SE451731B - Forfarande for framstellning av tradstenger av al-mg-si-legering for dragning av ledningstrad samt tradstang - Google Patents

Description

451 731 _ I 10 15 20' 25' 30 35 2 och där man.inte längre har något stort val vid förfaran- det för att uppfylla dessa. Det är uppenbart att uppfin- ningen kan användas för andra former och legeringar för erhållande av specifika kombinationer av egenskaper.

Vanligen genomföres framställning av en tråd av en sådan elektrisk ledningslegering på konventionellt sätt i ett antal steg: först inbringas' legeringen, antingen _ efter kontinuerlig gjutning på ett gjuthjul eller i form av diskontinuerliga gjutstänger, i valsverket medan den befinner sig vid en varmbearbetningstemperatur av cirka 490 - 520°C för framställning vid utgångsänden av vals-0 verket av trådstavar med en diameter av 5 ~ 20 mm, oftast mellan 7 och 12 mm. Emellertid har legeringen under vals- ningen kylts till cirka 350?C. Detta betyder, att merpar- ten av_magnesium och kisel, vilka element införts för åstadkommande av en utfällningshärdningsbehandling vid slutet av framställningen, är redan utfälld för tidigt och förlorad för härdningen. ' Av denna orsak är det andra framställningssteget en lösningsbehandling efter valsning. Bobiner av trådstav- ar hålles så i en ugn under ett antal timmar vid en tem- peratur av 500 - 520°C för återupplösning av utskiljningarna i kristallgittret. Omedelbart därefter kyles bobinerna av trådstavarna, vid temperaturen för lösningsbehandlingen, till en temperatur under 26006, vid vilken strukturen fryses i det tillstånd, där de legerande elementen i lös- ningen är kvar i övermättad lösning i kristallgittret.

Denna kylningstemperatur är oftast rumstemperatur. Därefter kalldrages dessa trådstänger, vilken dragning ger stor drag- hållfasthet men starkt reducerar duktilitcten till en oaccep- tabcl nivå. Av denna orsak undcrkastas Lräden efter drag- ning en åldringsbehandling med utskiljningshärdning genom att tråden under några timmar hålles vid en temperatur av cirka 1H5°C. Detta leder till att duktiliteten når en acceptabel nivå och dragnállfastheten ökas betydligt, efter- som förlusten på grund av mjukningen av den dislokaliserade strukturen huvudsakligen är avslutad efter utfällnings- 10 15 20 25 30 35 451 731 3 härdningen. Detta är orsaken till att de legerande ele- menten i så stor utsträckning som möjligt måste befinna sig i lösning till slutet så att de i så stor utsträck- ning som möjligt får utskiljas för utskiljningshärdningf Dessutom är detta åldringssteg, eftersom det avlägsnar inre spänningar genom omordningen av dislokationer och genom utsöndring av de legerande elementen ur övermätt- naden, mycket fördelaktig för att förbättra den elektriska ledningsförmågan, som avtar under kylning och dragning på grund av ökningen av inre spänningar. Q I Man har försökt att ta fram enklare förfaranden, varvid man erhållit andra men alltjämt acceptabla egen- skapskombinationer. Speciellt detta konventionella för- farande erfordrar en lösningsbehandling vid mycket hög temperatur under många timmar, och detta är en viktig faktor för kostnaden, och följaktligen har man försökt att eliminera denna behandling. Alla dessa försök har som gemen- samt mål, att vid utgången av valsverket, tråden alltjämt har en så hög temperatur, att inget eller en mycket liten del av de legerande elementen redan skulle vara utskiljda så att trådstaven direkt kan kylas vid utgången från vals- verket,och eftersom de flesta av de legerande elementen alltjämt är i lösning kan de deltaga vid utskiljningshärd- ningen senare. Man har således föreslagit användning av en mycket hög íngångstemperatur till valsverket eller en mycket stor genomgångshastighet genom valsverket eller en mellan- liggande värmning mellan valsstegen. I det första fallet är materialet alltför mjukt för valsníng på grund av några allt- jämt flytande eutektiska föreningar mellan kristallkornen, i det andra fallet är hastigheten alltför hög för använd- ning tillsammans med ett kontinuerligt gjuthjul eller andra tillförselsystem till valsverket, och i det tredje fallet komplicerar den mellanliggande värmningen valsningssteget.

