EP2334834B1 - Verfahren zur herstellung von verbundmetall-halbzeugen - Google Patents

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EP2334834B1
EP2334834B1 EP09775958.3A EP09775958A EP2334834B1 EP 2334834 B1 EP2334834 B1 EP 2334834B1 EP 09775958 A EP09775958 A EP 09775958A EP 2334834 B1 EP2334834 B1 EP 2334834B1
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EP
European Patent Office
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base body
metal
electrode
alloy
wall
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EP09775958.3A
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EP2334834A1 (de
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Cihangir Demirci
Jutta KLÖWER
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VDM Metals GmbH
Original Assignee
VDM Metals GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B4/00—Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
    • C22B4/06—Alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16—Remelting metals
    • C22B9/20—Arc remelting
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    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12778—Alternative base metals from diverse categories
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    • Y10T428/12986—Adjacent functionally defined components

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing composite metal semi-finished products.
  • the DE 23 55 745 relates to a process for producing composite metal pieces, mainly of roll bodies, having an outer skin and having a core of different nature or composition.
  • a first liquid metal is poured.
  • This metal is allowed to cool to a solidified outer skin of the desired thickness.
  • the remaining liquid portion of the first metal is removed and at the same time it is replaced by a second metal of different nature and / or composition to the first metal that is to form the core of the piece. In this case, this second metal is introduced through the upper part of the mold.
  • a method and apparatus for producing composite rolls including a jacket of a first material of high hardness and abrasion resistance and a core of the roll forming core and neck portions of a second material.
  • the jacket is precast in the form of a hollow cylinder of predetermined outer diameter and predetermined thickness. It is placed a mold assembly, wherein the jacket is seated on a mold portion for forming a neck of the roller and extend the longitudinal axis of the shell and the mold portion in the vertical direction.
  • an electrode made of an electroslag melt material is introduced into the interior of the shell and the neck mold section, which is prefabricated from a material whose chemical composition is selected such that after melting and reconsolidation of the core consists of the second material and that the electrode is melted in that the interior of the shell and of the mold section is filled.
  • the WO 97/32112 discloses a turbine shaft, in particular for a steam turbine, which is directed along a rotation axis and has a first axially directed region with a maximum radius and a second axially directed region adjacent thereto with a maximum radius R2> R1, the first region comprising a first base material for use at a first temperature and the second region comprises a second base material for use at a second temperature lower than the first temperature with a respective steel alloy containing 8.0 to 12.5 wt% chromium, their respective austenitizing temperature in the Are essentially the same.
  • a respective steel alloy containing 8.0 to 12.5 wt% chromium their respective austenitizing temperature in the Are essentially the same.
  • In the interior of a hollow cylinder electrodes are melted from the second material according to the ESU method, so that similar problems, as described above, can be expected here as well.
  • a method for the controlled cooling of cast metals is to be taken.
  • an electrode is melted.
  • This first container is surrounded by a second container at a distance, wherein in the gap between the first and the second container water is guided.
  • a conduit is still introduced, via which helium can be introduced as a gas in the course of the casting process.
  • the JP 55122661 discloses a steel block for producing rolled wheels for high speed vehicles.
  • an outer mold designed as a tube in particular high-carbon steel is introduced.
  • a low-carbon high-magnesium and high-aluminum steel is melted.
  • An electrode inserted into the tube melts the high-carbon material.
  • the DE 100 26 816 A1 describes a method for producing largely segregation and in particular Freckel Eisen castings made of metal, especially high-alloy steels and Ni and Co-based alloys of large dimensions after an electroslag melt or casting process using a short, current-conducting, water-cooled mold, not in the wall directly water-cooled Stromleitieri electrically isolated from the casting molding forming part of the mold are installed.
  • a largely seigerage and Freckelkeer billet a surface cross section of at most 90% of the casting body forming part of the mold is in this, using a heated by the current passage safe area of Stromleit institute the mold slag bath by continued, metered pouring liquid metal or the supply of solid material melting in the hot slag bath in the form of granules or rods connected to the supplied metal.
