DK147967B - Fremgangsmaade til fremstilling og videreforarbejdning af kontinuerligt stoebte strenge samt apparat til brug ved udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

1A7967 i

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling og videreforarbejdning af støbte strenge, ved hvilken et omløbende kølelegeme bevæges gennem en metalsmelte, som på dette i en ikke-oxiderende atmosfære størkner til et tyndt lag, der af kølelegemet kontinuerligt fjernes fra smelten, hvorefter laget løsnes fra kølelegemet og mindst to sådanne lag direkte efter størkningen sammenlægges flade mod flade og sammenpresses for tryksammen-svejsning i mod hinanden vendende kontaktflader.

Der kendes en fremgangsmåde af denne art fra beskrivelsen til USA patent nr.3542116. Ved denne kendte fremgangsmåde anvendes der to omløbende kølelegemer, som bevæges gennem hver sin metalsmelte, og de to på de omløbende kølelegemer dannede metallag tryksammensvejses umiddelbart efter deres dannelse. Efter at de to lag er sammensvejset til dannelse af et sammensat bånd, ombukkes de til rørform og føres igennem en beholder med en yderligere smelte for afsætning af et andet metal langs ydersiden af det sammensatte metalrør.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at anvise en fremgangsmåde af den i det foregående nævnte art, ved hvilken der kan fremstilles færdige,varmbearbejdede genstande af metal med en finkrystallinsk struktur og under anvendelse af mindre mekanisk arbejde, end det hidtil har været muligt.

Til belysning af den foreliggende opfindelses idé skal det anføres, at når flydende eller smeltet metal hældes ned i en form, starter størkningen fra et størknet lag, som omtrent øjeblikkeligt dannes dér, hvor metallet berører formvæggen, og størkningen forplanter sig indad mod midten af metalmassen i formen. Den hastighed, hvormed størkningen trænger frem, afhænger af de tre følgende faktorer:_ (1) Varmeoverføringskoefficienten gennem formvæggene, (2) Den overskydende varme i det smeltede metal udovei den smeltevarme, som skal udtrækkes for at nå metallets størkningstemperatur, og (3) Varmeoverføringskoefficienten gennem de allerede størknede metallag i formen og til formvæggene.

For at bestemme størkningshastigheden af et smeltet metal 147967 2 anvendes ofte en forenklet formel i støbeteknologien, og den er tilstrækkelig for den heri beskrevne fremgangsmåde, og den lyder således:

s = k . /T

I denne ligning er s skaltykkelsen i millimeter af det fra det smeltede metal størknede metal, T er den forløbne tid i minutter fra størkningens start, og k er en faktor, der er knyttet til det metal, som skal køles. Faktoren k for stål va- rierer fra 22 til 33 mm/'min. og kan beregnes af forskellige data, som udledes ved praktiske prøver. Indflydelsen af overhedningen, d.v. s. den i det smeltede metal tilstedeværende varme udover den varme, der kræves til at smelte metallet, er ikke angivet i denne formel, men behøver ikke at blive medtaget til forståelse af den foreliggende opfindelse.

Ligningen angiver, at den hastighed, hvormed skallen vokser, d.v.s. størkningen fra ydersiden mod det indre, aftager hurtigt fra begyndelsen af skaldannelsen og med øgningen af skaltykkelsen. Ved begyndelsen af kølingen eller størkningen vil f.eks. dannelsen af en skal med en tykkelse på 5 mm kun tage omtrent 0,028 min., hvis k er 30. Efter 4 min. vil skallen være 60 mm tyk, og det vil derpå tage omtrent 4,7 min.,før skaltykkelsen er øget med yderligere 5 mm.

