EP1468761A1 - Casting roll for casting of aluminium or aluminium alloys strips - Google Patents

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EP1468761A1
EP1468761A1 EP04006766A EP04006766A EP1468761A1 EP 1468761 A1 EP1468761 A1 EP 1468761A1 EP 04006766 A EP04006766 A EP 04006766A EP 04006766 A EP04006766 A EP 04006766A EP 1468761 A1 EP1468761 A1 EP 1468761A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
diffusion barrier
layer
casting
casting roll
roll according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04006766A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Jürgen Dipl.-Ing. Hemschemeier
Dirk Dr. Rode
Hark Dipl.-Ing. Schulze
Dietmar Kolbeck
Hans-Günter Dr. Wobker
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.)
KM Europa Metal AG
Original Assignee
KM Europa Metal AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637Accessories therefor
    • B22D11/0648Casting surfaces
    • B22D11/0651Casting wheels

Definitions

  • the invention relates to a casting roller for casting strips of aluminum or Aluminum alloys.
  • the invention is based on the object To take measures with which the crack formation on a casting roll at least one copper cladding layer for casting aluminum strips or aluminum alloys can be slowed to the life of the Increase casting roller.
  • Diffusion barrier designed as a single-layer protective layer.
  • the one to create one Diffusion barrier required effort is therefore limited and impaired the economics of manufacturing and providing a casting roll in one only insignificant scope.
  • the Diffusion barrier from a through a high-energy thermal spray process applied metallic, metal-ceramic or ceramic protective layer is formed.
  • the thermal spray process can, for example, be plasma or Be laser spraying.
  • the metallic, metal-ceramic or ceramic layers can be based in particular on nickel, cobalt and oxides and carbides be formed.
  • the diffusion barrier consists of a electroplated chrome layer is formed.
  • Such a diffusion barrier only needs to have a thickness of approx. 5 ⁇ m to 20 ⁇ m. Because one repeated Reworking the casting roller in use would be relatively easy on site feasible chrome plating makes sense. Tampon electroplating is ideal for this, if necessary as part of normal reworking in a foundry can be carried out. Large pools for holding a casting roller are not required here.
  • the applied Chromium layer can be further improved in its properties by nitriding, because it also closes minimal cracks in the chrome layer can.
  • the diffusion barrier instead of a diffusion barrier made of a chrome layer, it is according to the characteristics of claim 5 possible, the diffusion barrier from a galvanic to form an applied layer of nickel or a nickel alloy.
  • a solution / suspension with oxide or phosphate-forming Metals such as chrome, zinc, titanium or zirconium, also in combination with aluminum or silicon oxides can be applied. Then such an order advantageously before starting a casting roll by a suitable one thermal treatment converted into the effective protective layer.
  • a diffusion barrier can also consist of a through Combustion generated carbon layer can be formed.
  • To burn the Carbon layer can, for example, at least one acetylene burner be used.
  • a carbon layer can also be formed from an oil / lubrication film.
  • the embodiment defined in claim 8 sees a diffusion barrier applied organic paint. After this varnish has dried, one should closed protective layer with a thickness of at least 10 ⁇ m should be present. As upper limit should not be exceeded 60 ⁇ m. Here is one ensure uniform wetting of the cladding layer, but this depends on the viscosity and the subsequent drying of the paint depends.
  • a diffusion barrier can also use a PVD / CVD method (Physical or Chemical Vapor Deposition), e.g. on the Base of TiN, CrN or TiAI.
  • PVD / CVD method Physical or Chemical Vapor Deposition
  • a diffusion barrier made of an inorganic Protective layer formed it is preferably in the range of 0.01 mm to 0.2 mm.
  • the thickness of the Diffusion barrier is in the range of 0.05 mm to 0.12 mm. Larger layer thicknesses are disadvantageous, since then under the swelling operating load Casting roller in turn can form cracks that lead to crack propagation in the Lead base material.
  • a diffusion barrier expediently a thickness between an inorganic protective layer 5 ⁇ m and 50 ⁇ m. This is particularly the case when the diffusion barrier is considered Carbon layer is deposited from a combustion process. Essential is also a closed, uniform layer. Can be applied also an oil / grease film. Ideally, cracking into one takes place here carbon-containing layer with a typical thickness of approx. 5 ⁇ m to 40 ⁇ m. However, a uniformly dense, less porous layer is preferred in the Target thickness range from 10 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the diffusion barrier with a multi-layer protective layer to form similar layer combinations.
  • a multi-layer protective layer e.g. galvanic layers with possibly different properties in the Layers of the protective layer are particularly advantageous.
  • the diffusion barrier consists of a multi-layer protective layer with each other deviating layer combinations is formed. It can be for example metallic / metal-ceramic / ceramic base layers on the one hand and top layers on the other hand from a suspension order from a Act carbon layer, etc., whereby the barrier effect against diffusion of aluminum in the copper cladding layer can be specifically increased. Also PVD protective layers on a metallic base layer represent an advantageous one Protective layer.
  • Figure 1 in Figure 1 is a casting roll for casting strips of aluminum or Called aluminum alloys. The representation is not to scale.
  • This casting roller 1 has a cladding layer 2 made of copper or a copper alloy while the core 3 is made of steel.
  • a casting roll 1 is also conceivable with several, at least two, concentric cladding layers.
  • the peripheral surface 4 of the cladding layer 2 has a blocking effect against the diffusion of aluminum into the copper edge zone Provide diffusion barrier 5.
  • the diffusion barrier 5 is a single-layer protective layer executed.
  • the diffusion barrier 5 can be made by a high-energy thermal Metallic, metal-ceramic or ceramic spray applied Protective layer can be formed.
  • diffusion barrier 5 made of an electroplated chrome layer conceivable.
  • the diffusion barrier 5 can consist of a galvanically applied layer Nickel or a nickel alloy may be formed.
  • the diffusion barrier 5 by thermal Treatment of an applied to the surface 4 of the cladding layer 2 Solution / suspension with oxide or phosphate-forming metals is formed.
  • the diffusion barrier 5 can also be applied by applying an organic lacquer be educated.
  • the diffusion barrier 5 can be made using a PVD / CVD method applied protective layer may be formed.
  • the diffusion barrier 5 consists of an inorganic protective layer this a thickness D between 0.01 mm and 0.2 mm, preferably 0.05 mm to 0.12 mm.
  • a thickness becomes D between 5 ⁇ m and 50 ⁇ m.
  • Figure 2 is a casting roll 1a for casting strips of aluminum or Illustrated aluminum alloys, which also a cladding layer 2 made of copper has on a steel core 3.
  • Two layers 6, 7 are illustrated. These layers 6, 7 can be of the same type Layer combinations can be formed.
  • the layers 6, 7 are made of different ones Layer combinations are formed.