  • the FR 2615426 discloses a process for producing bimetallic workpieces by electroslag casting.
  • a slag bath is made, wherein the deposition metal of a self-consumable electrode constituting the second layer of the bimetallic workpiece is bonded thereto by the electro-slag casting.
  • JP 05125460 an apparatus and method for treating metallic materials.
  • a switching method for different electrodes is described, which are in operative connection with a plasma arc, which mixes the metallic material.
  • the aim of the subject invention is to provide a method for producing composite metal semi-finished products, by means of which a plurality of different semi-finished products of different metals or metallic alloys can be produced for different applications.
  • This object is achieved by a method for producing composite metal semifinished products by inserting into a crucible formed base of a first metal or a first metallic alloy, an electrode of a second metal or a second metallic alloy and the electrode under power supply within of the base body is melted, such that the first metal or the first metallic alloy of the base body is melted over a defined cross-section, the two metals or the two metallic alloys after their solidification a slag-free mixing zone of the two metals or the two form metallic alloys.
  • a device for producing composite metal semi-finished products at least including a bottom having a cooling pot which receives a base body of a first metal or a first metallic alloy, wherein the base body with a defined distance to the wall of the cooling pot positioned is and the base body includes a bottom element, an introduced within the body and molten under VAR conditions electrode of a second metal or a second metallic alloy and a cooling medium, which fills the space between the base body and the wall, wherein the base body in the is closed at its upper end by a removable flange, wherein the flange is connected to the base body by screwing and the cooling medium is formed by water, which flows through the cooling pot from bottom to top.
  • the cooling pot is preferably made of steel or a steel alloy.
  • a metal for example, a first nickel, iron, cobalt or titanium-based alloy
  • the electrode of a metal or a metallic alloy such as a second nickel, iron, cobalt or titanium-based alloy.
  • the subject invention is not limited to the mentioned base alloys, but can also be used depending on the application, alternative, if necessary, different, metals or alloys. It is also conceivable to produce the crucible of a softer or harder material than the electrode. The person skilled in the art will select the suitable materials depending on the type of further processing or the requirements of the end product.
  • a composite metal semi-finished product is formed, which in the region of a defined cross section between the outer and the inner metal slag-free mixing zone of both metals or both metallic alloys.
  • the composite metal semifinished product produced by the method according to the invention can then be converted into products such as wire, sheet metal, strip or rods by suitable processing steps, such as extrusion, vocationalage, rolling, forging or drawing.
  • Table 1 shows some selected alloys as they can be used for the production of the composite metal semifinished product according to the invention:
  • the single figure shows a schematic diagram of a device for the production of composite metal semi-finished products.
  • existing cooling pot 1 which has a bottom 2 closed at the bottom, designed as a tubular member body 3 made of a first metallic alloy, such as a nickel-based alloy introduced.
  • the tubular component 3 is closed in the region of its lower end by a bottom element 4.
  • the bottom element 4 can either be welded to the component 3 or integrally formed on the component 3.
  • the component 3 is closed by a removable flange 5, which (not shown here) is in operative connection with the component 3, for example by a screw connection.
  • the flange 5 has a Recess 6, through which an electrode 7 of a second metallic alloy, for example, another nickel-based alloy is introduced.
  • the component 3 is positioned at a defined distance a to the wall 8 of the cooling pot 1, wherein the free space with a cooling medium, such as water, is filled, which flows through the cooling pot 1 from bottom to top.
  • a cooling medium such as water
  • the crucible material alternatively consists of alloy 617, while the electrode may be formed of the same or a different material, such as alloy C-263.
  • Both materials are nickel-based alloys, but they have different material properties.
  • the subject invention is not limited to nickel-based alloys, but may, depending on the application of the final product, other metals or alloys are used.
  • Table 1 contains further material combinations which have similar coefficients of thermal expansion for optimum formation of the mixing zone c free of slag.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen.