Størkningshastigheden har betydelig virkning for strukturen og sammensætningen af metallet. Metallaget, som størkner hurtigt umiddelbart ved formvæggen, har små tilfældigt orienterede krystaller, som udgør en såkaldt "bratkølingszone". Tykkelsen af denne "bratkølingszone" vil i afhængighed af sammensætningen af stålet eller andet metal variere mellem ca. 5 mm og ca. 10 mm eller muligvis 12 mm. Beroliget stål danner en "bratkølingszone på omtrent 10 mm i tykkelse. I "bratkølingszonen" vil den kemiske sammensætning svare nøje til sammensætningen af det smeltede stål eller metal, og dets mekaniske egenskaber er også bedre end det metal, som størkner senere, eller i hvert fald gælder dette for de fleste stål. Efterhånden som kølehastigheden aftager indad fra "bratkølingszonen", udvikles store krystaller, dendritter, som medfører en struktur, der er skør ved valsetemperatur og let kan frembringe indre brud, med mindre der kun sker små tværsnitsreduktioner ved de første valsepassager. Mod midten af støbegodset vil den krystallinske struktur sædvanligvis skifte igen med flere tilfældigt orientere- 147967 3 de dendritkrystaller, der er temmeligt store.

Udover den øgede størrelse og placeringen af dendritkrystal-lerne i støbegodset varierer også metallets sammensætning. I "brat-kølingszonen", som anført ovenfor, svarer sammensætningen af metallet på det nærmeste til sammensætningen af det smeltede metal, hvorimod bestanddele, som er blevet afvist fra krystallerne, som dannes først, i stigende grad koncentreres mod midten. Følgelig indeholder det sidst størknede materiale den største koncentration af disse elementer, som kontinuerligt er blevet afvist under krystallisationen. Denne tendens til udskillelse øges sammen med øget størkningstid, således at store stykker støbegods udviser mere alvorlige udsegringer end mindre stykker. Ligeledes vil den kemiske sammensætning af metallet i støbegods, som støbes i forme, sjældent vise sig at være ensartet i tværsnit gennem støbegodset, som undersøges med mellemrum langs hele længden af støbegodset. Kontinuerlig støbning kan i alt væsentligt eliminere denne variation i kemisk sammensætning ved forskellige områder på langs af støbegodset, men forskellen i kemisk sammensætning og struktur fra ydersiden mod midten undgås ikke, især ved stort støbegods.

For at overvinde virkningen af en sådan variation og for at udvikle de nødvendige mekaniske egenskaber kan det være nødvendigt at nedsætte støbegodsets tværsnitsdimension ved valsning el 7pr smedning. Den oprindelige støbestruktur med store krystaller skal nedbrydes ved valsning eller smedning ved reducering af støbegodsets størrelse i et forhold på måske 1:5 til 1:30 i afhængighed af støbegodsets størrelse og metallets sammensætning. Varmebehandling for at opnå en udligning af sammensætningen ved hjælp af diffusion kan også være nødvendig eller ønskelig.

