zirkon und somit die Gefahr von Grobkornbildung
und Ausschuß vermieden wird. Darüber hinaus sind
die Legierungspartner bei der erfindungsgemäßen Legierung
wesentlich preisgünstiger.
Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht
nur auf das Ausführungsbeispiel, sondern läßt sich ebenso
anwenden für Kokillen aller Art, mit denen sich in halb-
oder vollkontinuierlicher Weise metallische Formstränge
herstellen lassen, zum Beispiel Rohrkokillen, Blockkokillen
aller Art, Gießräder, Gießwalzenmäntel, u. a.
Claims (5)
1. Verwendung einer Kupferlegierung bestehend aus 0,2
bis 1,2% Nickel, 0,04-0,25% Phosphor, Rest Kupfer
und herstellungsbedingte Verunreinigungen im
ausgehärteten Zustand als Werkstoff für Stranggießkokillen.
2. Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Nickelgehalt 0,3 bis 0,5% und der Phosphorgehalt
0,06 bis 0,1% beträgt, wobei das Verhältnis
Nickel : Phosphor zwischen 3,5 bis 7 : 1, vorzugsweise
5 : 1 ist.
3. Verfahren zur Herstellung einer Stranggießkokille aus
einer Kupferlegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Legierung durch Warmformung
verformt abgeschreckt, um mindestens 10% kaltverformt
und abschließend bei 350-500°C 1 bis 8 Stunden
geglüht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß nach der Warmformgebung ein Lösungsglühen bei
650-750°C durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Aushärtungsglühen bei
350-500°C die Legierung um mindestens 10%
kaltverformt wird.
Priority Applications (15)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863620655 DE3620655A1 (de) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Verwendung einer kupferlegierung |
EP87106904A EP0249740B1 (de) | 1986-06-20 | 1987-05-12 | Verwendung einer Kupferlegierung |
AT87106904T ATE47543T1 (de) | 1986-06-20 | 1987-05-12 | Verwendung einer kupferlegierung. |
DE8787106904T DE3760850D1 (en) | 1986-06-20 | 1987-05-12 | Using a copper alloy |
ES87106904T ES2011467B3 (es) | 1986-06-20 | 1987-05-12 | Empleo de una aleacion de cobre |
FI872327A FI82893C (fi) | 1986-06-20 | 1987-05-26 | Anvaendning av en utskiljningshaerdbar som raovara foer straonggjutningskokiller. |
ZA874022A ZA874022B (en) | 1986-06-20 | 1987-06-04 | Use of a copper base alloy |
MX006961A MX170389B (es) | 1986-06-20 | 1987-06-16 | El uso de una aleacion de cobre |
JP62151551A JP2540161B2 (ja) | 1986-06-20 | 1987-06-19 | 銅合金および連続鋳造鋳型用工作材料としてのその用途 |
IN479/CAL/87A IN168332B (de) | 1986-06-20 | 1987-06-19 | |
BR8703081A BR8703081A (pt) | 1986-06-20 | 1987-06-19 | Utilizacao de uma liga de cobre,liga de cobre e processo para a obtencao de uma coquilha de fundicao |
CA000540183A CA1292113C (en) | 1986-06-20 | 1987-06-19 | Mold for continuous casting |
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BR8703550A BR8703550A (pt) | 1986-06-20 | 1987-07-10 | Liga de cobre e processo para sua preparacao |
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Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3620655A1 true DE3620655A1 (de) | 1987-12-23 |
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ID=25664202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863620655 Withdrawn DE3620655A1 (de) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | Verwendung einer kupferlegierung |
Country Status (3)
Country | Link |
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CA (1) | CA1292113C (de) |
DE (1) | DE3620655A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6149741A (en) * | 1996-07-30 | 2000-11-21 | Establissements Griset | Copper-based alloy having a high electrical conductivity and a high softening temperature for application in electronics |
-
1986
- 1986-06-20 DE DE19863620655 patent/DE3620655A1/de not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-06-19 BR BR8703081A patent/BR8703081A/pt not_active IP Right Cessation
- 1987-06-19 CA CA000540183A patent/CA1292113C/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-10 BR BR8703550A patent/BR8703550A/pt not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6149741A (en) * | 1996-07-30 | 2000-11-21 | Establissements Griset | Copper-based alloy having a high electrical conductivity and a high softening temperature for application in electronics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR8703550A (pt) | 1989-01-24 |
CA1292113C (en) | 1991-11-19 |
BR8703081A (pt) | 1988-03-08 |
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