  • Die DE 23 55 745 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallstücken, vornehmlich von Walzenkörpern, mit einer Außenhaut und mit einem Kern von unterschiedlicher Beschaffenheit oder Zusammensetzung. Gemäß diesem Verfahren wird zunächst steigend in eine Gussform, die die Form des herzustellenden Stückes hat, ein erstes flüssiges Metall gegossen. Dieses Metall lässt man bis zur Erzielung einer verfestigten Außenhaut der gewünschten Stärke erkalten. Der verbleibende flüssige Teil des ersten Metalls wird abgeführt und er wird gleichzeitig durch ein zweites Metall mit gegenüber dem ersten Metall unterschiedlicher Beschaffenheit und/oder Zusammensetzung ersetzt das den Kern des Stücks bilden soll. Dabei wird dieses zweite Metall durch den oberen Teil der Gussform eingeführt.
  • In der DE 25 53 402 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbundwalzen beschrieben, beinhaltend einen Mantel aus einem ersten Material hoher Härte und Abriebfestigkeit und einem den Kern der Walze bildenden Kern- und Halsabschnitten aus einem zweiten Material. Der Mantel wird in Form eines hohlen Zylinders mit vorherbestimmtem Außendurchmesser und vorherbestimmter Stärke vorgegossen. Es wird eine Formanordnung aufgestellt, wobei der Mantel auf einem Formabschnitt zur Bildung eines Halses der Walze aufsitzt und die Längsachse des Mantels und des Formabschnittes in Vertikalrichtung verlaufen. Anschließend wird eine Elektrode aus einem Elektroschlackenschmelzmaterial ins Innere des Mantels und des Halsformabschnittes eingebracht, die aus einem Material vorgefertigt ist, dessen chemische Zusammensetzung so gewählt ist, dass hieraus nach Schmelzen und Wiederverfestigung der Kern aus dem zweiten Material besteht und dass die Elektrode so geschmolzen wird, dass das Innere des Mantels und des Formabschnitts gefüllt wird. Bei diesem Stand der Technik ist das Risiko der Schlackenbildung zwischen innerem und äußerem Material gegeben, so dass keine Verbindung der beiden Metalle im Mischbereich möglich ist.
  • Die WO 97/32112 offenbart eine Turbinenwelle, insbesondere für eine Dampfturbine, welche entlang einer Rotationsachse gerichtet ist und einen ersten axial gerichteten Bereich mit einem maximalen Radius und einen an diesem angrenzenden zweiten axial gerichteten Bereich mit einem maximalen Radius R2 > R1 aufweist, wobei der erste Bereich einen ersten Grundwerkstoff für einen Einsatz bei einer ersten Temperatur und der zweite Bereich einen zweiten Grundwerkstoff für einen Einsatz bei einer zweiten, gegenüber der ersten Temperatur niedrigeren Temperatur mit einer jeweiligen Stahllegierung beinhaltend 8,0 bis 12,5 Gew.-% Chrom aufweist, deren jeweilige Austenitisierungstemperatur im Wesentlichen gleich sind. In das Innere eines Hohlzylinders werden Elektroden aus dem zweiten Werkstoff gemäß dem ESU-Verfahren abgeschmolzen, so dass auch hier ähnliche Probleme, wie vorab beschrieben, zu erwarten sind.
  • Der US 3,353,585 ist ein Verfahren zur kontrollierten Kühlung von gegossenen Metallen zu entnehmen. Innerhalb eines ersten Behältnisses wird eine Elektrode abgeschmolzen. Dieses erste Behältnis wird von einem zweiten Behältnis mit Abstand umgeben, wobei in dem Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnis Wasser geführt wird. In das innenliegende Behältnis wird noch eine Leitung eingeführt, über welche Helium als Gas im Verlauf des Gießprozesses eingeführt werden kann.
  • Die JP 55122661 offenbart einen Stahlblock zur Herstellung von gerollten Rädern für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge. Innerhalb einer äußeren Form wird ein als Rohr ausgebildeter, insbesondere hochkohlenstoffhaltiger Stahl eingebracht. Im unteren Bereich der Form wird ein mit geringem Kohlenstoff versehener hochmagnesium- und hochaluminiumhaltiger Stahl aufgeschmolzen. Eine in das Rohr eingeführte Elektrode schmilzt das hochkohlenstoffhaltige Material auf.
