PL209506B1 - Sposób wytwarzania taśm ze stopów Cu-Mn-Ni - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania taśm ze stopów Cu-Mn-Ni, zwłaszcza ze stopu zawierającego wagowo: 51,5-53,5% Cu, 36,5-38,5% Mn i 8,5-10,5% Ni, przeznaczonych do lutowania węglików spiekanych, żeliwa, stali, stali nierdzewnych oraz stopów żaroodpornych na bazie niklu.

Z polskiego opisu patentowego nr 174 199 znany jest sposób wytwarzania drutów i ta ś m ze stopów Cu-Mn-Ni zawierających wagowo: 48-72% Cu, 20-40% Mn i 8-12% Ni. Według tego opisu, stop Cu-Mn-Ni wytapia się w próżniowych bezrdzeniowych piecach indukcyjnych wyposażonych w tygle ceramiczne lub grafitowe, wykorzystując w czasie topienia atmosferę gazu obojętnego, korzystnie argonu lub azotu, o ciśnieniu 1-400 Tr. Topienie prowadzi się następująco: do tygla ładuje się wsad, po czym w komorze pieca wytwarza się obniżone ciśnienie, wynoszące 1-5 · 10^-2 Tr i w tych warunkach podgrzewa się wsad do temperatury 600-800°C. Następnie, do komory pieca wprowadza się gaz obojętny, korzystnie argon lub azot, do ciśnienia 5-100 Tr i roztapia wsad, utrzymując jednocześnie temperaturę kąpieli nie wyższą niż 1100°C. Po roztopieniu wsadu obniża się ciśnienie gazu do minimum 1 Tr i w czasie nie większym niż 10 minut prowadzi się elektrodynamiczne mieszanie, po czym do komory wprowadza się gaz obojętny, korzystnie argon lub azot, do ciśnienia nie więcej niż 400 Tr i dodaje się do kąpieli metalowej modyfikator w postaci cerowej lub tytanu, w iloś ci nie przekraczającej 0,05% wagowych w stosunku do wsadu, po czym doprowadza się kąpiel metalową do temperatury 1000-1050°C i odlewa do żeliwnej lub miedzianej wlewnicy.

Otrzymane wlewki podgrzewa się do temperatury 700-850°C i wygrzewa w niej przez nie więcej niż 4 godziny, po czym przerabia się je plastycznie na gorąco, poddając je operacji prasowania lub walcowania. Otrzymane półwyroby, w postaci rygli przeznaczonych do dalszej przeróbki na druty, obrabia się mechanicznie, a następnie wygrzewa się je w temperaturze 700-800°C w czasie nie większym niż 2 godziny, po czym walcuje się je na gorąco. Tak otrzymane półfabrykaty wyżarza się zmiękczająco w temperaturze 550-650°C przez 2-4 godziny w atmosferze ochronnej-redukującej, zawierającej korzystnie wodór w ilości do 75%, reszta azot, po czym wytrawia się je w wodnym roztworze kwasu siarkowego, o korzystnym stosunku kwasu do wody wynoszącym 1:20 i przerabia plastycznie na zimno.

Aby otrzymać taśmy, wytrawioną bednarkę i pasy poddaje się operacji walcowania na zimno, stosując sumaryczny zgniot 50-85% oraz pojedyncze zgnioty 5-25%, a także wyżarza się rekrystalizująco w temperaturze 500-600°C, przez co najmniej 1 godzinę, przy zachowaniu atmosfery ochronnej-redukcyjnej, zawierającej do 75% wodoru, reszta azot. W zależności od wymaganej grubości końcowej taśmy, stosuje się jeden lub kilka zabiegów wyżarzania rekrystalizującego. W przypadku gotowego wyrobu w postaci taśmy w stanie miękkim, korzystnie taśmę tę poddaje się wygrzaniu rekrystalizującemu, a następnie oczyszcza się jej powierzchnię przez polerowanie lub szczotkowanie oraz tnie na wymaganą szerokość.

W sposobie wytwarzania taś m ze stopów CuMnNi, według wynalazku do indukcyjnego pieca próżniowego z tyglem ceramicznym ładuje się wsad, po czym w komorze pieca obniża się ciśnienie do poziomu 50-250 Pa i wsad podgrzewa się, aż do pojawienia się ciekłego metalu. Następnie, do komory pieca wprowadza się gaz obojętny do ciśnienia około 15 kPa, korzystnie argon i w dalszym ciągu roztapia się powoli wsad.