Frånsett den specifika formen av produkten som skall erhållas eller den specitíka legeringen som användes, är det ett syfte med uppfinningen att anvisa ett förfarande för behandling av utskiljningshärdbara icke-järnlegeringar, 451 10 15 20 25 30 751 U vilket förfarande ger nya möjligheter för att erhålla kombinationer av egenskaper, som inte alltid är erhåll- bara på ett enkelt sätt medelst existerande behandlingar.

Speciellt i de fall, där egenskaperna erhålles efter ett varmbearbetningssteg och sedan genom lösningsbehandling _och kylning samt slutligen kallbearbetning och åldring, är det ett annat syfte med uppfinningen att anvisa ett alternativt förfarande, som ej erfordrar någon lösnings- behandling, speciellt i det fallet där man erhåller elek- triska ledningsträdar av Al-Mg-Si-legeringen och där, i vissa fall, åldringsbchandlingen även kan elimineras, eftersom åldringseffekten sedan kan erhållas på annat sätt.

'Vid kända förfaranden ägnas ingen tanke åt-det som skulle kunna göras med legeringen under kylning efter' varmbearbetning, speciellt det som skulle kunna göras i intervallet av "halv-heta" temperaturer. Detta är inter- vallet mellan temperaturerna för varmbearbetning, dvs tem- peraturerna där strukturen omkristalliserar i överensstäm- melse med det sätt det bearbetas, och temperaturerna för kylning, dvs temperaturerna där atomerna i strukturen är _ tillräckligt immobila för att ha en oföränderlig metallo- grafisk struktur, frånsett âldringsfenomen. Detta intervall bestämmas allmännare och utförligare i det följande, men för den i det föregående angivna Al-Mg-Si-legeringen för elektrisk ledningstråd ligger detta intervall mellan cirka 2sn°c och cirka suo°c. ' I kända förfaranden pasafladcs detta intervall i form av ren kylning, så att en intermediär produkt er- hölls, som har en struktur med omkristallíseradel«xn när den varmvalsadcs, och med ett maximalt-tal legerandc ele- ment i övermättat tillstånd. I denna uppfinning riktas emellertid uppmärksamhet på det som kan göras i detta intervall, dvs bearbetning under kylning. I föreliggande uppfinning, oberoende av legeringens tidigare behandling, användes ett snabbt ncdkylningscteg, från en temperatur i intervallet för dmuhalv-varma temperaturen till en kyl- ningstemperatur, varvid åtminstone under nedkylningsdelen n 10 15 20 25 30 35 451 7st 5 i intervallet legeringen bearbetas. Resultatet blir att den intermediära produkten, som nu erhålles, har en specifik konstruktur, som synes vara en god struktur för erhållande av goda egenskaper efter kallbearbetning och eventuellt åldring.

Under bearbetning i intervallet deformeras kornen och antar en avlång form medan dislokationerna går genom ]«xnet, som sålunda underindelas i ett antal subkorn, som skiljer sig från varandra genom en liten skillnad i orien- tering av kristallgittret. Denna struktur förstöres inte under legeringens bearbetning, eftersom materialet be- finner sig i temperaturintervallet under varmbearbetnings- temperaturen när detta sker. När, såsom det är föredraget, en legering användes, i vilken de legerande elementen för utskiljningshärdning utskiljes i en väsentlig del, exempel- vis minst 5 procent i detta intervall, kommer sedan även mycket små utskiljningar att bildas, osynliga i det optiska mikroskopet, vilka stadigt fäster de angivna dislokation- erna. Följaktligen är det föredraget att använda leger- ande element, som till en väsentlig del, t ex minst 5 pro- cent, är lösliga i legeringen vid den övre gränsen för intervallet. Det är fallet för den angivna Al-Mg-Si-lege- ringen för elektrisk ledningsträd.

Det är vidare viktigt, att den erhållna strukturen inte förstöres efteråt under inverkan av alltför stor till- satt temperatur-tid-energi, dvs en alltför hög mobilitet av atomerna under allt för lång tid under den återstående delen av nedkylningssteget. Följaktligen måste nedkylnings- steget vara tillräckligt snæfifi för att undvika detta, och detta är det som avses med "snabb"-kylning. När utskilj- ningar bildas under nedkylningsstcgwt,är detta tillräckligt snabbt när det är tillräckligt kort för att undvika bild- ning av utskiljningar med en storlek av mer än 1 um, från- sett utskiljningarna, som kan ha bildats dessförinnan, t ex under en första nedkylning eller ett bearbetningssteg, och kan ha vuxit ytterligare genom sammansmältning till mer än 1 um. Eftersom dessa k@eræxk=elamfln:od1stom1utskíUningn\då 451 731 6 är förlorade för bildningen av den slutliga strukturen med mycket fina utskiljningar, bildade under bearbetning i intervallet för halv-heta temperaturen eller i ett senare sista åldringssteg. 5 Det är uppenbart, att undvikande av överdriven koalescens av utskiljningarna inte är en fråga av enbart tid eller av enbart en temperatur men av en kombination av tid och temperatur, vilken ger tillräcklig energi för att mobilisera de små utskiljningarna till sammansmält- 10 ning. Pâ samma sätt är det uppenbart, att storleken 1 um inte är någon absolut gräns, utan tjänar endast till att bestämma storleksordningen.