  • Die DE 100 26 816 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von weitgehend seigerungs- und insbesondere freckelfreien Gusskörpern aus Metall, insbesondere aus hochlegierten Stählen sowie Ni- und Co-Basislegierungen großer Abmessungen nach einem Elektroschlacke Schmelz- oder Gießverfahren unter Verwendung einer kurzen, stromleitenden, wassergekühlten Kokille, in deren Wand nicht direkt wassergekühlte Stromleitelemente elektrisch isoliert gegenüber dem den Gusskörper formenden Teil der Kokille eingebaut sind. Ein weitgehend seigerungs- und freckelfreier Vorblock eines Flächenquerschnitts von höchstens 90 % des den Gusskörper formenden Teils der Kokille wird in dieser, unter Verwendung eines durch den Stromdurchgang erhitzten sicheren Bereich der Stromleitelemente der Kokille befindlichen Schlackenbades durch fortgesetztes, dosiertes Eingießen flüssigen Metalls oder die Zufuhr von im heißen Schlackenbad aufschmelzenden festem Material in Form von Granalien oder Stangen mit dem zugeführten Metall verbunden.
  • Die FR 2615426 offenbart ein Verfahren zur Herstellung bimetallischer Werkstücke durch Elektroschlackeguss. In einer Formungshülse, die die erste Schicht des bimetallischen Werkstücks bildet, wird ein Schlackebad gemacht, wobei das Auftragmetall einer selbst verzehrenden Elektrode, das die zweite Schicht des bimetallischen Werkstücks bildet, durch den Elektroschlackeguss mit dieser verbunden wird.
  • Schließlich beschreibt die JP 05125460 eine Einrichtung und ein Verfahren zur Behandlung metallischer Materialien. In dieser Druckschrift wird ein Schaltverfahren für unterschiedliche Elektroden beschrieben, welche mit einem Plasmalichtbogen in Wirkverbindung stehen, der das metallische Material aufmischt.
  • Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen bereitzustellen, mittels welchem eine Vielzahl unterschiedlicher Halbzeuge aus unterschiedlichen Metallen bzw. metallischen Legierungen für unterschiedliche Anwendungsfälle erzeugt werden können.
  • Des Weiteren soll eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen vorgeschlagen werden, die einfach im Aufbau und zur Herstellung von unterschiedlichen Verbundmetall-Halbzeugen aus unterschiedlichsten Metallen bzw. metallischen Legierungen geeignet ist.
  • Dieses Ziel wird erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen, indem in einen als Tiegel ausgebildeten Grundkörper aus einem ersten Metall bzw. einer ersten metallischen Legierung eine Elektrode aus einem zweiten Metall bzw. einer zweiten metallischen Legierung eingeführt und die Elektrode unter Stromzufuhr innerhalb des Grundkörpers abgeschmolzen wird, dergestalt, dass das erste Metall bzw. die ersten metallische Legierung des Grundkörpers über einen definierten Querschnitt aufgeschmolzen wird, wobei die beiden Metalle bzw. die beiden metallischen Legierungen nach ihrer Erstarrung eine schlackenfreie Mischzone aus den beiden Metallen bzw. den beiden metallischen Legierungen bilden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen verfahrensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Dieses Ziel wird auch erreicht durch eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen, zumindest beinhaltend einen, einen Boden aufweisenden Kühltopf, der einen Grundkörper aus einem ersten Metall bzw. einer ersten metallischen Legierung aufnimmt, wobei der Grundkörper mit definiertem Abstand zur Wandung des Kühltopfes positioniert ist und der Grundkörper ein Bodenelement beinhaltet, eine innerhalb des Grundkörpers eingebrachte und unter VAR-Bedingungen abgeschmolzene Elektrode aus einem zweiten Metall bzw. einer zweiten metallischen Legierung sowie ein Kühlmedium, das den Freiraum zwischen dem Grundkörper und der Wandung ausfüllt, wobei der Grundkörper im Bereich seines oberen Endes durch einen entfernbaren Flansch abgeschlossen ist, wobei der Flansch mit dem Grundkörper durch Verschraubung verbunden ist und das Kühlmedium durch Wasser gebildet ist, das den Kühltopf von unten nach oben durchströmt.