Abstract

A casting roller for casting Al and Al alloy strips with at least one protective layer (2) in Cu or Cu alloy, where the peripheral surface (4) has a barrier action against diffusion of Al in the edge zone of layer (2) with its diffusion barriers (5) and 5a.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießwalze zum Gießen von Bändern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen.The invention relates to a casting roller for casting strips of aluminum or Aluminum alloys.

Zum Gießen von Aluminiumbändern im Bereich zwischen 1 mm bis 10 mm Banddicke ist es bekannt, Gießwalzen aus höherfesten Stahlsorten einzusetzen. Die mit solchen Gießwalzen erreichbaren Gießgeschwindigkeiten sind jedoch aufgrund der begrenzten Wärmeableitung und höheren Betriebstemperaturen der Gießwalzen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten unbefriedigend. Auch in Versuchen erprobte Kupferwerkstoffe mit höherer Wärmeleitfähigkeit haben aufgrund ihrer relativ kurzen Lebensdauer bislang keinen Eingang in die Praxis gefunden.For casting aluminum strips in the range between 1 mm and 10 mm Strip thickness, it is known to use casting rolls made of high-strength steel grades. The Casting speeds achievable with such casting rolls are due to the limited heat dissipation and higher operating temperatures of the casting rolls economically unsatisfactory. Tried and tested Copper materials with higher thermal conductivity have due to their relatively short Life has not yet been put into practice.