Intervallet för de "halv-heta"-temperaturerna är bestämt av intervallet mellan den undre temperaturgränsen 15 för varmbearbetning och den övre temperaturgränsen för frysning av temperaturen. Varmbearbetning är bearbetning när strukturen får, i enlighet med det sätt på vilket materialet deformeras och bearbetningshärdas, återgå genom rekristallísation för att mjukna för de efterfölj- 20 ande deformationerna, som utgör bearbetningen. För en given legering är intervallet för användbara tempera- turer för varmbearbetning inte strikt begränsat. Den undre gränsen är satt av möjligheten för tillräcklig intermediär omkristallisation mellan varmbearbetningsdeformationerna 25 för undvikande av väsentlig bearbetningshärdning, och denna gräns för varje legering är tillräckligt känt för fackman- nen. För den i det föregående angivna Al-Mg-Si-legeringen för elektrisk ledningstråd ligger exempelvis denna undre temperaturgräns för varmbearbetning omkring 3H0OC. Å andra 30 sidan är en temperatur för frysning av strukturen en temp- eratur, vid vilken atomernas mobilitet är så låg, att struk- turen praktiskt taget förblir i det tillstånd som den är: atomerna, som ännu inte är utsöndrade ur lösningen från kristallstrukturen kommer att finnas i gittret i över- 35 nätnïfi utskiljningarna stannar där de är, och disloka- tionernas tillstånd och form förblir såsom de är, utan om- kristallisation. För en given legering är intervallet för 10 15 20 25 30 35 451 731 7 användbara temperaturer för frysning inte strikt begränsat.

Den övre gränsen är satt av en tillräcklig orörlighet hos atomerna för undvikande av tillräckligt snabb och känn- bar modifiering av strukturen, frånsett åldringsfenomen, och denna gräns för væfie legering är tillräckligt känd av fackmannen. För den angivna Al-Mg-Si-legeringen ligger exempelvis denna övre gräns för kylning omkring ZBÛOC.

När strukturen bearbetas inom intervallet för halv- heta temperaturer och det tar alltför lång tid därefter att nå en avkylningstemperatur, förstörs denna struktur.

Denna tid kan emellertid användas antingen för kontinuer- lig bearbetning av legeringen eller för avkylning av lege- ringen, t ex genom att den får passera genom ett kylbad.

I det första fallet kan legeringen sedan bearbetas under den totala tiden för det snabba nedkylningssteget. Màiav- kylningstemperaturen är nådd kan strukturen svalna ytter- ligare till rumstemperatur med eller utan åldringsfenomen, och sedan är produkten klar för ytterligare kallbearbet- ning till den önskade formen.

Den önskade specifika strukturen erhålles i kyl- ningssteget inom intervallet för halvheta temperaturen, oberoende av det som händer dessförinnan. Det är emellertid föredraget, att bearbetning inom detta intervall kan på- börjas med en största möjliga mängd legerande element i lösning, så att dessa inte är förlorade på grund av för tidig utskiljning, antingen för utskiljning i det angivna sättet under bearbetning eller därefter i ett âldringssteg.

I allmänhet varmbearbetas legeringen dessförinnan, t ex valsas eller strängsprutas, och nedkylningssteget sker genom en första nedkylning från en varmbearbetningstempera- tur. För att efter detta stog ha en maximal mängd legerande element i lösning bör varmbearbetningen företrädesvis börja vid en så hög temperatur som möjligt företrädesvis en temp- eratur av väsentlig löslighet av de legerande elementen, dvs en temperatur i ett intervall, där minst hälften av de legerande elementen, som har betydelse för utskiljnings~ härdning, är lösliga. För den i det föregående angivna 451 731 10 15 rd en r 'J f; i » (_11 8 Al-Mg-Si-legcringen ligger :on lägsta gränsen för detta intervall vid cirka H70OC. Det är vidare uppenbart, att detta första nedkylningssteget företrädesvis skall vara tillräckligt smfllñ, annat fall skulle utskiljas Före eftersom dessa legerande element i början av bearbetningen inom detta intervall av halv-heta temperaturer. Före- trädesvis varmbearbetas legeringen under denna första ned- kylning.

