EP0326785B1 - Folienartiges Metallband - Google Patents

Folienartiges Metallband Download PDF

Info

Publication number
EP0326785B1
EP0326785B1 EP88810837A EP88810837A EP0326785B1 EP 0326785 B1 EP0326785 B1 EP 0326785B1 EP 88810837 A EP88810837 A EP 88810837A EP 88810837 A EP88810837 A EP 88810837A EP 0326785 B1 EP0326785 B1 EP 0326785B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
melt
strip
hard particles
solidification
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP88810837A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0326785A1 (de
Inventor
Hans-Walter Dr. Schläpfer
Bruno Sonderegger
Werner Straub
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sulzer AG
Original Assignee
Gebrueder Sulzer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gebrueder Sulzer AG filed Critical Gebrueder Sulzer AG
Publication of EP0326785A1 publication Critical patent/EP0326785A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0326785B1 publication Critical patent/EP0326785B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12431—Foil or filament smaller than 6 mils
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12486—Laterally noncoextensive components [e.g., embedded, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a foil-like metal strip with inclusions of hard particles in a metal matrix composed of at least one element from Group VIIIA, at least one element from Groups IVA, VA or VIA and at least one of the elements boron, carbon, silicon and phosphorus, the hard particles being the primary excretions from the melt are predominantly arranged near one surface of the metal strip, the thickness of the strip also being a maximum of 1 mm, and a cooling rate of at least 10 2 K / sec has been observed during its production from the melt.
  • Boron, carbon, silicon and phosphorus act in a known manner as glass formers; their effect can be enhanced by an optional addition of sulfur, gallium, germanium, arsenic, tin and / or antimony.
  • a metal strip of the type described above is known from EP-A-2 785.
  • the melt from which the strip is made becomes hard particles - for example metal borides, carbides or -oxides - added in granular form and embedded in the solidified metal matrix of the tape; however, the hard particles can also pass through chemical reactions of individual components of the melt can be obtained directly as primary excretions.
  • the object of the invention is to improve the adhesion of hard particles in the metal matrix of the belt.
  • this object is achieved in that at least 50% of the hard particles have an elongated crystal shape with a length to width ratio of at least 5.
  • hard particles preferably accumulate in the new tape on the free surface of the glassy or microcrystalline solidified tape; there they form a rough surface.
  • the main areas of application for the new metal belt are its use as abrasive or emery "paper” or as an abrasive coating on files and cutting discs, where it can be used as a replacement for diamond tools, for example.
  • Another area of application is, for example, the use as an adhesive layer for adhesives, for example for clutch linings.
  • the new tape is also possible to use the new tape as a flexible tape for welding coatings or as a starting material for laser coatings.
  • it can also be used to manufacture hard material powders can be obtained by dissolving the metal matrix.
  • the surface provided with the deposits has a rough structure with protruding tips which contain at least almost 100% hard particles.
  • a process for the production of the new strip is characterized in that in the separate production of the master alloy, the melt metallurgical parameters - such as the melt atmosphere, chemical composition, overheating of the melt before casting, casting temperature and / or solidification speed - are selected so that the hard particles are already separated Eliminate from the melt when the master alloy solidifies, and that a maximum value for an empirically determined energy influence on the melt of the remelted master alloy, which is a function of the melt temperature and the time until the melt solidifies, is also observed during the strip production, for which maximum value Re-dissolution of the hard particles is prevented at least in part.