Omdannelsen af smeltet metal til en rimelig tonnage pr. år af færdige eller endog halvfærdige valsede produkter kræver store investeringer i støbeanlæg, valseværker og varmebehandlingsovne såvel som store arbejdskraftudgifter og med mange operationer også høje brændstofomkostninger. Da den kontinuerlige støbning har sænket omkostningerne i betydeligt omfang ved at reducere arbejdskraftudgifter og øge udbyttet, kan støbestykker med mindre tværsnitsarealer fremstilles økonomisk, hvorved man undgår valsning af store støbeblokke eller -stykker ned til barrestørrelse og 4 1A 7 9 6 7 alligevel store pr. ton færdigt produkt.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at anvise en fremgangsmåde af den indledningsvis nævnte art, ved hjælp af hvilken det er muligt at fremstille smedede, pressede eller ekstruderede produkter med finkrystallinsk struktur, uden at det herunder er nødvendigt at foretage de i det foregående omtalte væsentlige mekaniske bearbejdninger i form af gentagne valsninger med væsentlige reduktioner for nedbrydning af store krystaller, og uden at det er nødvendigt at anvende varmebehandlinger til tilvejebringelse af den ellers nødvendige udligning af metallets struktur,og dette opnås ifølge opfindelsen ved, at kølefladen bliver bevæget med en sådan hastighed, at smelten størkner finkrystallinsk gennem hele lagets tværsnit og med ensartet sammensætning, at sammensvejsningen af de af samme metal bestående lag afpasses efter dette metals plasticitet ved temperaturer over metallets varmbearbejdningstemperatur og således, at tykkelsesreduktionen andrager højst 2%, og at det på denne måde fremstillede halvfabrikat varmvalses, -smedes, -presses eller ekstruderes til opnåelse af færdig varmbearbejdningsdimension. Herved opnås det, at der umiddelbart i forbindelse med støbningen, nemlig alt efter antallet af de anvendte lag, kan opbygges selv meget tykke støbestykker, som har den ønskede finkrystallinske struktur,og uden at det er nødvendigt at foretage den ellers til opnåelse af en ensartet finkrystallinsk struktur nødvendige, væsentlige tykkelsesreduktion, således at der undgås en sådan og de dermed forbundne omkostninger, idet der til sammensvejsningen af de finkrystallinske lag kun kræves en forholdsvis beskeden tykkelsesreduktion. Det skal nævnes, at det af det i det foregående nævnte amerikanske patentskrift ikke fremgår, at den deri omhandlede opfindelse bygger på erkendelsen af det fordelagtige i at opbygge et legeme af lag med finkornet struktur, idet det amerikanske patentskrift alene omtaler dannelsen af to lag, der sammensvejses umiddelbart efter dannelsen under anvendelse af tryk til fremstilling af et sammensat materiale.

Af den i det foregående givne forklaring vil det forstås, at den foreliggende opfindelse alene tager sigte på at fremstille støbestykker af et og samme metal.

ifølge den kendte teknik ifølge den tidligere nævnte USA patentbeskrivelse anvendes der to roterende kølelegemer til fremstilling af hvert sit lag, som sammensvejses. En sådan fremgangs- 147967 5 måde kan også anvendes ifølge den foreliggende opfindelse, men fremgangsmåden lader sig gennemføre på en mere simpel måde, såfremt der ifølge den foreliggende opfindelse som de til sammensvejsningen anvendte lag anvendes lag af et og samme støbte bånd, som foldes eller sammenrulles i tværretningen til sammenlægningen af lagene flade mod flade.

Den foreliggende opfindelse angår også et hensigtsmæssigt apparat til brug ved udøvelse af fremgangsmåden til fremstilling og videreforarbejdning af støbte strenge, hvilket apparat har en eller flere med drivorganer forsynede roterbart lejrede køle-fladevalser og beholderorganer, hvori kølefladevalserne rager delvis ned, og som tjener til på kølefladevalserne at afsætte mindst to metallag, hvilket apparat endvidere har organer til løsning af de nævnte mindst to metallag fra kølefladevalserne, og organer til sammenlægning af lagene flade mod flade direkte efter størkningen og sammensvejsning af lagene for tryksammensvejs-ning i de mod hinanden vendende kontaktflader, hvilket apparat endvidere har organer til opretholdelse af en ikke-oxiderende atmosfære i apparatet. Ifølge den foreliggende opfindelse er apparatet ejendommeligt ved, at beholderorganerne til kølefla-valserné udgøres af en for disse fælles beholder, og at kølefladevalserne s drivorganer er indrettet til at drive disse med en sådan omkredshastighed, at lagene størkner finkrystallinsk gennem lagenes tværsnit, og at organerne til tryksammensvejsningen af lagene er styret på en sådan måde, at tryksvej seorganerne ved tryksvejsningen af de således af samme metal bestående lag udøver et efter dette metals plasticitet ved temperaturer over metallets varmbearbejdningstemperatur afpasset tryk, således at tykkelsesreduktionen ved tryksammensvejsningen andrager højst 2%, samt at apparatet har organer til varmvalsning, -smedning, -presning eller -ekstrudering af det på denne måde fremstillede halvfabrikat til opnåelse af færdig varmbearbejdningsdimension