I allmänhet följer denna första nedkylning direkt på ett första varmbearbetningssteg, vars begynnelsetempera- tur, för maximal mängd legerande element i lösning, före- trädesvis är en temperatur av väsentlig löslighet av de legerande elementen och i vilket temperaturen förblir i intervallet för väsentlig löslighet av de legerande ele- menten.

Här man önskar erhålla en produkt i trâdform kan íearketningsbetingelserna under det första varmbearbet- _ eget, det första avkylníngssteget och kylningen till "frysningstemperaturen" erhållas genom strängsprut- ning eller valsning, varvid valsning är föredragen. De tre arbetsoperationerna kan då ha formen av en operation inom samma kontinuerliga valsverk, där de initiala en- eerna tas till en första varmvalsning, de intermediära rna till valsning i det första avkylningssteget och de slutliga enheterna till valsning vid avkylningen mot ”frvsaingstemperaturen". I de initiala enheterna för första varmtearbetning är stark nedkylning inte önskvärd för att hälla ett maximum av legerande element i lösning och t o m mellanlírgande värmning kan tillämpas, medan det i de inter- n slutliga enheterna är önskvärt att framkalla snahfilylnfnn av dn i det förnndnndv anuïvnn orsakerna.

Det är av denna anledning att två delar kan utskiljas i det kcntinuerliga valsverket: i den första delen, reser- verad får den första varmbearbetningen, hálles kylningen av valsenheterna vid ett minimum och t o m mellanliggande värmning kan utföras för att hålla temperaturen vid en temperatur för väsentlig löslighet av de legerande ele- 10 15 20 25 30 35 451 731 9 menten, och i den sista delen, reserverad för den första nedkylningen och den omedelbart följande kylningen mot "frystemperaturen" är kylningen av valsenheterna mycket kraftig, så att denna kylning är tillräckligt snabb för att uppnå det i det föregående angivna syftet: att undvika utskiljning i alltför kraftig omfattning och erhålla den specifika metallografiska strukturen utan möjlighet till omkristallisation. Pâ detta sätt erhålles trådstänger med god metallografisk struktur för ytterligare dragning till tråd utan mellanliggande värmebehandling och eventuellt följt av åldring. Produkten, som matas i valsverket, kan vara en stång eller ett block, men är företrädesvis en kontinuerligt sträng, som lämnar en kontinuerlig gjut- maskin. På detta sätt förloras ett minimum av värmeenergi och de legerande elementen är till allra största delen i lösning. Om strängen skulle kylas alltför kraftigt eller för att hålla ett maximum legerande element i lösning kan strängen värmas under sin väg till valsverket, utan att nå smälttemperatur, dvs temperaturer, där de eutektiska för- eningarna i korngränserna börjar att mjukna, vilket skulle förhindra god valsning. Strängen kan ges ett cirkulärt tvär- snitt.

Uppfinningen är speciellt tillämplig för framställ- ning av trädstänger för Al-Mg-Si-ledningsträdar med den i det föregående angivna sammansättningen. Efter kontinuerlig gjutning av legeringen till en stelnad kontinuerlig sträng, som lämnar gjuthjulet vid en temperatur, vid vilken de legerande elementen alltjämt är i lösning, riktas denna sträng kontinuerligt och omedelbart mot ett valsverk, i vilket tvfi delar kan urskiljas. I den första delen, där tvärsnittet av strängen reduceras, företrädesvis cirka halva antalet passeringar, nedbringas kylningen till ett minimum för att undvika alltför stor avskiljning, eftersom de först bildade avskiljningarna har längre tid för sam- gående,och därför hâlles temperaturen vid en temperatur av väsentlig löslighet för de legerande elementen, vilken 451 751 10 15 20 25 30 35 10 temperatur för denna legering är minst U70OC. I den andra delen är kylningen så kraftig, att temperaturen direkt går från en temperatur av väsentlig löslighet av de lege- rande elementen till en "frystemperatur", som för dessa legeringar ligger under 260oC. Därvid genomgår tempera- turen intervallet för halv-heta temperaturer, i vilket den i det föregående beskrivna strukturen bildas, och svalnar ytterligare under bearbetning till en "frysningstemperatur".