  • the melt metallurgical parameters - such as the melt atmosphere, chemical composition, overheating of the melt before casting, casting temperature and / or solidification speed - are selected so that the hard particles are already separated Eliminate from the melt when the master alloy solidifies, and that a maximum value for an empirically determined energy influence on the melt of the remelted master alloy, which is a function of the melt temperature and the time until
  • the "energy influence" to be considered in the manufacturing process is a relatively complex function of the temperature of the remelted master alloy melt and the time during which the master alloy is in the liquid phase.
  • the complexity of the functional relationship between the two sizes requires this "energy influence” for the production of a tape according to the invention in preliminary tests - for each tape composition and for different particle sizes of the embedded ones Hard particles again - to be determined empirically; this results in a relationship such that only relatively short times are required for a specific dissolution of the hard particle crystals in a given metal matrix at relatively high melt temperatures or relatively long times at relatively low temperatures.
  • the "energy influence” can be described vividly as the ability of the remelted liquid phase to dissolve the hard particles stored in it.
  • the size of the hard particles and thus the roughness of the free strip surface can be controlled by variations in the rate of solidification during the production of the master alloy and / or the strip, the solidification of the master alloy essentially due to the material and diameter of the casting molds and the strip rigidity primarily due to its Speed on the heat-dissipating centrifugal wheel or belt can be influenced.
  • the peripheral speed of the wheel can vary between 500 and 3000 (m / min).
  • the master alloy is advantageously melted and re-melted in a protective gas atmosphere, for example in an argon (Ar) atmosphere, before the strip is manufactured.
  • a protective gas atmosphere for example in an argon (Ar) atmosphere
  • the master alloy can be produced under a reduced pressure.
  • the melt whose liquidus temperature has been measured at around 1380 ° C, is heated to a temperature of around 1540 ° C before casting, which corresponds to an overheating of around 160 ° C.
  • the master alloy melt is then poured into molds, and during solidification, in addition to the precipitation of the hard particles, a eutectic-like residual melt with a solidus point of approximately 1060 ° C. is formed.
  • the size of the hard particles separated from the melt which in the present case mainly consist of zeta-chromium boride (-CrB), depends on the rate of solidification of the master alloy - and can therefore be changed to a certain extent by varying the setting time - this is used for one desired particle size of the hard material deposits optimal solidification rate experimentally determined in preliminary tests.
  • the rate of solidification depends primarily on the material and / or lining of the mold, as well as on its diameter.
  • the casting takes place at a temperature of about 1420 ° C, for example in a copper mold with a diameter of 20-24 mm, it solidifies in 3-5 seconds at a cooling rate of 103 ° C / min reached, whereby hard particle precipitates of about 10-20 microns in length are formed.
  • zirconium oxide ZrO2
  • the hard particles essentially separate out as crystals with a length of about 0.3 mm, these crystals having internal cavities, incisions, corners and edges.
  • the metal strip is produced from the master alloy interspersed with hard material precipitates in a known melt spinning device.