En særlig simpel udførelsesform for apparatet ifølge den foreliggende opfindelse har kun én kølefladevalse og er ifølge den foreliggende opfindelse ejendommelig ved, at denne i et aksi-alsnit har bølgeformet overflade til dannelse af et bølgeformet bånd, og at organerne til tryksammensvejsning af de af bølgesiderne dannede lag består af et rullesæt til sammenpresning af båndet på tværs af bølgerne. Dette apparat er i forhold til det 147967 6 kendte apparat ifølge det tidligere nævnte USA patentskrift simplificeret derved, at der kun kræves en enkelt kølefladevalse.

Opfindelsen skal herefter beskrives nærmere under henvisning til tegningen,hvor fig. 1 viser et længdesnit gennem en udførelsesform for et apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 2 ét perspektivisk, skematisk billede af en anden udførelsesform for apparatet til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 3 en tynd, flad plade før den foldes sammen til en tykkere plade, fig. 4 og 5 efterfølgende faser af foldningen, fig. 6 et billede af hvorledes lagene til sidst overlejrer hinanden, og fig. 7 i perspektiv en del af endnu en udførelsesform for et apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og som viser hvorledes en sektion af et kontinuerligt dannet tyndt støbeemne kan afskæres i en forudbestemt længde og rulles stramt sammen for at smelte sammen til et halvfærdigt, enkelt legeme med cirkulært tværsnit og smeltet eller svejset i valser med perifeririller.

I fig. 1 betegner 2 en beholder med ildfast beklædning. 3 betegner en støbeske med reguleret udløb 4 for indføring af metal i beholderen 2 på en sådan måde, at der opretholdes en konstant dybde af smeltet metal 8 i beholderen 2. Der er et antal hule, vandkølede ruller 5, som strækker sig på tværs af beholderen 2 (på tegningen vises kun tre sådanne ruller). Hver rulle er anbragt således, at dens aksel og lejer, der angives ved cirkler henholdsvis 6 og 7, ligger omtrent i niveau med det smeltede metal 8 i beholderen 2. Den nederste del af hver rulle 5's periferi dypper ned i og befinder sig under det smeltede metals overflade.

Rullerne drives med samme hastighed af et vilkårligt egnet middel (ikke vist). Der er en hætte 9 over beholderen 2, som gør det muligt at bevare en ikke-oxyderende atmosfære af en inaktiv gas eller et vakuum over beholderen. Efterhånden som hver rulle drejer rundt, dannes på hver rulleoverflade et lag af metal 10 med en tykkelse på op til mellem 5 mm og ca. 10 eller 12 mm eller 7 147967 endnu mere, og dette lags sammensætning svarer hovedsageligt til et metal i den tidligere beskrevne bratkølingszone. Tykkelsen af det på hver rulle dannede lag afhænger af længden af rullens bueformede overflade, som findes neddykket i det smeltede metal, tykkelsen af det metal, som rullerne er dannet af, rullens omdrejningshastighed og det smeltede metals tilstand med hensyntagen til graden af overhedning og til arten og kvaliteten af metallet.