Slutlig valsning under intervallet av halv-het temperatur har verkan av kallbearbetningföre dragning, men det är väsentligt, att strukturen är tillräckligt nedkyld för att undvika, att den specifika subgranulära strukturen inte förstörs. De på detta sätt erhållna trädstavarna, i allmän- het med en diameter av 7 - 10 mm, har god metallografisk struktur för ytterligare dragning och ger acceptabla egen- skaper, utan behov av mellanliggande lösningsbehandling.

Om emellertid för tidig utskiljning;ünæ anseswæna nagmx nackdel, kan temperaturen för varmvalsning i den första delen vara lägre än u70°C, men alltjämt över 340°C, och kylningen mot det halv-heta temperaturintervallet mel- lan 2600C och 3UÛOC kan vara långsam. Den snabba kylningen under de sista passeringarna bör företrädesvis vara en kyl- ning från över U70OC till under 260oC, så att en kylning måste förekomma för större avkylning än 21000 under de sista passeringarna. Detta är en medelkylhastighet av mer än 500 per sekund. Legeringen, som kommer in i valsverket, är företrädesvis en kontinuerlig gjutsträng, men kan även vara en stång eller ha annan form, och den gjutna strängen kan även, när den lämnar gjuthjulet och gär in i valsverket, underkastas mellanliggande värmning.

Fyra prov av denna legering har behandlats. Alla fyra före efter kontinuerlig gjutning i form av en sträng med en tjocklek av H0 mm och en temperatur av cirka SUOOC, in i ett kontinuerligt valsverk med tretton passeringar, vilket de lämnar i form trådstänger med en diameter av 9,5 mm.

Uttagningshastigheten av trådstängerna från valsverket är 3 m per sekund. I de fyra fallen är nedkylningen olika: för 10 15 20 25 30 35 451 751 11 de tre första proven förbrukar de sex första passering- arna genom valsverket minimal mängd kylvätska, av stor- leksordningen 5 m3 per timme, så att tråden lämnar den sjätte passeringen vid en temperatur av UBOOC. Under de sju sista passeringarna användes en annan förbrukning av kylvätska av upp till 30 m3 per timme, beroende på den önskade utgângstemperaturen, som är IHOOC, 180oC respek- tive 25000 för de tre proven nr 1, 2 och 3. Dessa tråd- stänger upplindas därefter som utgångsmaterial för senare kalldragning och åldring. Det fjärde provet behandlas på konventionellt sätt: valsning från en temperatur av cirka SOOOC med lika förbrukning av kylvätska under alla pas- seringarna av cirka 10 m3 per timme för erhållande av en utgångstemperatur hos trâdstången av cirka 350OC. Dessa trådstänger utsätts därefter efter upplindning för en lös- ningsbehandling i en ugn vid 530OC under 10 timmar och omedelbart därefter för snabb kylning till rumstemperatur, varvid erhålles prov nummer U med samma diameter av 9,5 mm.

Dessa fyra prov drages därefter utan mellanliggande värmebehandling, så att man erhåller en träd av cirka 3,05 mm, vilken senare utsätts för äldringsbehandling vid 1H5°C under 10 timmar.

Resultaten är givna i tabellerna I - Il, .var- vid värdena angivna under "WR" är värden,vilka är upp- mätta på trådstängerna före dragning, värdena "AD" är värden, som uppmätta på tråden efter dragning och före åldring, och värdena A1, A3 - A10 är värden, som är upp- mätta på den dragna tråden efter åldring under 1 h, 3 h till 10 h, för belysning av effekten av åldringsbehandlingen.

