FI82893B

FI82893B - Anvaendning av en utskiljningshaerdbar som raovara foer straonggjutningskokiller.

Info

Publication number: FI82893B
Application number: FI872327A
Authority: FI
Inventors: Horst Gravemann
Original assignee: Kabel Metallwerke Ghh
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1987-05-26
Publication date: 1991-01-31
Also published as: EP0249740B1; FI82893C; KR880000609A; FI872327A; DE3760850D1; JP2540161B2; ES2011467B3; MX170389B; EP0249740A3; EP0249740A2; FI872327A0; KR920007884B1; JPS6324028A; ZA874022B

Description

1 8289ο

Erkautumiskarkaistavissa olevan kuparilejeeringin käyttö jatkuvavalukoki11ien raaka-aineena

Keksintö koskee kuparilejeeringin, joka sisältää 5 0,2 - 1,2 % nikkeliä, 0,04 - 0,25 % fosforia ja loput ku paria ja valmistusolosuhteista johtuvia epäpuhtauksia, käyttöä.

Raaka-aineena valmistettaessa jatkuvavalukokilleja käytettäviksi korkealla sulavien metallien, kuten teräksen 10 harkkovalussa on jo pitkään käytetty kuparia (pääasiallisesti tyyppiä SF-Cu), joka suuren termisen johtokykynsä vuoksi pystyy johtamaan lämmön pois sulatteesta hyvin nopeasti. Kokillien seinämän paksuus valitaan niin suureksi, että se täyttää riittävässä määrin halutut mekaaniset vaa- 15 timukset.

Lämmönkestävyyden lisäämiseksi on ehdotettu, että jatkuvavalukokilleja valmistettaisiin lejeeringistä, joka sisältää vähintään 85 % kuparia ja vähintään yhden muun erkautumiskarkaistukseen vaikuttavan lejeeraavan komponen-20 tin. Lejeeraaviksi komponenteiksi esitetään 3 %:iin asti kromia, piitä, hopeaa ja berylliumia. Myöskään tästä raaka-aineesta valmistetut jatkuvavalukokillit eivät olleet täysin tyydyttäviä, koska erityisesti lejeerauskomponentit pii ja beryllium alensivat voimakkaasti johtokykyä (AT-25 patenttijulkaisu 234 930).

Mitkään näistä ratkaisuista jatkuvavalukokillien raaka-aineiksi eivät vielä olleet täysin tyydyttäviä.

Keksintö käsittää kuparilejeeringin, joka sisältää 0,2 - 1,2 % nikkeliä, 0,04 - 0,25 % fosforia ja loput ku-30 paria ja valmistusolosuhteista johtuvia epäpuhtauksia, käytön jatkuvavalukokillien raaka-aineena.

Edullisesti nikkelipitoisuus on 0,3 - 0,5 % ja fosforipitoisuus 0,06 - 0,1 %, jolloin nikkelin suhde fosforiin on 3,5 - 7:1, edullisesti 5:1.

35 Raaka-aineelle ovat ominaisia erityisen edulliset mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet. Seoksella on lämmön johtavuus, joka on noin 80 % puhtaan kuparin arvosta.

2 82893 Lämpölujuuden, venymislujuuden ja lämpöplastisuuden arvot ovat myös jatkuvavalukokilleille erittäin edullisella alueella. Kulumiskestävyyden mittana käytetty brinell-kovuus saavutti arvoja, jotka olivat yli 100:n. Oleellinen 5 lisävaatimus jatkuvavalukokilleille on suuri korroosionkestävyys, joka saadaan aikaan kupari/nikkeli/fosfori-le-jeeringin avulla.

US-patenttijulkaisusta 2 155 405 tunnetaan kupari-lejeerinki, joka sisältää 0,25 - 3 % nikkeliä, 0,05 - 0,6 10 % fosforia ja loput kuparia. Tällä lejeeringillä, joka on tarkoitettu sähkönjohteeksi, on sähkönjohtavuus 67 % (IACS) ja sillä mainitaan olevan hyvä vetolujuus.

Fysikaaliset ominaisuudet, joita jatkuvavalukokil-leilta toivotaan, eivät rajoitu vain johtokykyyn ja veto-15 lujuuteen, vaan kyseeseen tulevat myös ominaisuudet, jotka eivät ilman muuta ole pääteltävissä US-patenttijulkaisusta 2 155 405.