Når den til venstre i apparatet i fig. 1 viste rulle drejer, dannes et størknet lag 10 af metal derpå og føres op af smeltemetallet i beholderen. En afskraber 11 fjerner dette lag, som nu kan betragtes som værende et støbeemne, fra rullens overside og understøtter det stadig skøre støbeemne, mens det bevæger sig fremad mod toppen af den midt i apparatet angivne rulle. Støbeemnet kører nu op på et tilsvarende lag 12, som er ved at forlade rullen i apparatets midte, den koldere og fastere underside af det oprindeligt dannede støbeemne ligger nu hen over den varmere nydannede overside af laget 12, mens en trykrulle 13 udøver et let, jævnt tryk for at tilvejebringe sammensmeltning eller -svejsning af de to lag til en enkelt tykkere bane. Denne tykkere bane bevæger sig hen over en indskudt afskraber og understøtning 14 og løber derefter op over et størknet lag 15 ved toppen af den til højre i apparatet viste rulle, hvorved den koldere underside af de nu kombinerede første to lag vil gå i berøring med den friskdannede overflade på laget 15. Også her sker der en sammensmeltning under jævnt tryk, som påføres af en trykrulle 16. Trykrullerne 13 og 16 kan være kraftdrevne eller kan drejes alene i kraft af berøringen med støbeemnets overside. Det støbeemne 17, der nu omfatter tre særskilt dannede lag, der er bragt sammen efter at have forladt den smeltede metalmasse, hvoraf de er opstået, løber over en afskraber 18 og ud gennem en føring 19 ved apparatets udledningsende, hvilken føring udgøres af en forlængelse af hætten 9. Føringen med det derigennem gående støbeemne tjener til at begrænse den luftmængde, som søger at trænge ind i rummet under hætten eller den mængde inaktive eller ikke-oxyderende gas, som søger at trænge ud. Der er en kanal 20 på hætten, hvorigennem luft kan fjernes fra hætten eller gennem hvilken inaktiv luft kan tilføres. Hver trykrulle 13 og 16 har trykjusteringsorganer henholdsvis 13' og 16', som angives skematisk.

147967 8

Hver vandkølet rulle kan have et organ 21, hvormed et overtræk af et slipmiddel kan påføres over rullens overflade, hvilket påføringsorgan er udformet som endnu en rulle, der er anbragt tæt ved den nedløbende overflade på rullen 5. Nyt smeltet metal, som trænger ind i beholderen, stiger op gennem åbninger 22 i en falsk bund 23 under rullerne, hvor ildfaste plader 24 tjener til at holde slagger eller andre overfladeurenheder væk fra det sted, hvor de forskellige ruller bevæger sig ned i det smeltede metal.

Når støbeemnet dukker frem fra føringen 19 og i en tilstrækkelig stor afstand fra støbemaskinen til, at metallet er afkølet til en normal valsetemperatur, kan støbeemnet sendes, og vil fortrinsvis blive sendt gennem et tykkelsesreducerende valseapparat 25. Fra denne valse kan det afkøles til et halvfærdigt produkt eller valses direkte til færdig tilstand. Valsen 25 er i fig. 1 vist som stødende umiddelbart op til føringen 19's udløb. Skønt valseværket kan anbringes i en sådan stilling, er det klart, at valsen 25 kan anbringes i betragtelig afstand fra føringen 19's udløb.

Skønt der i den viste udførelsesform anvendes tre ruller, kan der også være tilvejebragt flere end tre ruller. Ligeledes er det klart, at mange smalle baner kan dannes hver for sig og ved siden af hinanden på en eller flere ruller, og sidenhen sammensmeltes for at tilvejebringe stænger eller bjælker. Ydermere vil det forstås, at medens det heri specifikt beskrevne apparat har ruller, eftersom de udgør en let forståelig illustration af et apparat, hvor der tilvejebringes en kontinuerligt, bevægende kølet overflade, såsom overfladen på en rulle, men til en vis grad i afhængighed af produktet, kån der anvendes afkølede, endeløse bånd eller en kontinuerlig rækkefølge af kølede formelementer anbragt på en måde svarende til anbringelsen af elementer i et larvefodsbælte. Imidlertid bliver støbeemnerne ved alle disse forskellige udførelsesformer dannet separat af smeltet metal i en beholder og derpå bragt sammen og sammensluttet over niveauet for det smeltede metal i beholderen,eller efter at støbeemnerne på anden vis er bragt ud af berøring med smeltemetalmassen, hvorfra de stammer.