  • Der Kühltopf besteht vorzugsweise aus Stahl oder einer Stahllegierung.
  • Als Material für den als Tiegel ausgebildeten Grundkörper kann ein Metall, beispielsweise eine erste Nickel-, Eisen-, Kobalt- oder Titanbasislegierung eingesetzt werden, während die Elektrode aus einem Metall bzw. einer metallischen Legierung, beispielsweise einer zweiten Nickel-, Eisen-, Kobalt- oder Titanbasislegierung besteht. Je nach späterem Anwendungsfall können auch Gemische aus ersten und zweiten Legierungen verwendet werden.
  • Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf die angesprochenen Basislegierungen beschränkt, vielmehr können in Abhängigkeit vom Anwendungsfall auch alternative, bedarfsweise unterschiedliche, Metalle bzw. Legierungen zum Einsatz gelangen. Ebenfalls denkbar ist, den Tiegel aus einem weicheren oder härteren Material als die Elektrode herzustellen. Der Fachmann wird in Abhängigkeit der Art der Weiterverarbeitung, respektive den Anforderungen an das Endprodukt, die geeigneten Werkstoffe auswählen.
  • Von besonderem Vorteil bei der Erzeugung von Verbundmetall-Halbzeugen ist es, wenn die zum Einsatz gelangenden Metalle, respektive metallischen Legierungen, ähnliche Wärmeleitfähigkeiten aufweisen. Durch diese Maßgabe kann eine besonders innige schlackenfreie Verbindung der zum Einsatz gelangenden Werkstoffe und eine homogene Mischzone realisiert werden.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren, respektive die erfindungsgemäße Einrichtung, wird somit ein Verbundmetall-Halbzeug gebildet, das im Bereich eines definierten Querschnitts zwischen dem äußeren und dem inneren Metall eine schlackenfreie Mischzone aus beiden Metallen bzw. beiden metallischen Legierungen beinhaltet. Durch diese Maßnahme wird eine schlackenfreie innige Verbindung zwischen den beiden Metallen bzw. metallischen Legierungen herbeigeführt, die eine gute Weiterverarbeitung, beispielsweise durch Schmieden, ermöglicht, wobei die Vorteile beider Metalle bzw. beider metallischer Legierungen erhalten bleiben.
  • Das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Verbundmetall-Halbzeug kann anschließend durch geeignete Bearbeitungsschritte, wie Strangpressen, Pilgern, Walzen, Schmieden oder Ziehen zu Produkten, wie Draht, Blech, Band oder Stangen umgeformt werden.
  • Die Tabelle 1 gibt einige ausgewählte Legierungen wieder, wie sie für die Erzeugung des erfindungsgemäßen Verbundmetall-Halbzeuges Verwendung finden können:
  • Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben.
  • Die einzige Figur zeigt als Prinzipskizze eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen.