  • the master alloy is melted again in a quartz glass nozzle, which is arranged above a centrifugal wheel made of a heat-conducting material, for example a heat-hardenable copper-chromium alloy, with the aid of an induction coil surrounding the nozzle, with bath movements of the melt surface tensions and relatively low temperatures in the region of the open Prevent the melt from flowing out of the nozzle.
  • the heating time is chosen so that the solidus point of the alloy of, as mentioned, about 1060 ° C. is reached after about 4.5 minutes, the quartz glass tube being flushed with argon while heating up to about 950 ° C.
  • a certain holding time is required after the remelting before a band can be produced from the remelted master alloy.
  • This holding time depends on the "energy influence" explained above and can be 1 to a maximum of 5 minutes.
  • the empirically determined energy influence has shown that in the present Example when remelting the master alloy - after the eutectic-like residual melt is completely in liquid form again - a holding time of the melt of about 1 min is still permissible.
  • the remelted master alloy is "shot" by a pressure surge of argon at 0.25 bar overpressure on the melt surface against the centrifugal wheel; its speed or circumferential speed influences the solidification time of the strip, whereby relatively high speeds lead to strips with relatively coarse and / or excretions from the strip plane and relatively low speeds lead to fine-grained and / or flat arranged hard material particles in the metal matrix, which result in present case contains a percentage of 3 - 10% zeta-chromium boride as hard material excretions.
  • centrifugal wheel free surface of the belt mean roughness values R a (DIN 4762) provide for the described embodiment, at peripheral speeds of about 1100 m / min on the side opposite the centrifugal wheel, in the longitudinal direction of the band from 2.2 to 2.8 microns and transversely thereto from 1.3 to 1.8 ⁇ m. If the circumferential speed of the wheel is increased to approximately 1300 m / min, the average roughness values R a are measured in the longitudinal direction from 100-130 ⁇ m and in the transverse direction from 60-100 ⁇ m.
  • the figure shows in a glass-like, amorphously solidified metal matrix 1, which, however, also at least partially can have microcrystalline structure, hard particles 2, the crystal shape of which can be described as skeletal.
  • microcrystals 3 made of hard materials can also be seen in the metallic base material.
  • the figure clearly shows tips 4 "occupied” with hard particle crystals, which are formed on the free surface of the strip 1 pointing upward in the figure, with in the example shown over 70% of the longitudinal dimension of the hard particles 2 in the metal matrix 1 are embedded.
  • the irregular shapes of the crystals 2 with internal cavities, incisions, corners and edges are the reason for the improved adhesion of the hard materials in the amorphous or microcrystalline structure of the metal strip.
  • the arrow indicated represents the direction in which the tape 1 was flung away from the melt spinning nozzle by the centrifugal wheel during its manufacture.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein folienartiges Metallband mit Einlagerungen von Hartpartikeln in einer Metallmatrix aus mindestens einem Element der Gruppe VIIIA, mindestens einem Element der Gruppen IVA, VA oder VIA und mindestens einem der Elemente Bor, Kohlenstoff, Silizium und Phosphor, wobei die Hartpartikel als primäre Ausscheidungen aus der Schmelze vorwiegend nahe der einen Oberfläche des Metallbandes angeordnet sind, wobei ferner die Dicke des Bandes maximal 1 mm beträgt, und bei seiner Herstellung aus der Schmelze eine Abkühlungsgeschwindigkeit von mindestens 10² K/sec eingehalten worden ist.
  • Bor, Kohlenstoff, Silizium und Phosphor wirken dabei in bekannter Weise als Glasbildner; ihre Wirkung kann noch verstärkt werden durch eine fakultative Zugabe von Schwefel, Gallium, Germanium, Arsen, Zinn und/oder Antimon.