I tabell I är prov nr 1 den, som ligger närmast det konvenLionella provet nr H. Men det som är viktigt i detta fall är det,att specifikationerna BSE 78 (R) 33 kp/mm2 och A) H %) alltjämt uppnås utan den dyrbara lösnings- behandlingen. Vidare kan man observera, att för prov nr 2, åldring inte längre modifierar de mekaniska egenskaperna, så att i detta fall denna även kan elimineras. Detta beror på en åldringseffekt på den subgranulära strukturen under 451 751 Wfi@.Nm I ,~m _ _ w . _ _ w mfl“Nm _@fi.NmM Nmßwm wmøwm _ @m.mm @m.mm 1 _ flomßmw wwßmw M @m.mN mwß“@~m m>.@~ mæ.@~ j mm.@~ N ::.flm w W~:.@m Ü :m.@m W mmngm m>>“@m M æw“@m ßonfim _ m~.~m w @~.fim N _~:,Hm U m@ßflm W Hßßflm W@@,N~ _ @fifiNm_ mmamm m@.mm M @m“~m H W _ Q«< m< ß< m< m< fi< m< _ mm >opm au\~ss.s§o fl Pw»fi>Hwwm “HH Hfiwnmw M _ _ wlfifißzmw w>flæ|:N.:m w|jm“mm mß.>|>@_mm m.w|flm.~m m“>|@~“fim_flj1w>.mN fl~|Hmn>fi _ I , ~ _ _ m~fl:|wm.mNm w~“j|mm.w~ m>.:|@@^w~_ mN.m|fifi.@~ w,:|>H.m~ mfl:|@m.@~ %:|~m.@m @|~m,@~ M m m>.j|m1.mm_ m|fiJ,mm H m-m@.mm Tfwgflfm m1Nm“mm æ.3|@@n:m :|æ@.3m >|@~.m~ W N Ü m>.@«>Hnmm. mß“@|:~nmm m.@|:>.:m >|@m“:m @.@|æ:“mm w|:@ßfimm r|@ß.@m m|«mnm~ Q H H @fi< @< ~< m< m< H< n< ms omm S» amma m wmpnoxnmmv w fl wcficmæp :oo wšfmz H uoswmmmfifiwswmmo "H Hfionmm. 10 15 20 25 30 35 451 731 13 ytterligare luftkylning på spolen till rumstemperatur, så att ytterligare åldring inte är nödvändig. Detta ger den fördelen, att en sådan trådstav efter valsning, och i väntan på dragning ibland i veckor, inte längre är mot- tagning för naturlig åldring, så att egenskaperna vid leverans är desamma som efter framställning. Och detta eliminerar ibland nödvändigheten att genomföra en inter- mediär äldringsoperation på trådstängerna efter fram- ställning. Av tabell II framgår, att konduktiviteten är- cirka 5 procent bättre, vilket möjliggör en material be- sparing av 5 procent.

Av tabell II framgår även, att prov nr 3 är i särklass det bästa med avseende på konduktivitet. Om drag- hållfasthet är av mindre betydelse kan förfarandet styras för att erhålla en sådan produkt. För prov nr 3 har kyl- ningen i den andra delen av valsverket varit mindre snabb, och den subgranulära strukturen har redan till en liten del förstörts, med utskiljningar, som kunde växa något, och detta förklarar de sämre mekaniska egenskaperna och den goda konduktiviteten.

För prov nr 1 var kylningen i den andra delen mycket snabb. Här kunde endast en del av de legerande elementen utskiljas på önskat sätt, och en annan del är kvar i över- mättnad. Detta är orsaken till att detta prov alltjämt är mottaglig för åldring. Man drar således fördel partiellt av det konventionella förfarandet och partiellt av för- delarna av uppfinningens struktur, vilka ger en mycket god kombination av mekaniska och elektriska egenskaper, och icke desto mindre erfordrar ett slutligt åldringssteg men behöver ej undergâ dyrbar lösningsbehandling.

Förfarandet enligt uppfinningen, som följaktligen täcker behandlingarna av proven 1 - 3, ger på detta sätt ett utmärkt medel att styra framställning av olika kombina- tioner av egenskaper, enligt den önskade tillämpningen, för elektriska eller andra ändamål. Den föredragna ut- gångstemperaturen från valsverket är inte lägre än 1HOoC och inte högre än 200°C. i 451 731 10 15 20 25 30 35 ln g Prov 1, bearbetad under kylning till IHOOC, var alltjämt partiellt övermättat. Vid kalldragning senare visade den följande åldringsbehandlingen vid 145°C under 10 timmar tydligt effekten av utskiljning av de legerande elementen i övermättnad. Effekten av åldring kan emeller- tid uppnås mycket snabbare genom ersättning av kalldrag- ningen och åldringsbehandlingen genom dragning vid åld- ringstemperatur, mellan 135 och 155°C. Effekten av den mekaniska behandlingen under tiden, som tråden befinner sig vid åldringstemperatur, är den, att åldringen gä~påImmket snabbare och är fullbordad vid slutet av nedkylníngen efter dragning. Detta möjliggör även eliminering av den långa åldringsbehandlingen.