Im Verlauf der Versuche mit Kupferwerkstoffen hat es sich gezeigt, dass es beim direkten Kontakt zwischen dem Kupferwerkstoff der Gießwalzen und der Aluminiumschmelze zur Bildung von Oberflächenbelägen kommt. In der Randzone des Kupferwerkstoffs bilden sich infolge Diffusion spröde harte Kupfer-Alumimium-Phasen aus. Auf der Kupferseite sind dies typischerweise η-2-Phasen, während sich auf der Aluminiumseite eine höher aluminiumhaltige Phase von etwa 60 at % Aluminium ausbildet. In the course of the tests with copper materials, it has been shown that the direct contact between the copper material of the casting rolls and the Aluminum melt comes to the formation of surface coverings. In the peripheral zone The copper material forms brittle hard copper-aluminum phases as a result of diffusion out. On the copper side, these are typically η-2 phases, while on the aluminum side a higher aluminum-containing phase of about 60 at% aluminum.

Unter Betriebsbelastung einer Gießwalze neigen diese Phasen aufgrund ihrer sehr geringen Elastizität und Duktilität zur Bildung von Rissen. Diese Risse breiten sich in der Folgezeit auch in dem Kupfergrundwerkstoff aus, was zu einer Schädigung der Gießwalze führt. Um die rissgeschädigten Zonen abarbeiten zu können, ist es erforderlich, den Gießprozess zu unterbrechen und die Gießwalze nachzuarbeiten. Der Umfang der Nacharbeit bestimmt sich hierbei aus der Risstiefe. Diese wiederum ist einerseits abhängig von der Betriebsbeanspruchung und andererseits von der Spannungserhöhung unterhalb der Anrisse in den spröden Phasen an der Oberfläche.Under the operational load of a casting roll, these phases tend to be very difficult low elasticity and ductility to form cracks. These cracks spread in subsequently also in the copper base material, causing damage to the Casting roller leads. In order to be able to work through the crack-damaged zones, it is necessary to interrupt the casting process and rework the casting roller. The scope of the rework is determined from the depth of the crack. This in turn is dependent on the one hand on the operational stress and on the other hand on the Stress increase below the cracks in the brittle phases on the Surface.

Bei dem vorstehenden beschriebenen Schädigungsprozess einer Gießwalze ist eine typische Verschleißsituation wie bei einer mitlaufenden Gießform zu beobachten, das heißt, es liegt keinerlei Abrasivverschleiß vor. Mithin ist auch ein Denkansatz verfehlt, über harte Beschichtungen zu einem verbesserten Verschleißbild zu gelangen. Im Gegensatz zu einem Stahlbandguss sind hier auch Probleme durch Schmelzespritzer nicht von Interesse. Möglicherweise auf einer Gießwalze erstarrte Aluminiumtropfen können - anders als harte Stahlpartikel - aufgrund ihrer geringen Härte keine Beschädigung der kupfernen Gießwalze hervorrufen.In the above-described damage process of a casting roll is one to observe the typical wear situation as with a moving mold, the means there is no abrasive wear. So there is a mistake, to achieve an improved wear pattern via hard coatings. in the In contrast to a steel strip casting, there are also problems here Melt splash not of interest. Possibly froze on a casting roll Aluminum drops can - unlike hard steel particles - due to their low Hardness does not cause damage to the copper casting roller.

Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, mit welchen die Rissbildung an einer Gießwalze mit zumindest einer kupfernen Mantelschicht zum Gießen von Bändern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen verlangsamt werden kann, um die Standzeit der Gießwalze zu erhöhen.Starting from the prior art, the invention is based on the object To take measures with which the crack formation on a casting roll at least one copper cladding layer for casting aluminum strips or aluminum alloys can be slowed to the life of the Increase casting roller.

Zur Verhinderung der Diffusion von Aluminium in die Oberfläche der Mantelschicht aus Kupfer einer Gießwalze wird nunmehr die Oberfläche der Mantelschicht mit einer Schutzschicht versehen, welche eine Sperrwirkung gegen das Eindiffundieren von Aluminium in die Kupferrandzone bewirkt. Dies hat dann zur Folge, dass keine spröden harten Kupfer-Aluminium-Phasen mehr entstehen und folglich keinen Ausgangspunkt für Risse im Kupfergrundwerkstoff bilden können. Die Gießwalze wird nicht mehr geschädigt. Ihre Standzeit wird merklich erhöht.To prevent aluminum from diffusing into the surface of the cladding layer copper from a casting roll is now the surface of the cladding layer with a Provide protective layer, which has a barrier effect against the diffusion of Aluminum into the copper edge zone. This has the consequence that none brittle hard copper-aluminum phases arise and consequently none Can form the starting point for cracks in the copper base material. The casting roller is no longer harmed. Their service life is increased significantly.