Koska kokillien seinämän kanssa kosketuksissa olevan sulatteen lämpötila teräksen tapauksessa on yli 1 300 20 °C (kuparin ja kuparilejeerinkien sulamispiste on n. 1 100 °C), kyseeseen tulee tietenkin myös hyvä terminen johtokyky. Koska kokillien seinämä voi kuitenkin kestää lämpötilan 450 °C:seen asti, on lämmönkestävyydellä erittäin suuri merkitys, eli lujuuden jyrkkä huononeminen täytyy siirtää 25 lämpötila-alueelle, joka on kokillien käyttölämpötilan yläpuolella. Niinpä keksinnön mukaisesti käytetyn lejee-ringin puolikovalämpötila (uudelleenkiteytymislämpötila) on n. 575 °C.

Toinen tärkeä jatkuvavalukokillien raaka-aineiden 30 ominaisuus on lämpöplastisuus, joka määritetään murtoveny-män avulla. Suuri murtovenymä yhdessä suuren lämpölujuuden kanssa johtaa jatkuvavalukokillien raaka-aineeseen, joka osoittaa vain vähäistä kulumista ja jolla ei ole taipumusta säröilyyn termisten jännitysten vallitessa valun pinnan 35 alueella. Lopullinen mitta kutistumattomuudelle on vielä venymiskäyttäytyminen korkeahkoissa lämpötiloissa.

i 3 82893

Koska jatkuvavalukokilleja jäähdytetään tavallisesti ulkopuolelta vedellä, kokillien raaka-aineelta vaaditaan myös hyvää korroosionkestävyyttä.

Keksintöä selvennetään lähemmin seuraavan käyttö-5 esimerkin avulla.

Kuparilejeerinkiä, joka sisälsi 0,43 % nikkeliä, 0,0801 % fosforia ja loput kuparia ja valmistusolosuhteis-ta johtuvia epäpuhtauksia, muotoiltiin valun jälkeen putkeksi suulakepuristuksen avulla. Putken liuotushehkutus 10 suoritettiin sen jälkeen tunnin ajan lämpötilassa 700 °C. Liuotushehkutuksen jälkeen toista näytettä muokattiin kylmänä uudelleen 10 %, ja toista näytettä 20 %. Molempia näytteitä karkaistiin sitten lämpötilassa 450 °C 8 tunnin aj an.

15 Taulukoissa A, B ja C esitettyjen teknisten arvojen vertailu osoittaa yksiselitteisesti, että keksinnön mukainen lejeerinki on joka suhteessa parempi kuin tähän saakka kokilleihin lähes yksinomaan käytetty vertailuraaka-aine, SF-kupari.

20 Vertailuraaka-aineeseen, kupari/kromi/zirkoniu- miin, verrattuna muutamia ominaisuuksia on pidettävä huonompina, mutta keksinnön mukainen lejeerinki on valmistuskustannuksiltaan edullisempi kuin kupari/kromi/zirkonium-lejeerinki, koska liuotushehkutuslämpötila on selvästi 25 alhaisempi kuin kupari/kromi/zirkoniumilla, ja siitä syystä vältetään karkearakeiden muodostumisen vaara ja hylky-tavaran syntyminen. Sitä paitsi keksinnön mukaisen lejee-ringin komponentit ovat hinnaltaan oleellisesti edullisempia.

30 Keksintö ei luonnollisestikaan rajoitu vain käyttö esimerkkiin, vaan keksinnön mukaista lejeerinkiä voidaan käyttää myös kaikenlaisiin kokilleihin, joiden avulla voidaan valmistaa puolittain tai täysin keskeytymättömällä tavalla metallisia muotovaluja, esim. raakakokilleja, kai-35 kenlaisia harkkokokilleja, valupyöriä, valssinpäällyksiä jne.

4 82893

G

α> I ~ c <o rt) £ •H > I—I m ^ —- & .2 2 °υ 3 ? S3 & 3 O' S § Ν ΛΑ g

33 § I S 2 ,: -- I

>i * H ~

Su μ m I o 5 H (0 (0 - -n .ο·ϊ E > h i o pino © O -H e 3 o in in S tj

CJi+^c-oc) r* c- © j S

c O O in S

o . ε - - c, a: jj g t> r-tcs o\ w -C £ \ ^ ^ ^ m S o ε > w T-) en o μ μ 3

E

< ^ n ^ in ή in in o 11 H ro v σ' θ' Ή rf m "5 OQ (N i-t rH <

3 x VO

z,

—* (0 (M

2 τι e

2 © E

H M

cm oo vo in co N <*> ω co oo vo ·Η O ^ e|d μ '“i in o 'T, © © ΙΟ Γ^* tH - - r4 ^ Il H < O N C^< a: w oo es Nwcw co .. c μ © .λ» © o a: es e > ' E (S © μ C o s in ooo σ» * -h © © -r r- >—i <t cv) ocn co © a -v (N es <s co