Po całkowitym roztopieniu się metalu obniża się ciśnienie gazu do poziomu 50-100 Pa i w tych warunkach odgazowuje się kąpiel przez około 0,5 h, po czym ponownie wprowadza się gaz obojętny do ciśnienia około 15 kPa, korzystnie argon i do roztopionej kąpieli dodaje się modyfikator, najlepiej w postaci metalicznego Ti, w ilości nie przekraczającej 0,05% wagowych w stosunku do ilości wsadu. Po osiągnięciu przez ciekły stop temperatury 1000-1080°C odlewa się stop do wlewnicy żeliwnej lub miedzianej o przekroju prostokątnym i studzi go, a następnie obrabia się go i oczyszcza mechanicznie. Oczyszczony prostokątny wlewek podgrzewa się i wygrzewa go w temperaturze 680-740°C przez około 4 h, a następnie walcuje się go w dwóch etapach.

W pierwszym etapie walcuje się go na gorąco, korzystnie przy użyciu nie chłodzonych walców i po ponownym wygrzaniu w temperaturze 680-740°C przez 1-2 h walcuje się go w drugim etapie na gorąco, korzystnie używając chłodzonych walców. Tak otrzymane pasy wyżarza się w temperaturze 710-750°C w czasie około 2 h w atmosferze ochronnej zawierającej N2 + 5% H2, po czym wytrawia się je, korzystnie w roztworze zawierającym 21% kwasu siarkowego oraz 7% kwasu azotowego. Wyżarzone i oczyszczone pasy przerabia się plastycznie walcując je na zimno w pięciu etapach, z zastosowaniem sumarycznego zgniotu wynoszącego w każdym z etapów 25-60%, stosując pomiędzy poPL 209 506 B1 szczególnymi etapami walcowania międzyoperacyjne wyżarzanie rekrystalizujące w temperaturze 710-750°C w czasie 1,5-2,5 h, a także korzystnie obcinając brzegi taśmy i czyszcząc mechanicznie jej powierzchnię.

Wytworzone sposobem według wynalazku taśmy spełniają wymagania norm i specyfikacji materiałowych odbiorców w zakresie: składu chemicznego, gęstości, konduktywności i rezystancji elektrycznej, zakresu temperatur lutowania oraz stanu powierzchni i wymiarów. Przykładowo, z tych taśm można wytwarzać przekładki lutownicze w postaci krążków lub wykrawanych pierścieni.

Rozwiązanie według wynalazku przedstawiono dokładnie w przykładzie wykonania.

P r z y k ł a d

Do indukcyjnego pieca próżniowego z tyglem ceramicznym wykonanym z masy magnezytowokorundowej, ładuje się 90 kg wsadu zawierającego wagowo: 47,25 kg Cu, 8,505 kg Ni i 34,20 kg Mn. Następnie, zamyka się komorę pieca, obniża w niej ciśnienie do 50 Pa i wsad podgrzewa się bardzo powoli, aż do pojawienia się ciekłego metalu, po czym do komory pieca wprowadza się argon do ciśnienia 15 kPa i w dalszym ciągu wsad jest wolno podgrzewany, do całkowitego roztopienia metalu, z jednoczesnym utrzymywaniem ciś nienia w piecu na moż liwie najniż szym poziomie. Po całkowitym roztopieniu się metalu obniża się ciśnienie gazu do 50 Pa i w tych warunkach odgazowuje się kąpiel przez 0,5 h, po czym ponownie wprowadza się argon podnosząc ciśnienie do 15 kPa, a do roztopionej kąpieli dodaje się metaliczny Ti, w ilości 0,045 kg. Po osiągnięciu przez ciekły stop temperatury 1050°C odlewa się go do wlewnicy żeliwnej o przekroju prostokątnym i studzi go. Zimny wlewek poddaje się obróbce mechanicznej polegającej na odcięciu nadlewu oraz frezowaniu powierzchni. Oczyszczony prostokątny wlewek podgrzewa się i wygrzewa go w temperaturze 710°C przez 4 h, a nastę pnie walcuje się go w dwóch etapach. W pierwszym etapie walcuje się go na gorą co przy uż yciu nie chłodzonych walców i po ponownym wygrzaniu w temperaturze 710°C przez 1 h walcuje się go w drugim etapie na gorąco używając chłodzonych walców. Tak otrzymane pasy wyżarza się w temperaturze 730°C w czasie 2 h w atmosferze ochronnej zawierającej N2 + 5% H2, po czym wytrawia się je w roztworze zawierają cym 21% kwasu siarkowego oraz 7% kwasu azotowego. Wyż arzone i oczyszczone pasy przerabia się plastycznie walcując je na zimno w pięciu etapach, z zastosowaniem sumarycznego zgniotu wynoszącego w pierwszym etapie 30%, w drugim etapie 51%, w trzecim etapie 50%, w czwartym etapie 52% a w piątym etapie 50%. Pomiędzy poszczególnymi etapami walcowania taśmę wyżarza się rekrystalizująco każdorazowo przez 1,5 h w temperaturze 730°C w atmosferze ochronnej zawierającej 5% H2, a po drugim etapie dodatkowo szczotkuje się powierzchnię taśmy, natomiast po etapie trzecim obcina się jej nierówne brzegi.