Skønt det er angivet, at bratkølingszonens tykkelse kan variere mellem 5 og 12 mm for forskellige metaller, kan det være bekvemt at danne lag på mindre end 5 mm og sammenslutte dem, og 147967 9 det kan også være bekvemt at overskride 12 mm. Hvis dette maksimum på 12 mm overskrides, kan noget af fordelen, hvad angår produktets kvalitet, tabes, men eftersom det ikke er praktisk kontinuerligt at støbe bånd på under 100 mm tykkelse, kan der sikres et forbedret produkt, hvorved man kan undgå omkostningerne ved at starte med et langt tykkere støbeemne som for eksempel en kontinuerligt støbt bane fremstillet ved traditionel støbning og dernæst valse den ned til at færdigt produkt. Med andre ord kan opbygning af en enhedsstruktur fra lag, som overskrider en bratkølings zone tykkel se, være mere økonomisk og kan give et bedre produkt end den traditionelle praksis, hvor der først støbes en kraftig sektion, som derefter bearbejdes ned til at tyndt produkt.

Fig. 2 viser et apparat til udøvelse af en fremgangsmåde til omdannelse af et smeltet metal til bjælkeform. Der er anbragt en enkelt hul vandkølet rulle 30 til at dreje i en beholder 31 med ildfast beklædning, hvori der opretholdes en konstant dybde af smeltet metal ved hjælp af en ikke-vist tilførselskilde, som f.eks. kan være magen til støbeskeen 3 til apparatet i fig. 1.

Den nederste del af rullen 30's periferi er neddykket i det smeltede metal. Som i fig. 1. drives også denne rulle 30 af en vilkårlig egnet drivmekanisme (ikke vist). Af overskuelighedshensyn er en tillukkende hætte, som sædvanligvis vil være tilvejebragt til at bevare en reguleret inaktiv atmosfære eller vakuum over det smeltede metal, ikke vist i fig. 2.

Rullen 30's overflade er udformet med en række rygge og riller, således at der, efterhånden som metal størkner på rullen, dannes et støbeemne 32 med en række mod hinanden vendende, plane overflader 33, som er indbyrdes forbundne ved støbeemnets rygge og bunde. Med andre ord er der, i stedet for dannelse af lag eller enkelte støbeemner helt adskilt fra hinanden, som i apparatet i fig. 1, her dannet et støbeemne, der omfatter flere delvis adskilte lag, som er indbyrdes forbundne ved støbeemnets rygge og bunde. Efter at have forladt den vandkølede rulle bevæger støbeemnet sig mod en sammentrykningsmekanisme, der er udformet med to lodrette ruller 34, hvor de forskellige plane overflader 33 på de delvis adskilte lag, presses mod hinanden og smelter sammen, så der dannes en bjælkeform 35, der eventuelt kan reduceres yderligere til et færdigt produkt eller eventuelt kan udgøre råmaterialet for en efterfølgende omdannelse til et færdigt produkt. Der kan også være tilvejebragt en afskraber (ikke vist) 10 147967 magen til afskraberne i fig. 1, hvilke understøtter støbeemnet, når det afskrabes fra rullen 30. Man kan også påføre rullerne 30 et slipmiddel på samme måde, som slipmidlet påføres de vandkølede ruller i apparatet i fig. 1.

Under driften af apparatet i fig. 1 og apparatet i fig. 2 dannes støbeemnet kontinuerligt.

I fig. 3-6 er der vist en anden fremgangsmåde, hvor indbyrdes forbundne folder eller dele af et enkelt støbeemne bringes sammen, hvilken fremgangsmåde svarer til den i fig. 2 viste. Ved denne ændrede udførelsesform dannes der et fladt støbeemne på en vandkølet rulle eller andet kølet bevæget element, og støbeemnet bliver dernæst afskrabet fra rullen eller det bevægede element.