3 μ OS Ä il II

3 -μ

T-) >1 O') E

3 Λ <s v (/}

iJCEC^ O Ή OO O

E E t" O vo © K \ es coco -vf a co ~ 2 OS 3 3 • I » · ^ > > > > co o O O O O · 3 Ai 3 3 3 3 A! 3 1 E E · E · E μ 1-)(-1

A! Ai *0 © 3 H

Eh (N *—I <N X -r-, ©μ ^ > Λ ^ i · μ h n

‘ C Ai N

I O ω -H 3 I E DQ

Ai © U -H - Ai U

£ O O o. VO H

C O OI o o o m O * k ‘ " " o o o o

(0 H

λ:

m -H

(0 9 S O iH Tjt

3 S O ^ θ' Ό -H

* Σ, O rH O O O

Ά o. in

H O O O O

S I

•sL on s1

VO o m LO rH

s, Ή rH O O O

jj OI v »V

£ o o o o « μ Λ rH oi

Ϊ O- CO rH

·* es o o o o r> 0» v V >. * ^ o o o o

X

e n (0 no co 23 C in es rH o 12 μ o o o o H dl (S - v *

5 μ O O O O

C e 3 u o m o ^ vo 10 CO rH o o o x vo o o o o O Ή «. «. *. «.

CS β O O O O

(0 ra ra ...

0) > > > 3 h o o o μ

H 3 3 3 CO

o e e e -h (0 e <#> <#><#> * to μ E in o o (0 M es μ es x o 3 X 00 — o · μ - Λί rt 0 3

S * 0. E

<5 e ..o > e μ ^ e μ CO E (0 v e tsi μ \ i O μ i E 2 (0 3 10 tn 3 x o μ x u μ o to i z φ i μ in (0 Cu 3 3

> μ 2 03 U — U

6 82893 τ*

O in rH

O CO μ O

O k * v o o o

CM

so _* 1) ™

Tj O CO CO H

fl) O CM μ O

£ o o o so ^ c 0) •H ^ (0 00 v CO V * * « 5 co m S m h so

X

1) ”

.Lj C' CO <H rH

^ o in <n rH o O V K *n * *0 m ^ o o o μ 'S. cm ^

C- CO C- rH

^ VO <N rH o O

I) iH V v 1 *

X> CM rH O O O

O) U & O CO Ml

n X CO σι rH

2 * es m o o o

3 ·Η o o o o I

μ * c 3 .5 T* rH T* Φ

pS O « rH T* rH

H H C Ti CO O O O “

j Ή (N - v * -H

3 fl) O O O O 5

X z S

'"s rH in (N

n μ ή co cm rH > 0 rH O O O _ (0 VO *» V *» V p O X o o o o f.

O H +2 <N <0 ® μ e <0 m M 0) n ...

a) > > > 3 <2

h o o o μ S

H 3 3 3 (fl ® o e e s μ £ (0 -¾ C <#><#><#>.* 0

«o u X

ε m o o io S

lH CM rH (N X ® o 2? 3 to

^ CO

o 22 μ v c so o 2 S, * a ϋ § ~" c - * > § μ τί μ co e io - n μ \ i O i ε 2 (0 3 μ

3 Λ O μ U

μ o (0i2 i μ in (0 3 3 > μ os ω u u li

Claims

7 82893

1. Erkautumiskarkaistavissa olevan kuparilejeerin-gin, joka sisältää 0,3 - 0,5 % nikkeliä, 0,06 - 0,1 % fos- 5 foria ja loput kuparia ja valmistusolosuhteista johtuvia epäpuhtauksia, jolloin nikkelin suhde fosforiin on 3,5 -7:1, edullisesti 5:1, käyttö jatkuvavalukokillien raaka-aineena .

2. Menetelmä jatkuvavalukokillien valmistamiseksi 10 patenttivaatimuksen 1 mukaisesta kuparilejeeringistä, tunnettu siitä, että lejeerinki karkaistaan kuuma-muokkauksen avulla muovattuna, kylmämuokataan vähintään 10 % ja sen jälkeen hehkutetaan 1-8 tuntia lämpötilassa 350 - 500 °C.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumamuokkauksen jälkeen suoritetaan liuotushehkutus lämpötilassa 650 - 750 °C.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötilassa 350 - 500 °C suo-20 ritetun karkaisuhehkutuksen jälkeen lejeerinki kylmämuoka taan vähintään 10 %. β 82893