Vorteilhaft wird entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 2 die Diffusionssperre als einlagige Schutzschicht ausgeführt. Der zur Schaffung einer Diffusionssperre erforderliche Aufwand hält sich mithin in Grenzen und beeinträchtigt die Wirtschaftlichkeit der Fertigung und Bereitstellung einer Gießwalze in einem nur unbedeutenden Umfang.Is advantageous according to the features of claim 2 Diffusion barrier designed as a single-layer protective layer. The one to create one Diffusion barrier required effort is therefore limited and impaired the economics of manufacturing and providing a casting roll in one only insignificant scope.

Nach den Merkmalen des Patentanspruchs 3 ist es denkbar, dass die Diffusionssperre aus einer durch ein hoch energetisches thermisches Spritzverfahren aufgebrachten metallischen, metallkeramischen oder keramischen Schutzschicht gebildet ist. Das thermische Spritzverfahren kann beispielsweise Plasma- oder Laserspritzen sein. Die metallischen, metallkeramischen oder keramischen Schichten können insbesondere auf Basis von Nickel, Kobalt sowie Oxiden und Karbiden gebildet werden.According to the features of claim 3, it is conceivable that the Diffusion barrier from a through a high-energy thermal spray process applied metallic, metal-ceramic or ceramic protective layer is formed. The thermal spray process can, for example, be plasma or Be laser spraying. The metallic, metal-ceramic or ceramic layers can be based in particular on nickel, cobalt and oxides and carbides be formed.

Vorstellbar ist es gemäß Patentanspruch 4 auch, dass die Diffusionssperre aus einer galvanisch aufgebrachten Chromschicht gebildet ist. Eine derartige Diffusionssperre braucht lediglich eine Dicke von ca. 5 µm bis 20 µm zu erhalten. Da eine wiederholte Nacharbeit der Gießwalze im Einsatz erforderlich ist, wäre eine vor Ort relativ einfach realisierbare Verchromung sinnvoll. Hierzu bietet sich die Tampongalvanisierung an, die gegebenenfalls im Rahmen der normalen Nacharbeit in einer Gießerei durchgeführt werden kann. Große Becken zur Aufnahme einer Gießwalze sind hierbei nicht erforderlich. According to claim 4, it is also conceivable that the diffusion barrier consists of a electroplated chrome layer is formed. Such a diffusion barrier only needs to have a thickness of approx. 5 µm to 20 µm. Because one repeated Reworking the casting roller in use would be relatively easy on site feasible chrome plating makes sense. Tampon electroplating is ideal for this, if necessary as part of normal reworking in a foundry can be carried out. Large pools for holding a casting roller are not required here.

Des Weiteren ist es in diesem Zusammenhang vorstellbar, dass die aufgebrachte Chromschicht durch Nitrieren in ihrer Eigenschaft weiter verbessert werden kann, weil hierdurch auch minimale Risse in der Chromschicht geschlossen werden können.Furthermore, it is conceivable in this context that the applied Chromium layer can be further improved in its properties by nitriding, because it also closes minimal cracks in the chrome layer can.

Statt einer Diffusionssperre aus einer Chromschicht ist es gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 5 möglich, die Diffusionssperre aus einer galvanisch aufgebrachten Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung zu bilden.Instead of a diffusion barrier made of a chrome layer, it is according to the characteristics of claim 5 possible, the diffusion barrier from a galvanic to form an applied layer of nickel or a nickel alloy.

Entsprechend der Ausführungsform des Patentanspruchs 6 kann auf die Oberfläche der Mantelschicht eine Lösung/Suspension mit oxid- oder phosphatbildenden Metallen, wie Chrom, Zink, Titan oder Zirkonium, auch in Kombination mit Aluminium oder Siliziumoxiden, aufgetragen werden. Ein solcher Auftrag wird dann vorteilhafterweise vor der Inbetriebnahme einer Gießwalze durch eine geeignete thermische Behandlung in die wirksame Schutzschicht umgewandelt.According to the embodiment of claim 6 can on the surface the coating layer a solution / suspension with oxide or phosphate-forming Metals such as chrome, zinc, titanium or zirconium, also in combination with aluminum or silicon oxides can be applied. Then such an order advantageously before starting a casting roll by a suitable one thermal treatment converted into the effective protective layer.