I fig. 3 er der vist et sådan fladt støbeemne 40. Som angivet i fig. 4 holdes midterdelen 41 af støbeemnet plant, mens sidekanter 42 med samme bredde som midterdelen tvinges op på hver side af støbeemnet. Den ene sidedel foldes ind over midterdelen, som vist i fig. 5, og derefter foldes den anden sidedel, som vist i fig. 6, ind over den første og presses jævnt for at skabe sammensmeltning af de hinanden berørende overflader. Denne fremgangsmåde kan anvendes på kontinuerlige stykker eller ved at udskære det kontinuerligt dannede støbeemne i forudbestemte længder. Når det således dannede, sammensatte støbeemne 43 er afkølet til en normal valsetemperatur, kan det valses gennem et reducerende valseværk, som vist i fig. 1.

I fig. 7 bliver et plant støbeemne, som vist i fig. 3, udskåret enten på tværs eller langs til den ønskede dimension og rulles derefter stramt ind i sig selv som angivet ved 50, og det derved fremkomne runde legeme sendes gennem rillede valser 51 for at påføres tilstrækkeligt tryk, mens metallet stadig er varmt, til at sammensmelte vindingerne til en fast eller rørformet tværsnitsform, hvilken efter afkøling yderligere kan valses eller bearbejdes.

De til de heri beskrevne fremgangsmåder hørende dimensioner, temperaturer og tryk kan varieres på mange måder, og en klar specifikation kan derfor ikke gives. Det er dog klart, at en fagmand gennem fornuftige forsøg vil kunne sætte tal på de forskellige parametre. I visse tilfælde kan det være nødvendigt at tilføre yderligere varme, mens sammentrykningen, foldningen eller sammenrulningen finder sted for at udvirke sammensmeltning af de enkelte støbeemner eller lag eller folder eller sammenrullede områder af 147967 11 et og samme støbeemne. På alle tegningerne er det sammensatte produkt af overskuelighedshensyn angivet med linier, hvor berøringsfladerne findes, men i virkeligheden vil et sådant lamineret udseende ikke forekomme.

Det kan imidlertid angives, at når metallet går fra flydende til fast tilstand, vil nogle metaller udvikle plastiske egenskaber ved nogle få grader under solidustemperaturen, mens der for andre metaller findes et interval på 100°C eller måske mere end 200°C mellem solidustemperaturen og fremkomsten af gode plastiske egenskaber. Sammensvejsningen eller -smeltningen af støbeemnela-gene kan finde sted ved eller omkring soliduslinien, d.v.s. hvor de viser sig som et fast stof, skønt alt tyder på, at der p.g.a. dårlig plasticitet stadig er noget flydende metal i dendritgræn-serne.

Med andre ord vil svejsning, sammensmeltning eller -slutning sædvanligvis ske over en temperatur, hvor metallet har tilstrækkelig plasticitet til normal valsning. Som en generel regel gælder, at det tryk, som påføres ved hjælp af de trykvalser, som først presser lagene sammen, bør bevirke en tykkelsesreduktion af aggregatet af de to eller flere lag liggende i intervallet fra 0,2% til 2%. Kulstofstål med et lavt indhold på ca. 0,10% udvikler hurtigt gode plastiske egenskaber under soliduslinien og kan udsættes for tryk under sammenpresningen af metallet til et enhedslegeme, således at der tilvejebringes 20% reduktion af tværsnitsarealet, hvorimod stål med stort indhold af urenheder, f.eks.

S, P, Cu, Sn o.s.v. vil have dårlig plasticitet så langt som til 150° under soliduslinien og ikke kan tåle en reduktion på mere end 0,3%.

Det tryk, som skal bevirke sammensmeltningen, skal derfor hovedsageligt være således, at tykkelsesreduktionen aldrig er større end nødvendigt for at udvirke en god sammenklæbning, hvilket er af størrelsesordenen 2%. Hvis trykket overstiger sådanne kritiske grænser, vil det sammentrykkede produkt have forskellige svagheder eller indre defekter. Når den normale valsetemperatur er nået, kan det sammensluttede støbeemne reduceres så meget som 20% eller mere i tykkelse ved en enkelt valsepassage.