  • Ein Metallband der vorstehend beschriebenen Art ist bekannt aus der EP-A- 2 785. Bei diesem bekannten, nach dem Melt-Spinning-Verfahren hergestellten Band, werden der Schmelze, aus der das Band hergestellt wird, Hartpartikel - z.B. Metallboride, -karbide oder -oxide - in körniger Form zugegeben, und in die erstarrte Metallmatrix des Bandes eingebettet; die Hartpartikel können jedoch auch durch chemische Reaktionen einzelner Komponenten der Schmelze direkt als primäre Ausscheidungen gewonnen werden.
  • Es hat sich gezeigt, dass die Haftung der Hartpartikel in diesem Metallband - wenn es beispielsweise als Abrasionsmaterial für die Oberflächenbearbeitung von Festkörpern dienen soll - unter Umständen ungenügend ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Haftfähigkeit von Hartpartikeln in der Metallmatrix des Bandes zu verbessern.
  • Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens 50 % der Hartpartikel eine langgestreckte Kristallform mit einem Verhältnis Länge zu Breite von mindestens 5 aufweisen.
  • Wie bei dem bekannten Band reichern sich bei dem neuen Band Hartpartikel vorzugsweise an der freien Oberfläche des glasig oder mikrokristallin erstarrten Bandes an; sie bilden dort eine rauhe Oberfläche.
  • Die Hartpartikel-Kristalle mit stark von einer Kugelform abweichender Struktur, die sich in der Metallmatrix beispielsweise mit Hinterschneidungen verhaken können, bewirken eine erhöhte Haftfestigkeit.
  • Als Anwendungsgebiete für das neue Metallband ist in erster Linie seine Verwendung als Schleif- oder Schmirgel-"Papier" oder als Schleifbelag auf Feilen und Trennscheiben zu nennen, wo es beispielsweise als Ersatz für Diamantwerkzeuge eingesetzt werden kann. Ein anderer Einsatzbereich besteht beispielsweise in der Verwendung als Haftschicht für Klebestoffe z.B. bei Kupplungsbelägen. Weiterhin ist es möglich, das neue Band als flexibles Band für Schweissbeschichtungen oder als Ausgangsmaterial für Laserbeschichtungen zu verwenden. Schliesslich kann man es auch zur Herstellung von Hartstoffpulvern einsetzen, wobei diese durch Auflösen der Metallmatrix gewonnen werden. Selbstverständlich bieten sich auch noch weitere Anwendungen an, bei denen eine rauhe Oberfläche mit grosser Härte und guter Haftfestigkeit der Hartstoffe gefordert wird.
  • Für die geschilderten Verwendungen als Abrasions-Material, ist es zweckmässig, wenn die mit den Einlagerungen versehene Oberfläche eine rauhe Struktur mit hervorspringenden Spitzen aufweist, die zu mindestens nahezu 100 % Hartpartikel enthalten.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des neuen Bandes ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der separaten Herstellung der Vorlegierung die schmelzmetallurgischen Parameter - wie Schmelzatmosphäre, chemische Zusammensetzung, Ueberhitzung der Schmelze vor dem Abguss, Giesstemperatur und/oder Erstarrungsgeschwindigkeit - so gewählt werden, dass sich die Hartpartikel bereits beim Erstarren der Vorlegierung aus der Schmelze ausscheiden, und dass ferner bei der Bandherstellung ein Maximalwert für einen empirisch ermittelten Energieeinfluss auf die Schmelze der wiederaufgeschmolzenen Vorlegierung eingehalten wird, der eine Funktion der Schmelzentemperatur und der Zeit bis zur Erstarrung der Schmelze ist, für welchen Maximalwert ein Wiederinlösunggehen der Hartpartikel mindestens zum Teil verhindert wird.
  • Der beim Herstellungsverfahren zu berücksichtigende "Energieeinfluss" ist eine relativ komplexe Funktion der Temperatur der wiederaufgeschmolzenen Vorlegierungsschmelze und der Zeit, während der die Vorlegierung in flüssiger Phase vorliegt. Die Komplexität des funktionellen Zusammenhangs beider Grössen erfordert es, diesen "Energieeinfluss" für die Herstellung eines erfindungsgemässen Bandes in Vorversuchen - für jede Bandzusammensetzung und für verschiedene Partikelgrössen der eingelagerten Hartpartikel erneut - empirisch zu ermitteln; dabei ergibt sich ein Zusammenhang derart, dass für eine bestimmte Auflösung der Hartpartikel-Kristalle in einer gegebenen Metallmatrix bei relativ hohen Schmelzentemperaturen nur relativ kurze Zeiten oder bei relativ niedrigen Temperaturen relativ lange Zeiten benötigt werden.