Eine Diffusionssperre kann nach Patentanspruch 7 auch aus einer durch Verbrennung erzeugten Kohlenstoffschicht gebildet sein. Zum Verbrennen der Kohlenstoffschicht kann beispielsweise mindestens ein Acetylenbrenner herangezogen werden.A diffusion barrier can also consist of a through Combustion generated carbon layer can be formed. To burn the Carbon layer can, for example, at least one acetylene burner be used.

Eine Kohlenstoffschicht kann ferner aus einem Öl/Schmierfilm gebildet werden.A carbon layer can also be formed from an oil / lubrication film.

Die im Patentanspruch 8 definierte Ausführungsform sieht als Diffusionssperre einen aufgetragenen organischen Lack vor. Nach der Trocknung dieses Lacks soll eine geschlossene Schutzschicht von mindestens 10 µm Dicke vorhanden sein. Als oberer Grenzwert sollten 60 µm nicht überschritten werden. Hierbei ist auf eine gleichmäßige Benetzung der Mantelschicht zu achten, die jedoch von der Viskosität und der direkt anschließenden Trocknung des Lacks abhängt. The embodiment defined in claim 8 sees a diffusion barrier applied organic paint. After this varnish has dried, one should closed protective layer with a thickness of at least 10 µm should be present. As upper limit should not be exceeded 60 µm. Here is one ensure uniform wetting of the cladding layer, but this depends on the viscosity and the subsequent drying of the paint depends.

Eine Diffusionssperre kann nach Patentanspruch 9 auch mittels eines PVD/CVD-Verfahrens (Physical bzw. Chemical Vapour Deposition) erzeugt werden, z.B. auf der Basis von TiN, CrN oder TiAI.A diffusion barrier can also use a PVD / CVD method (Physical or Chemical Vapor Deposition), e.g. on the Base of TiN, CrN or TiAI.

Wird gemäß Patntanspruch 10 eine Diffusionssperre aus einer anorganischen Schutzschicht gebildet, so liegt diese vorzugsweise im Bereich von 0,01 mm bis 0,2 mm.According to patent claim 10, a diffusion barrier made of an inorganic Protective layer formed, it is preferably in the range of 0.01 mm to 0.2 mm.

Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn nach Patentanspruch 11 die Dicke der Diffusionssperre im Bereich von 0,05 mm bis 0,12 mm liegt. Größere Schichtdicken sind nachteilig, da sich dann unter der schwellenden Betriebsbelastung einer Gießwalze wiederum Risse bilden können, die zu einem Rissfortschritt in dem Grundwerkstoff führen.However, it is particularly advantageous if, according to claim 11, the thickness of the Diffusion barrier is in the range of 0.05 mm to 0.12 mm. Larger layer thicknesses are disadvantageous, since then under the swelling operating load Casting roller in turn can form cracks that lead to crack propagation in the Lead base material.

Entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 12 weist eine Diffusionssperre aus einer anorganischen Schutzschicht zweckmäßigerweise eine Dicke zwischen 5 µm und 50 µm auf. Dies insbesondere dann, wenn die Diffusionssperre als Kohlenstoffschicht aus einem Verbrennungsvorgang abgeschieden wird. Wesentlich ist auch hierbei eine geschlossene gleichmäßige Schicht. Aufgebracht werden kann auch ein Öl/Schmierfilm. Hierbei erfolgt idealerweise ein Vercracken zu einer kohlenstoffhaltigen Schicht mit einer typischen Dicke von ca. 5 µm bis 40 µm. Bevorzugt wird jedoch eine gleichmäßig dichte, wenig poröse Schicht im Dickenbereich von 10 µm bis 30 µm angestrebt.According to the features of claim 12, a diffusion barrier expediently a thickness between an inorganic protective layer 5 µm and 50 µm. This is particularly the case when the diffusion barrier is considered Carbon layer is deposited from a combustion process. Essential is also a closed, uniform layer. Can be applied also an oil / grease film. Ideally, cracking into one takes place here carbon-containing layer with a typical thickness of approx. 5 µm to 40 µm. However, a uniformly dense, less porous layer is preferred in the Target thickness range from 10 µm to 30 µm.