I prov 2, som är bearbetat under kylning till 180°C, utskiljes de legerande elementen praktiskt taget helt i den speciella subgraulära strukturen under bearbetning och även på grund av åldringseffekten på spolen, där pro- vet kyls ytterligare till rumstemperatur. Vid senare kall- dragning visar den följande åldringsbehandlingen ingen effekt, eftersom utskiljningarna är förankrade i strukturen.

Ytterligare åldring är emellertid möjlig om man önskar er- hålla bättre duktilitet, eller elektrisk konduktivitet genom dragning vid àldringstemperatur såsom för exempel 1. 7 Det år även möjligt att erhålla ett alternativ till exempel 2, alltjämt bearbetat under kylning till 180oC, men som vid utgången från valsverket snabbt kyles ned till under IOÛOC, i stället för långsam kylning på spolen till denna temperatur. Resultatet är, att varje åldringseffekt under långsam nedkylning på spolen undvikes, och att till- ståndet för åldring är mindre framskriden. Ett sådant mindre framskridet tillstånd kan även erhållas genom bearbetning under kylning till en temperatur över 180OC och sedan snab- bare nedkylning, eftersom åldringen är en fråga om atomer- nas mobilitet (eller temperatur) och tiden för atomernas rörelse. När ett sådant prov i mindre framskridet tillstånd av åldring utsätts för dragning vid åldringstemperatur blir resultatet ytterligare åldring men till ett mindre fram- 10 '15 20 25 3.0 35 *de följande temperaturerna: för 0,6 % Mg och 0,6 % Si: 5151 731 15 skridet tillstånd än för exempel 2.

Således kan man sammanfatta, att ytterligare drag- ning vid åldringstemperatur, företrädesvis mellan 1H0 och 15000, med eller utan första kylning till under cirka 10000, ger ytterligare möjlighet att modifiera kombinationerna av egenskaper för legeringen.

Temperaturen för den i det föregående angivna Al-Mg- Si-legeringen vid ingången och under den första varmbear- betningen eller varmvalsningen är företrädesvis högre än temperaturen för väsentlig löslighet av de legerande ele- menten, vilken temperatur för denna legering är cirka 47000, även om denna inte är någon absolut gräns och beror på den exakta sammansättningen. Som exempel, för olika komposi- tioner, ernås fullständig lösning eller homogenisering vid s2o°c; för 0,6 % Mg och 0,U Si: 500oC; för 0,4 % Mg och 0,6 % Si: H90°C; för 0,4 % Mg och 0,4 Si: U70°C. Vid införandet av den varma legeringen vid den föredragna temperaturen av 500oC till 53000 är de allra flesta legerande elementen allt- jämt i lösning, utan risk för smältning av legeringen. Temp- eraturen skall inte vara högre än 550OC, eftersom de eutek- tiska föreningarna Al-Mg2Si och Al-Si-Mg2-Si stelnar vid 5a5°c respektive ss0°c.

Efter utgången från valsverket har trådstängerna i allmänhet formen av en valsad sträng, i allmänhet med en diameter av 7'- 10 mm, och med en metallografisk struktur med långsträckta korn erhållna från valsning och delade i subkorn, vars gränser är bildade av dislokationerna, vilket är angivet i det föregående. När legerande element användes för utskiljning, finns dessa element närvarande i legering- en i form av minst 70, 30, H0 eller 50 % av små utskilj- ningar, osynliga i det optiska mikroskopet eller åtminstone mindre än 1 um, eftersom de större utskiljningarna är för- lorade för ytterligare förbättring av egenskaperna.

I Uppfinningen är inte begränsad till Al-Mg-Si-lege- ringarna. Det är uppenbart att man med användning av be- skrivningen och förklaringarna i det föregående med avseende 451 731 10 15 20 25 16 på de fysikaliska fenomenen kan genomföra ekvivalenta för- faranden vid lämpliga temperaturer på andra utskiljnings- härdbááa-icke-järnlegeringar. För aluminiumlegeringar kan man speciellt välja en legering av typen Al-Cu-Si, Al-Cu-Mg, Al-Si eller Al-Mn. För kopparlegeringar kan man välja en legering i klassen Cu-Ag, Cu-Be, Cu-Cd, Cu-Fe, Cu-Zn, Cu-Ti, Cu-Sn, Cu-Hf, Cu-Cr, Cu-Co, Cu-Mg-Si, Cu-Mg-P, Cu-Co-Si, Cu-Ni-Fe, Cy-Ni-Si, Cu-Ni-P, Cu-Be-Ni och Cu-Co-Be.