  • Innerhalb eines, beispielsweise aus Stahl oder einer Stahlegierung bestehenden Kühltopfes 1, der einen nach unten abgeschlossenen Boden 2 aufweist, wird ein als rohrförmiges Bauteil ausgebildeter Grundkörper 3 aus einer ersten metallischen Legierung, beispielsweise einer Nickelbasislegierung, eingebracht. Das rohrförmige Bauteil 3 ist im Bereich seines unteren Endes durch ein Bodenelement 4 abgeschlossen. Das Bodenelement 4 kann entweder mit dem Bauteil 3 verschweißt oder einstückig am Bauteil 3 angeformt sein. In seinem oberen Bereich ist das Bauteil 3 durch einen entfernbaren Flansch 5 abgeschlossen, der (hier nicht dargestellt) mit dem Bauteil 3, beispielsweise durch eine Schraubverbindung, in Wirkverbindung steht. Der Flansch 5 weist eine Ausnehmung 6 auf, durch welche eine Elektrode 7 aus einer zweiten metallischen Legierung, beispielsweise einer anderen Nickelbasislegierung, eingeführt wird. Das Bauteil 3 wird mit definiertem Abstand a zur Wandung 8 des Kühltopfes 1 positioniert, wobei der Freiraum mit einem Kühlmedium, beispielsweise Wasser, gefüllt wird, das den Kühltopf 1 von unten nach oben durchströmt. Beim Abschmelzen der Elektrode 7 unter VAR-Bedingungen wird Material 9 der Elektrode 7, von unten nach oben aufsteigend, innerhalb des rohrförmigen Bauteiles 3 abgeschmolzen. Infolge der gewählten metallischen Legierungen einerseits des rohrförmigen Bauteils 3 und anderseits der Elektrode 7 wird die Innenwand 10 des rohrförmigen Bauteils 3 über einen vorgebbaren Querschnitt b aufgeschmolzen, so dass im erstarrten Zustand des Verbundmetall-Halbzeugs eine schlackenfreie Mischzone c aus beiden metallischen Legierungen vorliegt.
  • Lediglich beispielsweise wird angegeben, dass der Tiegelwerkstoff alternativ aus alloy 617 besteht, während die Elektrode aus dem gleichen oder einem anderen Werkstoff, wie beispielsweise alloy C-263, gebildet sein kann.
  • Beide Werkstoffe sind Nickelbasislegierungen, die jedoch unterschiedliche Werkstoffeigenschaften aufweisen. Wie bereits angesprochen, ist der Erfindungsgegenstand nicht auf Nickelbasislegierungen beschränkt, vielmehr können, in Abhängigkeit vom Anwendungsfall des Endproduktes, auch andere Metalle bzw. Legierungen eingesetzt werden.
  • In diesem Zusammenhang wird auf die Tabelle 1 verwiesen, die weitere Werkstoffkombinationen enthält, die zur optimalen schlackenfreien Ausbildung der Mischzone c ähnliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kühltopf
    2
    Boden
    3
    Grundkörper (Tiegel)
    4
    Bodenelement
    5
    Flansch
    6
    Ausnehmung
    7
    Elektrode
    8
    Wandung
    9
    Material
    10
    Innenwand Grundkörper
    a)
    Abstand Grundkörper (3) - Wandung (8)
    b)
    aufgeschmolzener Querschnitt Grundkörper (3)
    c)
    Mischzone zwischen Elektrode (7) und Grundkörper (3)
    Tabelle 1
    Wärmeleitfähigkeltswerte [W/mK]
    Grundkörper/ Tiegel Elektrode Grundkörper/ Tiegel Elektrode Grundkörper/ Tiegel Elektrode Grundkörper/ Tiegel Elektrode Grundkörper/ Tiegel Elektrode
    Temp.(°C) alloy 671 (5520Co) C-263, 5120CoTi alloy 602 (6025H/HT) C-263, 5120CoTi Alloy 602 Alloy 718 Alloy 625 Alloy 825 Alloy X Alloy 800
    20 13,4 11,7 11,3 11,7 11,3 11,1 10,1 10,8 11,3 11,5
    100 14,7 13 12,7 13 12,7 12,2 11,3 12,4 12,7 13,1
    200 16,3 14,7 14,4 14,7 14,4 13,6 12,7 14,1 14,5 14,8
    300 17,7 16,3 16 16,3 16 15,2 14,4 15,6 16,2 16,4
    400 19,3 18 17,6 18 17,6 17 16 16,9 17,9 18,1
    500 20,9 19,7 19,2 19,7 19,2 18,9 17,6 18,3 19,5 19,6
    600 22,5 21,4 20,6 21,4 20,6 20,8 19,2 19,6 21,2 21,2
    700 23,9 23 22,2 23 22,2 22,4 20,6 21 22,8 22,8
    800 25,5 24,7 24,5 24,7 24,5 24,4 22,2 23,2 24,6 24,3