Je nach den Anforderungen an eine Gießwalze kann es nach Patentanspruch 13 angebracht sein, die Diffusionssperre aus einer mehrlagigen Schutzschicht mit artgleichen Schichtkombinationen zu bilden. In diesem Zusammenhang sind z.B. galvanische Schichten mit gegebenenfalls unterschiedlichen Eigenschaften in den Lagen der Schutzschicht besonders vorteilhaft. Depending on the requirements for a casting roll, it can be according to claim 13 be appropriate, the diffusion barrier with a multi-layer protective layer to form similar layer combinations. In this context, e.g. galvanic layers with possibly different properties in the Layers of the protective layer are particularly advantageous.

Schließlich ist es entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 14 vorstellbar, dass die Diffusionssperre aus einer mehrlagigen Schutzschicht mit voneinander abweichenden Schichtkombinationen gebildet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um metallisch/metallkeramisch/keramische Basisschichten einerseits und Decklagen andererseits aus einem Suspensionsauftrag aus einer Kohlenstoffschicht etc. handeln, wodurch die Sperrwirkung gegenüber der Diffusion von Aluminium in die kupferne Mantelschicht gezielt gesteigert werden kann. Auch PVD-Schutzschichten auf metallischer Basisschicht stellen eine vorteilhafte Schutzschicht dar.Finally, according to the features of claim 14, it is conceivable that the diffusion barrier consists of a multi-layer protective layer with each other deviating layer combinations is formed. It can be for example metallic / metal-ceramic / ceramic base layers on the one hand and top layers on the other hand from a suspension order from a Act carbon layer, etc., whereby the barrier effect against diffusion of aluminum in the copper cladding layer can be specifically increased. Also PVD protective layers on a metallic base layer represent an advantageous one Protective layer.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1
im schematischen vertikalen Längsschnitt eine Gießwalze und
Figur 2
ebenfalls im schematischen vertikalen Längsschnitt eine Gießwalze gemäß einer weiteren Ausführungsform.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:
Figure 1
in schematic vertical longitudinal section a casting roll and
Figure 2
likewise in a schematic vertical longitudinal section, a casting roll according to a further embodiment.

Mit 1 ist in der Figur 1 eine Gießwalze zum Gießen von Bändern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bezeichnet. Die Darstellung ist unmaßstäblich.1 in Figure 1 is a casting roll for casting strips of aluminum or Called aluminum alloys. The representation is not to scale.

Diese Gießwalze 1 weist eine Mantelschicht 2 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung auf, während der Kern 3 aus Stahl besteht. Denkbar ist aber auch eine Gießwalze 1 mit mehreren, mindestens zwei, konzentrischen Mantelschichten.This casting roller 1 has a cladding layer 2 made of copper or a copper alloy while the core 3 is made of steel. However, a casting roll 1 is also conceivable with several, at least two, concentric cladding layers.

Die umfangsseitige Oberfläche 4 der Mantelschicht 2 ist mit einer eine Sperrwirkung gegen das Eindiffundieren von Aluminium in die kupferne Randzone ausübenden Diffusionssperre 5 versehen. Die Diffusionssperre 5 ist als einlagige Schutzschicht ausgeführt. The peripheral surface 4 of the cladding layer 2 has a blocking effect against the diffusion of aluminum into the copper edge zone Provide diffusion barrier 5. The diffusion barrier 5 is a single-layer protective layer executed.

Die Diffusionssperre 5 kann aus einer durch ein hochenergetisches thermisches Spritzverfahren aufgebrachten metallischen, metallkeramischen oder keramischen Schutzschicht gebildet sein.The diffusion barrier 5 can be made by a high-energy thermal Metallic, metal-ceramic or ceramic spray applied Protective layer can be formed.

Auch eine Diffusionssperre 5 aus einer galvanisch aufgebrachten Chromschicht ist denkbar.There is also a diffusion barrier 5 made of an electroplated chrome layer conceivable.

Ferner kann die Diffusionssperre 5 aus einer galvanisch aufgebrachten Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung gebildet sein.Furthermore, the diffusion barrier 5 can consist of a galvanically applied layer Nickel or a nickel alloy may be formed.

Des Weiteren ist es denkbar, dass die Diffusionssperre 5 durch thermische Behandlung einer auf die Oberfläche 4 der Mantelschicht 2 aufgebrachten Lösung/Suspension mit oxid- oder phosphatbildenden Metallen gebildet ist.Furthermore, it is conceivable that the diffusion barrier 5 by thermal Treatment of an applied to the surface 4 of the cladding layer 2 Solution / suspension with oxide or phosphate-forming metals is formed.