Otrzymana taśma o grubości 0,20 mm, zawierająca wagowo: 52,5% Cu, 38% Mn i 9,5% Ni, jest przeznaczona do wykonania przekładek lutowniczych w postaci krążków lub pierścieni wykrawanych.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania taśm ze stopów Cu-Mn-Ni, w którym ze stopu wytopionego w indukcyjnym piecu próżniowym z tyglem ceramicznym, w atmosferze obniżonego ciśnienia oraz w atmosferze gazu obojętnego, korzystnie argonu, odlewa się wlewek o przekroju prostokątnym, następnie wlewek walcuje się na gorąco w dwóch etapach po uprzednim podgrzaniu i wygrzaniu go, a otrzymane pasy, po wyżarzeniu ich w atmosferze ochronnej i wytrawieniu, przerabia się plastycznie walcując je na zimno i wyżarzając międzyoperacyjnie przez 1,5-2,5 h, znamienny tym, że po załadowaniu wsadu, w komorze pieca próżniowego obniża się ciśnienie do poziomu 50-250 Pa i wsad podgrzewa się aż do pojawienia się ciekłego metalu, po czym do komory pieca wprowadza się gaz obojętny do ciśnienia około 15 kPa i w dalszym ciągu roztapia się powoli wsad, po całkowitym roztopieniu się metalu obniża się ciśnienie gazu do poziomu 50-100 Pa i w tych warunkach odgazowuje się kąpiel przez około 0,5 h, po czym ponownie wprowadza się gaz obojętny do ciśnienia około 15 kPa i do roztopionej kąpieli dodaje się modyfikator, korzystnie w postaci metalicznego Ti, w ilości nie przekraczającej 0,05% wagowych w stosunku do ilości wsadu, a po osiągnięciu przez ciekły stop temperatury 1000-1080°C odlewa się stop do wlewnicy żeliwnej lub miedzianej o przekroju prostokątnym i studzi go, a następnie obrabia się go i oczyszcza mechanicznie, po czym prostokątny wlewek podgrzewa się i wygrzewa go w temperaturze 680-740°C przez około 4 h, a następnie w pierwszym etapie walcuje się go na gorąco, korzystnie przy użyciu nie chłodzonych walców i po ponownym wygrzaniu w temperaturze 680-740°C przez 1-2 h walcuje się go w drugim etapie na gorąco, korzystnie używając chłodzonych walców, tak

   PL 209 506 B1 otrzymane pasy wyżarza się w temperaturze 710-750°C w czasie około 2 h w atmosferze ochronnej zawierającej N2 + 5% H2, po czym wytrawia się je, korzystnie w roztworze zawierającym 21% kwasu siarkowego oraz 7% kwasu azotowego, następnie pasy przerabia się plastycznie walcując je na zimno w pięciu etapach, z zastosowaniem sumarycznego zgniotu wynoszą cego w każdym z etapów 25-60%, stosując pomiędzy poszczególnymi etapami walcowania międzyoperacyjne wyżarzanie rekrystalizujące w temperaturze 710-750°C, a także korzystnie obcinając brzegi taśmy i czyszcząc mechanicznie jej powierzchnię.