    900 27,1 26,8 26,1 26,8 26,1 26,1 24,5 25,7 26,4 25,7
    1000 28,7 28,5 27,7 28,5 27,7 28 26,1 28,1 28,2 27,3
    Temp.(°C) Alloy 200 Alloy 400
    -200 78,5
    -135 22
    -100 75
    -75 24
    0 71,5
    20/30 70,5 26
    100 66,5 29,5
    200 61,5 33
    300 57 36,5
    400 56 40
    500 57,5 44
    600 60 48,5
    700 62 52
    800 64 56
    900 66,5 58
    1000 69

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen, indem in einen als Tiegel ausgebildeten Grundkörper (3) aus einem ersten Metall bzw. einer ersten metallischen Legierung eine Elektrode (7) aus einem zweiten Metall bzw. einer zweiten metallischen Legierung eingeführt und die Elektrode (7) unter Stromzufuhr innerhalb des Grundkörpers (3) abgeschmolzen wird, dergestalt, dass das erste Metall bzw. die ersten metallische Legierung des Grundkörpers (3) über einen definierten Querschnitt (b) aufgeschmolzen wird, wobei die beiden Metalle bzw. die beiden metallischen Legierungen nach ihrer Erstarrung eine schlackenfreie Mischzone (c) aus den beiden Metallen bzw. den beiden metallischen Legierungen bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) mit definiertem Abstand (a) zur Wandung (8) eines Kühltopfes (1) positioniert wird, und dass der Freiraum zwischen dem Grundkörper (3) und der Wandung (8) von einem Kühlmedium durchströmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum zwischen dem Grundkörper (3) und der Wandung (8) mit Wasser gekühlt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser den Freiraum zwischen dem Grundkörper (3) und der Wandung (8) mit definierter Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit von unten nach oben durchströmt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (7) unter VAR-Bedingungen schlackenfrei innerhalb des Grundkörpers (3) abgeschmolzen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundkörper (3) ein Hohlkörper, insbesondere ein Hohlzylinder, eingesetzt wird, der im Bereich seines unteren Endes mit einem Bodenelement (4) in Wirkverbindung gebracht und im Bereich seines oberen Endes durch einen entfernbaren Flansch (5) abgeschlossen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für den Hohlkörper (3) eine Ni-, Fe-, Co-, oder Ti-Basislegierung eingesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektrodenwerkstoff (7) eine Nickel-, Eisen-, Kobalt- oder TitanBasislegierung eingesetzt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das so erzeugte Halbzeug zu Draht-, Blech-, Band- oder Stangenmaterial umgeformt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug durch Strangpressen, Pilgern, Walzen, Schmieden oder Ziehen zu seiner endgültigen Form umgewandelt wird.
  11. Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen, zumindest beinhaltend einen, einen Boden (2) aufweisenden Kühltopf (1), der einen Grundkörper (3) aus einem ersten Metall bzw. einer ersten metallischen Legierung aufnimmt, wobei der Grundkörper (3) mit definiertem Abstand (a) zur Wandung (8) des Kühltopfes (1) positioniert ist und der Grundkörper (3) ein Bodenelement (4) beinhaltet, eine innerhalb des Grundkörpers (3) eingebrachte und unter VAR-Bedingungen abgeschmolzene Elektrode (7) aus einem zweiten Metall bzw. einer zweiten metallischen Legierung sowie ein Kühlmedium, das den Freiraum zwischen dem Grundkörper (3) und der Wandung (8) ausfüllt, wobei der Grundkörper (3) im Bereich seines oberen Endes durch einen entfernbaren Flansch (5) abgeschlossen ist, wobei der Flansch (5) mit dem Grundkörper (3) durch Verschraubung verbunden ist und das Kühlmedium durch Wasser gebildet ist, das den Kühltopf (1) von unten nach oben durchströmt.
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