Auch eine Diffusionssperre 5 aus einer durch Verbrennung erzeugten Kohlenstoffschicht ist denkbar.Also a diffusion barrier 5 from a combustion generated Carbon layer is conceivable.

Die Diffusionssperre 5 kann ferner durch Aufbringen eines organischen Lacks gebildet sein.The diffusion barrier 5 can also be applied by applying an organic lacquer be educated.

Darüberhinaus kann die Diffusionssperre 5 aus einer mittels PVD/CVD-Verfahren aufgebrachten Schutzschicht gebildet sein.In addition, the diffusion barrier 5 can be made using a PVD / CVD method applied protective layer may be formed.

Wenn die Diffusionssperre 5 aus einer anorganischen Schutzschicht besteht, besitzt diese eine Dicke D zwischen 0,01 mm und 0,2 mm, bevorzugt 0,05 mm bis 0,12 mm.If the diffusion barrier 5 consists of an inorganic protective layer this a thickness D between 0.01 mm and 0.2 mm, preferably 0.05 mm to 0.12 mm.

Bei einer Diffusionssperre 5 aus einer anorganischen Schutzschicht wird eine Dicke D zwischen 5 µm und 50 µm vorgesehen. In the case of a diffusion barrier 5 made of an inorganic protective layer, a thickness becomes D between 5 µm and 50 µm.

In der Figur 2 ist eine Gießwalze 1azum Gießen von Bändern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen veranschaulicht, die ebenfalls eine Mantelschicht 2 aus Kupfer auf einem Stahlkern 3 aufweist.In Figure 2 is a casting roll 1a for casting strips of aluminum or Illustrated aluminum alloys, which also a cladding layer 2 made of copper has on a steel core 3.

Hierbei ist auf die Oberfläche 4 einer Mantelschicht 2 aus Kupfer eine Diffusionssperre 5a in Form einer mehrlagigen Schutzschicht aufgebracht. Veranschaulicht sind zwei Lagen 6, 7. Diese Lagen 6, 7 können aus artgleichen Schichtkombinationen gebildet sein.Here is a surface layer 4 of a cladding layer 2 made of copper Diffusion barrier 5a applied in the form of a multilayer protective layer. Two layers 6, 7 are illustrated. These layers 6, 7 can be of the same type Layer combinations can be formed.

Denkbar ist aber auch, dass die Lagen 6, 7 aus voneinander abweichenden Schichtkombinationen gebildet sind.However, it is also conceivable that the layers 6, 7 are made of different ones Layer combinations are formed.

Obwohl in den Figuren 1 und 2 Gießwalzen 1, 1a mit einer Mantelschicht 2 aus Kupfer auf einem Stahlkern 3 veranschaulicht sind, ist es denkbar, dass die Gießwalzen 1, 1a komplett aus Kupfer bestehen können. Although in Figures 1 and 2 casting rolls 1, 1a with a cladding layer 2 Copper are illustrated on a steel core 3, it is conceivable that the Casting rolls 1, 1a can consist entirely of copper.

BezugszeichenaufstellungREFERENCE NUMBERS

1 -1 -
Gießwalzecasting roll
1a -1a -
Gießwalzecasting roll
2 -2 -
Mantelschicht v. 1Cladding layer v. 1
3 -3 -
Stahlkern v. 1Steel core v. 1
4 -4 -
Oberfläche v. 2Surface v. 2
5 -5 -
Diffusionssperrediffusion barrier
5a -5a -
Diffusionssperrediffusion barrier
6 -6 -
Lage v. 5aLocation v. 5a
7 -7 -
Lage v. 5aLocation v. 5a
D -D -
Dicke v. 5Thickness v. 5

Claims (14)