Det er f.eks. ikke svært at forstå, at der, hvis tre lag med bratkølingszonetykkelse på måske 1 0 mm sammenføjes til et enkelt emne med 30 mm"s tykkelse og reduceres 20% til et halvfabrikata, behøves meget mindre arbejde for at omdanne det til f.eks. metal- 12 147967 plade med en tykkelse på 0,25 eller 0,5 mm end at valse en støbeblok på flere centimeters tykkelse ned til den samme tykkelse, og den omfattende varmbearbejdning er ikke nødvendig ved denne proces, fordi metallet er fuldstændigt eller stort set metal med bratkølingszonetykkelse og krystalstruktur, som anført ovenfor og med bratkølingszonesammensætning.

Skønt der specifikt er angivet en fremgangsmåde og et apparat, hvori et på en rulle dannet lag lamineres til overfladen af et lag, der er dannet på en anden rulle, som befinder sig i afstand fra den første og drejer i samme retning, så kan opfindelsen også anvendes til en vilkårlig fremgangsmåde, hvor to mod hinanden vendende ruller drejer i modsatte retninger, og hver især er neddykkede i smeltemetalbadet, og de separate lag af størknet men varmt metal, som dannes på hver sin rulle, tryksvejses sammen i spalten mellem de to ruller. Det således dannede, sammensatte, tolagede pladeemne kan derefter tryksvejses sammen med andre metalbaner, som beskrevet heri, hvor der ønskes en større tykkelse.

Claims (3)

147967 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til fremstilling og videreforarbejdning af støbte strenge, ved hvilken et omløbende kølelegeme bevæges gennem en metalsmelte, som på dette i en ikke-oxiderende at- 5 mosfære størkner til et tyndt lag, der af kølelegemet kontinuerligt fjernes fra smelten, hvorefter laget løsnes fra kølelegemet, og mindst to sådanne lag direkte efter størkningen sammenlægges flade mod flade og sammenpresses for tryksammensvejsning i mod hinanden vendende kontaktflader, kendetegnet 10 ved, at kølefladen bliver bevæget med en sådan hastighed, at smelten størkner finkrystallinsk gennem hele lagets tværsnit og med ensartet sammensætning, at tryksammensvejsningen af de af samme metal bestående lag afpasses efter dette metals plasticitet ved temperaturer over metallets varmbearbejdningstemperatur og således, at tykkelsesreduktionen andrager højst 2%, og at det på denne måde fremstillede halvfabrikat varmvalses, -smedes, -presses eller -ekstruderes til opnåelse af færdig varmbearbejdningsdimension.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved, at der som de til tryksammensvejsningen anvendte lag anvendes lag af et og samme støbte bånd, som foldes eller sammenrulles i tværretningen.

3. Apparat til brug ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 til fremstilling og videreforarbejdning af støbte strenge, hvilket apparat har en eller flere med drivorganer forsynede ro-terbart lejrede kølefladevalser (5;30) og beholderorganer (2;31), hvori kølefladevalserne (5;30) rager delvis ned, og som tjener til på kølefladevalserne (5;30) at afsætte mindst to metallag (10,12, 15;32), hvilket apparat endvidere har organer (11,14,18) til løsning af de nævnte mindst to metallag (10,12,15; 32) fra kølefladevalserne (5;30) og organer (13,16,34) til sammenlægning af lagene (10,12,15; 32) flade mod flade direkte efter størkningen og sammenpresning af lagene (10,12,15; 32) for tryksammensvejs-ning i de mod hinanden vendende kontaktflader, hvilket apparat endvidere har organer (9,19,20) til opretholdelse af en ikke-oxiderende atmosfære i apparatet, kendetegnet ved, at beholderorganerne (2;31) til kølefladevalserne (5;30) udgøres af en for disse fælles beholder (2), og at kølefladevalsernes (5;30) drivorganer er indrettet til at drive disse med en sådan