  • Der "Energieeinfluss" lässt sich anschaulich etwa beschreiben als das Vermögen der wiederaufgeschmolzenen flüssigen Phase, die in ihr eingelagerten Hartpartikel wieder aufzulösen.
  • Die Grösse der Hartpartikel und damit die Rauhheit der freien Bandoberfläche lassen sich dabei durch Variationen der Erstarrungsgeschwindigkeit bei der Herstellung der Vorlegierung und/oder des Bandes steuern, wobei das Erstarren der Vorlegierung im wesentlichen durch Material und Durchmesser der Abgusskokillen und die Banderstarrung vor allem durch seine Geschwindigkeit auf dem wärmeabführenden Schleuderrad oder -band beeinflusst werden. Die Umfangsgeschwindigkeit des Rades kann zwischen 500 und 3000 (m/min) variieren.
  • Mit Vorteil erfolgt das Erschmelzen der Vorlegierung und ihr Wiederaufschmelzen vor der Bandherstellung in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise in einer Argon(Ar)-Atmosphäre. In bekannter Weise kann dabei die Herstellung der Vorlegierung unter einem reduzierten Druck erfolgen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei in der Figur eine nach einem stark vergrösserten Gefügeschliffbild (Vergrösserung 500 : 1) gefertigte Skizze einer Ausführungsform eines rauhen Bandes wiedergegeben ist.
    • Herstellung der Vorlegierung:
  • In einer Gesamtmenge von 300 Gramm (g) wird ein Gemisch mit - abgesehen von unerwünschten, jedoch unvermeidbaren Verunreinigungen, wie beispielsweise Aluminium (AI), Mangan (Mn) oder Kupfer (Cu) - folgender Zusammensetzung in Massen-Prozent hergestellt, was den in Klammern angegebenen Werten in Atom-Prozent entspricht:
    Ni 73,8 (60,9); Cr 14 (13,1); Fe 4,5 (3,9); Si 4,5 (7,8) und B 3,2 (14,3). Dieses Gemisch wird in einem mit einer Aluminium (AI)-Silikat-Auskleidung (Mullit) versehenen Tiegel mit Hilfe einer Induktionsspule zu der Vorlegierung aufgeschmolzen, wobei ein leichtes Vakuum von etwa 130 mbar (100 mm Hg) in dem Tiegel aufrechterhalten wird; die Schmelzatmosphäre besteht dabei aus Argon (Ar) mit einer Reinheit von 99,998 %.
  • Die Schmelze, deren Liquidus-Temperatur etwa zu 1380°C gemessen worden ist, wird vor dem Abguss auf eine Temperatur von etwa 1540 °C aufgeheizt, was einer Ueberhitzung von etwa 160 °C entspricht. Anschliessend wird die Vorlegierungsschmelze in Kokillen abgegossen, wobei beim Erstarren sich neben der Ausscheidung der Hartpartikel eine eutektikumähnliche Restschmelze mit einem Soliduspunkt von etwa 1060°C bildet.
  • Da die Grösse der aus der Schmelze ausgeschiedenen Hartpartikel, die im vorliegenden Fall vorwiegend aus Zeta-Chromborid ( -CrB) bestehen, von der Erstarrungsgeschwindigkeit der Vorlegierung abhängt - und daher durch Variation der Erstarrungszeit in gewissem Umfange gezielt verändert werden kann - wird die für eine gewünschte Partikelgrösse der Hartstoffeinlagerungen optimale Erstarrungsgeschwindigkeit experimentell in Vorversuchen ermittelt. Die Erstarrungsgeschwindigkeit hängt dabei vor allem von Material und/oder Auskleidung der Kokille, sowie von deren Durchmesser ab. Erfolgt der Abguss bei einer Temperatur von etwa 1420 °C, beispielsweise in einer Kupferkokille von 20 - 24 mm Durchmesser, so wird in dieser bei Abkühlungsgeschwindigkeit von 103 °C/min ein Erstarren in 3 - 5 sec erreicht, wodurch Hartpartikelausscheidungen von etwa 10 -20 µm Länge gebildet werden. Ersetzt man jedoch die Kupfer-Kokillen durch eine mit Zirkonoxid (ZrO₂) ausgekleidete Stahlkokille, die einen Durchmesser von 28 mm hat, so ergeben sich - bei sonst gleichen Bedingungen - langsamere Abkühlungsgeschwindigkeiten von etwa 500 °C/min, was zu Erstarrungszeiten von 10 sec führt; in diesem Fall scheiden die Hartpartikel im wesentlichen als Kristalle mit einer Länge von etwa 0,3 mm aus, wobei diese kristalle Innenhohlräume, Einschnitte, Ecken und Kanten aufweisen.
    • Herstellung des Metallbandes:
  • Die Herstellung des Metallbandes aus der mit Hartstoffausscheidungen durchsetzten Vorlegierung erfolgt in einer bekannten Melt-Spinning-Einrichtung. Die Vorlegierung wird dabei in einer Quarzglasdüse, die über einem Schleuderrad aus einem wärmeleitenden Material, beispielsweise einer warmaushärtbaren Kupferchromlegierung, angeordnet ist, mit Hilfe einer die Düse umgebenden Induktionsspule wieder aufgeschmolzen, wobei Badbewegungen der Schmelze Oberflächenspannungen und relativ niedrige Temperaturen im Bereich des an sich offenen Düsenaustrittes ein Ausfliessen der Schmelze verhindern. Die Aufheizzeit wird dabei so gewählt, dass der Soliduspunkt der Legierung von, wie erwähnt, etwa 1060 °C, nach etwa 4,5 min erreicht wird, wobei das Quarzglasrohr während des Aufheizens bis ca. 950 °C mit Argon gespült wird.
  • Um eine Homogenisierung der gesamten Vorlegierungsschmelze, beispielsweise bezüglich der Temperatur und der Viskosität, zu erreichen, ist nach dem Wiederaufschmelzen eine gewisse Haltezeit erforderlich, bis aus der wieder aufgeschmolzenen Vorlegierung ein Band hergestellt werden kann. Diese Haltezeit ist abhängig von dem im Vorstehenden erläuterten "Energieeinfluss" und kann 1 bis maximal 5 min betragen. Für einen Soliduspunkt von 1060 °C hat der empirisch ermittelte Engergieeinfluss ergeben, dass im vorliegenden Beispiel beim Wiederaufschmelzen der Vorlegierung - nachdem die eutektikumähnliche Restschmelze vollständig wieder in flüssiger Form vorliegt - noch eine Haltezeit der Schmelze von etwa 1 min zulässig ist.
  • Nach Ablauf der Haltezeit wird die wiederaufgeschmolzene Vorlegierung durch einen Druckstoss von Argon mit 0,25 bar Ueberdruck auf die Schmelzenoberfläche gegen das Schleuderrad "geschossen"; dessen Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit beeinflusst die Erstarrungszeit des Bandes, wobei relativ hohe Geschwindigkeiten zu Bändern mit relativ groben und/oder stark aus der Bandebene hervorragenden Ausscheidungen und relativ niedrige Geschwindigkeiten zu feinkörnigen und/oder flacher angeordneten Hartstoff-Partikeln in der Metallmatrix führen, die im vorliegenden Fall einen prozentualen Anteil von 3 - 10% Zeta-Chromborid als Hartstoffausscheidungen enthält.
  • Für das geschilderte Ausführungsbeispiel ergeben sich bei Umfangsgeschwindigkeiten des Schleuderrades von etwa 1100 m/min auf der dem Schleuderrad abgewandten, freien Oberfläche des Bandes Mittenrauhwerte Ra, (DIN 4762) in Längsrichtung des Bandes von 2,2 - 2,8 µm und quer dazu von 1,3 - 1,8 µm. Wird die Umfangsgeschwindigkeit des Rades auf etwa 1300 m/min erhöht, so misst man Mittenrauhwerten Ra, in Längsrichtung von 100 - 130 µm und in Querrichtung von 60 - 100 µm.
  • Die einzige Figur, die einen Querschnitt durch ein relativ grobes Metallband zeigt, dessen Herstellung vorstehend beschrieben worden ist, ist nach einer photographischen Aufnahme gezeichnet worden. Diese ist mit Hilfe eines Lichtmikroskops bei 500-facher Vergrösserung hergestellt worden.
  • Die Figur zeigt in einer glasartig, amorph erstarrten Metallmatrix 1, die jedoch mindestens teilweise auch ein mikrokristallines Gefüge haben kann, Hartpartikel 2, deren Kristallform als skelettartig zu bezeichnen ist. Neben den skelettartigen Kristallen 2 sind in der metallischen Grundmasse noch Mikrokristalle 3 aus Hartstoffen erkennbar.
  • Die Figur lässt deutlich mit Hartpartikel-Kristallen 2 "besetzte" Spitzen 4 erkennen, die sich an der in der figur nach oben weisenden, freien Oberfläche des Bandes 1 ausbilden, wobei im gezeigten Beispiel über 70 % der Längsabmessung der Hartpartikel 2 in die Metallmatrix 1 eingebettet sind.
  • Die unregelmässigen Formen der Kristalle 2 mit Innenhohlräumen, Einschnitten, Ecken und Kanten, sind die Ursache für die verbesserte Haftfähigkeit der Hartstoffe im amorphen oder mikrokristallinen Gefüge des Metallbandes.
  • Der eingetragene Pfeil gibt die Richtung wieder, in der das Band 1 bei seiner Herstellung von dem Schleuderrad aus der Schmelzspinn-Düse weggeschleudert worden ist.