Gießwalze zum Gießen von Bändern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, welche mindestens eine Mantelschicht (2) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung aufweist, deren umfangsseitige Oberfläche (4) mit einer eine Sperrwirkung gegen das Eindiffundieren von Aluminium in die Randzone der Mantelschicht (2) ausübenden Diffusionssperre (5, 5a) versehen ist.Casting roller for casting strips of aluminum or aluminum alloys, which has at least one cladding layer (2) made of copper or a copper alloy has, the peripheral surface (4) with a locking effect against the diffusion of aluminum into the edge zone of the cladding layer (2) exerting diffusion barrier (5, 5a) is provided. Gießwalze nach Patentanspruch 1, bei welcher die Diffusionssperre (5) als einlagige Schutzschicht ausgeführt ist.Casting roll according to claim 1, wherein the diffusion barrier (5) as single-layer protective layer is executed. Gießwalze nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welcher die Diffusionssperre (5) aus einer durch ein hochenergetisches thermisches Spritzverfahren aufgebrachten metallischen, metallkeramischen oder keramischen Schutzschicht gebildet ist.Casting roll according to claim 1 or 2, in which the diffusion barrier (5) from a high-energy thermal spray process applied metallic, metal-ceramic or ceramic protective layer is formed. Gießwalze nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welcher die Diffusionssperre (5) aus einer galvanisch aufgebrachten Chromschicht gebildet ist.Casting roll according to claim 1 or 2, in which the diffusion barrier (5) is formed from an electroplated chrome layer. Gießwalze nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welcher die Diffusionssperre (5) aus einer galvanisch aufgebrachten Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung gebildet ist.Casting roll according to claim 1 or 2, in which the diffusion barrier (5) from a galvanically applied layer of nickel or a nickel alloy is formed. Gießwalze nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welcher die Diffusionssperre (5) durch thermische Behandlung eine auf die Oberfläche (4) der Mantelschicht (2) aufgebrachten Lösung/Suspension mit oxid- und/oder phosphatbildenden Metallen gebildet ist. Casting roll according to claim 1 or 2, in which the diffusion barrier (5) by thermal treatment on the surface (4) of the cladding layer (2) applied solution / suspension with oxide and / or phosphate-forming Metals is formed. Gießwalze nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welcher die Diffusionssperre (5) aus einer durch Verbrennung erzeugten Kohlenstoffschicht gebildet ist.Casting roll according to claim 1 or 2, in which the diffusion barrier (5) is formed from a carbon layer generated by combustion. Gießwalze nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welcher die Diffusionssperre (5) aus einem organischen Lack gebildet ist.Casting roll according to claim 1 or 2, in which the diffusion barrier (5) is formed from an organic lacquer. Gießwalze nach Patentanspruch 1 oder 2, bei welcher die Diffusionssperre (5) aus einer mittels PVC/CVD-Verfahren aufgebrachten Schutzschicht gebildet ist.Casting roll according to claim 1 or 2, in which the diffusion barrier (5) is formed from a protective layer applied by means of PVC / CVD processes. Gießwalze nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, mit einer Diffusionssperre (5) aus einer anorganischen Schutzschicht, welche eine Dicke (D) von 0,01 mm bis 0,2 mm aufweist.Casting roller according to one of claims 1 to 9, with a diffusion barrier (5) from an inorganic protective layer, which has a thickness (D) of 0.01 mm has up to 0.2 mm. Gießwalze nach Patentanspruch 10, bei welcher die Diffusionssperre (5) eine Dicke (D) von 0,05 mm bis 0,12 mm aufweist.Casting roll according to claim 10, wherein the diffusion barrier (5) a Thickness (D) from 0.05 mm to 0.12 mm. Gießwalze nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, mit einer Diffusionssperre (5) aus einer anorganischen Schutzschicht, die eine Dicke (D) zwischen 5 µm und 50 µm aufweist.Casting roller according to one of claims 1 to 9, with a diffusion barrier (5) from an inorganic protective layer, which has a thickness (D) between 5 microns and has 50 microns. Gießwalze nach einem der Patentansprüche 1 und 3 bis 12, bei welcher die Diffusionssperre (5a) aus einer mehrlagigen Schutzschicht mit artgleichen Schichtkombinationen gebildet ist.Casting roll according to one of claims 1 and 3 to 12, in which the Diffusion barrier (5a) made of a multi-layer protective layer with the same type Layer combinations is formed. Gießwalze nach einem der Patentansprüche 1 und 3 bis 12, bei welcher die Diffusionssperre (5a) aus einer mehrlagigen Schutzschicht mit voneinander abweichenden Schichtkombinationen gebildet ist.Casting roll according to one of claims 1 and 3 to 12, in which the Diffusion barrier (5a) from a multi-layer protective layer with each other deviating layer combinations is formed.
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