Uppfínningen är ej heller begränsad till valsning som varmbearbetningssteg. Speciellt bearbetningssteget under kylning inom intervallet för halv-heta temperaturer kan vara i form av snabba på varandra följande böjningar i olika mening genom passage mellan ett antal rullar eller genom bearbetning i form av torsioner, t ex under tvinning till kabel. Produkten, i trådform, behöver inte förvändigtvis ha cirkulärt tvärsnitt kan ha formen av en sträng eller någon annan långsträckt form.

Valsningen behöver ej nödvändigtvis vara en konti- nuerlig valsning efter kontinuerlig gjutning. Man kan exempel- vis använda valsning¿ som börjar med en reduktion av ämnet eller trådstången och.där man förbinder de så bildade stäng- arnas ände med varandra genom svetsning när de lämnar vals- ningen och den så bildade långa strängen kan sedan kontinu- erligt införas i ett kontinuerligt valsverk med många pas- seringar.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 451 751 PATBNTKRAV 17

1. . För-farande- för framställning av trâdstänger aven Al-my-si-legerizg, som lämpar sig för dragning till en elektrisk ledningstråd, k ä n n e t e c k n a t av att Al-Mg-Si-legeringen utsätts för en snabb preliminär kylning från en temperatur för väsentlig löslighet av legeringselementen mot en temperatur inom omrâdet för halvheta temperaturer och omedelbart där- efter valsas kontinuerligt under snabb kylning mot en släck- ningstemperatur vid slutet av valsningen, vilken kylning åtföljs av en väsentlig utfällning av legeringselementen och är tillräckligt snabb för att undvika utfällningar med en storlek av mer än 1 um.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t av att den preliminära kylningen åtföljs av kon- tinuerlig valsning.

3. Förfarande enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k- n a t av att den preliminära kylningen omedelbart föregås av ett inledande varmbearbetningssteg, vari temperaturen förblir inom området för väsentlig löslighet av legerings- elementen.

4. Förfarande enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k- n a t av att det inledande varmbearbetningssteget, den pre- liminära kylningen och valsningen med snabb kylning till släckningstemperaturen genomförs genom valsning i samma kontinuerliga multipelvalsverk, vari två delar kan urskiljas, nämligen dels en första inledande del, vari kylningen av le- geringen är otillräcklig för att gå under temperaturen för väsentlig löslighet av legeringselementen, dels en andra slut- lig del, vari legeringen snabbt kyls till en släcknings- temperatur.

5. Pörfarande enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k- n a t .av att den inledande varmbearbetningen föregås av kontinuerlig gjutning av legeringen till en gtåmgsom rör sig kontinuerligt mot ingången till det kontinuerliga multipel- verket vid en temperatur av väsentlig löslighet av legerings- elementen. 451 73.1 10 15 20 25 30 18

6. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a t av att de erhållna trâdstängerna kall- dras efter kylningen och utträdet ur valsningssteget och utan mellankommande värmningssteg.

7. Förfarande enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a t av att Al-Mg-Si-legeringen inne- håller 0,3 - 0,9 % magnesium, 0,25 - 0,75 % kisel, 0 - 0,60 % järn samt i övrigt aluminium och föroreningar, att området av halvheta temperaturer ligger mellan 340 och 26000 samt att området för väsentlig löslighet har en undre gräns av ca 47000.

8. Förfarande enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k- n a t av att släckningstemperaturen vid slutet av valsningen är 1u0 - 20o°c.

9. Förfarande enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k- n a t av att trådstängetna efter utträdet från valsningen dras vid en temperatur mellan 135 och 155OC.

10. Förfarande enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k- n a t av att de erhållna tràkiämfinna vid utträdet från vals- ningen omedelbart släcks vid en temperatur under 10000.

11. Förfarande vid vilket en legering enligt patentkravet 6 används i form av en kontinuerlig gjuten stånqerhållen en- ligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a tt av att stången inträder i det kontinuerliga multipelvalsverket vid en tem- peratur mellan 500 och 530OC.

12._ För dragning till en elektrisk ledningstråd lämplig tråd- stångäVAl-Mg-Si-legering, k ä n n e t e c k n a d av att den har en metallografisk struktur, vari kornen är upp- delade isubkern ev genomgående disleketiefier 1 .kornet och legeringselementen är till minst 50 % närvarande i form av fällningar med en storlek mindre än 1 um. al)