Claims (6)

1. Folienartiges Metallband mit Einlagerungen von Hartpartikeln in einer Metallmatrix aus mindestens einem Element der Gruppe VIIIA, mindestens einem Element der Gruppen IVA, VA oder VIA und mindestens einem der Elemente Bor (B), kohlenstoff (C), Silizium (Si) und Phosphor (P), wobei die Hartpartikel als primäre Ausscheidungen aus der Schmelze vorwiegend nahe der einen Oberfläche des Metallbandes angeordnet sind, wobei ferner die Dicke des Bandes maximal 1 mm beträgt, und bei seiner Herstellung aus der Schmelze eine Abkühlungsgeschwindigkeit von mindestens 10² K/sec eingehalten worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 50 % der Hartpartikel (2) eine langgestreckte Kristallform mit einem Verhältnis Länge zu Breite von mindestens 5 aufweisen.
2. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der langgestreckten Hartpartikel-Kristalle (2) mindestens 70 % beträgt.
3. Band nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Einlagerungen versehene Oberfläche eine rauhe Struktur mit hervorspringenden Spitzen (4) aufweist, wobei mindestens nahezu 100% der Spitzen (4) Hartpartikel (2) enthalten.
4. Band nach Anspruüch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei den aus der Metallmatrix herausragenden Hartpartikeln (2) mindestens 70 % ihrer Längsabmessung in die Matrix (1) eingebettet bleibt.
5. Verfahren zur Herstellung des Metallbandes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem Verfahren das Band durch Schmelzspinnen (melt spinning) mit Hilfe eines Schleuderrades hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Wärmekapazität mit hoher Geschwindigkeit direkt aus der Schmelze einer separat hergestellten und wiederaufgeschmolzenen Vorlegierung gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der separaten Herstellung der Vorlegierung die schmelzmetallurgischen Parameter - wie Schmelzatmosphäre, chemische Zusammensetzung, Überhitzung der Schmelze vor dem Abguss, Giesstemperatur und/oder Erstarrungsgeschwindigkeit - so gewählt werden, dass sich die Hartpartikel bereits beim Erstarren der Vorlegierung aus der Schmelze ausscheiden, und dass ferner bei der Bandherstellung ein Maximalwert für einen empirisch ermittelten Energieeinfluss auf die Schmelze der wiederaufgeschmolzenen Vorlegierung eingehalten wird, der eine Funktion der Schmelzentemperatur und der Zeit bis zur Erstarrung der Schmelze ist, für welchen Maximalwert ein Wiederinlösunggehen der Hartpartikel (2) mindestens zum Teil verhindert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse und/oder Lage (Anstellwinkel) der Hartpartikel (2) und damit die Rauheit der freien Bandoberfläche durch Variationen der Erstarrungsgeschwindigkeiten bei der Herstellung der Vorlegierung und/oder des Bandes (1) gesteuert werden.
EP88810837A 1988-02-01 1988-12-07 Folienartiges Metallband Expired - Lifetime EP0326785B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH341/88 1988-02-01
CH341/88A CH676471A5 (de) 1988-02-01 1988-02-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0326785A1 EP0326785A1 (de) 1989-08-09
EP0326785B1 true EP0326785B1 (de) 1992-04-08

Family

ID=4184806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP88810837A Expired - Lifetime EP0326785B1 (de) 1988-02-01 1988-12-07 Folienartiges Metallband

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5061573A (de)
EP (1) EP0326785B1 (de)
JP (1) JP2695894B2 (de)
CH (1) CH676471A5 (de)
DE (1) DE3869943D1 (de)
ES (1) ES2031629T3 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5494760A (en) * 1991-12-24 1996-02-27 Gebrueder Sulzer Aktiengesellschaft Object with an at least partly amorphous glass-metal film
DE4302521A1 (de) * 1993-01-29 1994-08-04 Linde Ag Metallisches Pulver für die Erzeugung von verschleißfesten Oberflächenschichten mittels einer thermischen Spritzmethode, Herstellungsverfahren und Spritzmethode dafür
DE59308613D1 (de) * 1993-04-02 1998-07-02 Sulzer Innotec Ag Werkzeug zum Schleifen von Brillengläsern
DE19605398A1 (de) * 1996-02-14 1997-08-21 Wielage Bernhard Prof Dr Ing Herstellen von Verbundwerkstoffen durch Bandgießen bzw. Gießwalzen

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4268564A (en) * 1977-12-22 1981-05-19 Allied Chemical Corporation Strips of metallic glasses containing embedded particulate matter
US4786467A (en) * 1983-06-06 1988-11-22 Dural Aluminum Composites Corp. Process for preparation of composite materials containing nonmetallic particles in a metallic matrix, and composite materials made thereby
US4540546A (en) * 1983-12-06 1985-09-10 Northeastern University Method for rapid solidification processing of multiphase alloys having large liquidus-solidus temperature intervals
CA1220120A (en) * 1984-01-12 1987-04-07 Michael L. Santella Method for producing a metal alloy strip
US4800065A (en) * 1986-12-19 1989-01-24 Martin Marietta Corporation Process for making ceramic-ceramic composites and products thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CH676471A5 (de) 1991-01-31
EP0326785A1 (de) 1989-08-09
JPH01222032A (ja) 1989-09-05
JP2695894B2 (ja) 1998-01-14
DE3869943D1 (de) 1992-05-14
ES2031629T3 (es) 1992-12-16
US5061573A (en) 1991-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2364131C2 (de) Metallegierungen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE2302595C3 (de) Schleifmittelkorper und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69531948T2 (de) Verbundwerkstoff aus amorphen metall und verstärkung
DE2606581A1 (de) Verfahren zur herstellung von metallegierungsfaeden
DE3035433C2 (de) Verwendung einer glasartigen Legierung
DE1198568B (de) Verfahren zur Herstellung von porenfreien Spritz-Schweiss-UEberzuegen
DE1533424B1 (de) Gesinterter schleifkoerper
DE2919477C2 (de) Verschleißfester Verbundwerkstoff, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung des Verbundwerkstoffes
EP1186682B1 (de) Zylinderförmiges Sputtertarget und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102015205316A1 (de) Verfahren zum Erzeugen eines Bauteiles aus einer Superlegierung mit einem pulverbettbasierten additiven Herstellungsverfahren und Bauteil aus einer Superlegierung
DE2933761C2 (de) Verfahren zur Herstellung gerichtet erstarrter Gußstücke
DE2637508A1 (de) Filter fuer geschmolzene metalle, verfahren zu seiner herstellung, und seine verwendung
EP0326785B1 (de) Folienartiges Metallband
WO1995005490A1 (de) Schmelzebehandlungsmittel, seine herstellung und verwendung
CH651071A5 (de) Verfahren zur epitaxialen erstarrung.
DE2534777C2 (de) Verfahren zum Verlöten eines polykristallinen Körpers aus hochhartem Werkstoff auf der Grundlage von Bornitrid und/oder Diamant mit einem Metallteil und Lot zur Durchführung dieses Verfahrens
DE807950C (de) Bremsklotz, insbesondere zum Bremsen von Eisenbahnfahrzeugraedern
CH673843A5 (de)
EP0497944B1 (de) Lagerwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE3346206A1 (de) Rotations-atomisier-vorrichtung und verfahren zur herstellung von metallteilchen
DE3424061C2 (de)
DE1696622B2 (de) Verfahren zur herstellung von fiberverstaerkten gegenstaenden und vorrichtung zum aufbringen eines siliciumkarbidueberzuges auf bordraht
DE2210771B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Faser-Verbundwerkstoffes
DE3424022C2 (de)
DE2203776B2 (de) Hochbelastbare elektrische kontakte oder elektroden sowie verfahren zu deren herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BE CH DE ES FR GB IT LI SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19891213

17Q First examination report despatched

Effective date: 19910212

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: ING. ZINI MARANESI & C. S.R.L.

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): BE CH DE ES FR GB IT LI SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 3869943

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19920514

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)
ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
EAL Se: european patent in force in sweden

Ref document number: 88810837.0

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PUE

Owner name: M-TEC HOLDING AG

Ref country code: CH

Ref legal event code: PFA

Free format text: SULZER AG

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: PC2A

Owner name: M-TEC HOLDING AG.

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19971113

Year of fee payment: 10

Ref country code: FR

Payment date: 19971113

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19971124

Year of fee payment: 10

Ref country code: CH

Payment date: 19971124

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19971128

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19971208

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 19971216

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19981207

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19981208

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19981231

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19981231

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19981231

BERE Be: lapsed

Owner name: M-TEC HOLDING A.G.

Effective date: 19981231

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19981207

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19990831

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19991001

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19991208

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20000114

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20051207