[go: up one dir, main page]

RU2301844C2 - Hardenable copper alloy - Google Patents

Hardenable copper alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2301844C2
RU2301844C2 RU2003104534/02A RU2003104534A RU2301844C2 RU 2301844 C2 RU2301844 C2 RU 2301844C2 RU 2003104534/02 A RU2003104534/02 A RU 2003104534/02A RU 2003104534 A RU2003104534 A RU 2003104534A RU 2301844 C2 RU2301844 C2 RU 2301844C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper alloy
alloy according
copper
mpa
cold forming
Prior art date
Application number
RU2003104534/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003104534A (en
Inventor
Томас ХЕЛЬМЕНКАМП (DE)
Томас ХЕЛЬМЕНКАМП
Дирк РОДЕ (DE)
Дирк РОДЕ
Original Assignee
Км Ойропа Метал Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Км Ойропа Метал Акциенгезелльшафт filed Critical Км Ойропа Метал Акциенгезелльшафт
Publication of RU2003104534A publication Critical patent/RU2003104534A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2301844C2 publication Critical patent/RU2301844C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/06Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • 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
    • B22D11/066Side dams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: production of copper alloys.
SUBSTANCE: proposed copper alloy contains 1.2-2.7% of cobalt; 0.3-0.7% of beryllium; 0.01-0.5% of zirconium; 0.005-0.2% of magnesium and/or iron and maximum 0.15% of at least one element from the group including niobium, tantalum, vanadium, hafnium, manganese, titanium and cerium. The residue is copper with admixtures and technological additives. This alloy is used for manufacture of casting molds for side guards of belt-type tapping units.
EFFECT: high wear resistance to softening and loss of strength; high resistance to cracking in T-groove.
9 cl, 2 tbl

Description

Изобретение касается медного сплава, поддающегося твердению и упрочнению, в качестве материала для изготовления блоков для боковых заграждений ленточных разливочных устройств.The invention relates to a copper alloy, amenable to hardening and hardening, as a material for the manufacture of blocks for side barriers of tape filling devices.

Стоящая перед всем миром цель, особенно в сталелитейной и медной отраслях промышленности, заключающаяся в том, чтобы отливать заготовку по возможности близко к конечному размеру и тем самым сделать экономичными стадии горячего и/или холодного формования, уже к 1970 году привела к развитию так называемых Hazelett - ленточных разливочных устройств, в которых расплавленный металл застывает в зазоре двух параллельно движущихся лент. Боковые заграждения в ленточном разливочном устройстве, известном, например, из патента США 3865176, состоят из металлических форм или блоков боковых заграждений с Т-образным пазом (T-Nut), которые ставятся в ряд на гибкую бесконечную ленту, например, из стали и которые двигаются синхронно с лентами для отливки в продольном направлении. При этом блоки боковых заграждений (по англ. Damblocks) ограничивают полость литьевой формы, образованную посредством лент для отливки.The goal facing the whole world, especially in the steel and copper industries, which is to cast the workpiece as close as possible to the final size and thereby make the hot and / or cold forming stages economical, already by 1970 led to the development of the so-called Hazelett - tape filling devices in which molten metal solidifies in the gap of two parallel moving tapes. Side barriers in a tape filling device, known, for example, from US Pat. No. 3,865,176, consist of metal molds or blocks of side barriers with a T-slot (T-Nut), which are placed in a row on a flexible endless tape, for example, steel and which move synchronously with casting belts in the longitudinal direction. At the same time, blocks of side barriers (in English Damblocks) limit the cavity of the injection mold formed by means of tapes for casting.

Далее, из патента ЕР 0974413 А1 известны ряды боковых заграждений для ленточных разливочных устройств, образованные из блоков с пазом и шпонкой. Преимущество этих далее усовершенствованных форм с пазом и шпонкой состоит в более точном направлении и ориентации блоков в процессе литья и приводит к улучшению качества поверхности литьевой заготовки. Для того чтобы предотвратить преждевременный износ боковых граней блоков посредством пластической деформации и образования трещин, пригодный материал должен характеризоваться высокой твердостью и прочностью, мелкозернистой структурой и хорошей устойчивостью к длительному размягчению. Кроме того, чтобы отвести теплоту затвердевания от жидких расплавов металлов, требуется высокая теплопроводность материала блоков формы.Further, from the patent EP 0974413 A1 there are known rows of side barriers for tape filling devices formed from blocks with a groove and a key. The advantage of these further improved forms with a groove and a key is in a more accurate direction and orientation of the blocks during the casting process and leads to an improvement in the surface quality of the casting blank. In order to prevent premature wear of the side faces of the blocks through plastic deformation and cracking, a suitable material should be characterized by high hardness and strength, fine-grained structure and good resistance to long-term softening. In addition, in order to remove the solidification heat from liquid metal melts, high thermal conductivity of the material of the mold blocks is required.

Наконец, особенно решающее значение имеет оптимальное усталостное поведение материала, которое обеспечивает, что после покидания участка литья термические напряжения, встречающиеся при повторном охлаждении блоков, не приводят к растрескиванию блоков в углах Т-паза, введенного для приема стальной ленты. При этом особенно высокие термические напряжения, обусловленные посредством неблагоприятной геометрии и массового распределения, можно ожидать у блоков для боковых заграждений при выполнении их с пазом и шпонкой.Finally, the optimal fatigue behavior of the material is of particular importance, which ensures that after leaving the casting area, the thermal stresses encountered during re-cooling of the blocks do not lead to cracking of the blocks at the corners of the T-groove introduced to receive the steel strip. In this case, particularly high thermal stresses due to unfavorable geometry and mass distribution can be expected for blocks for side barriers when executed with a groove and a key.

Если появляются такого рода трещины, вызванные термошоком, уже через короткое время пораженный блок формы выпадает из ряда боковых заграждений ленточной разливочной машины, причем расплавленный металл неконтролируемо вытекает из полости литьевой формы и может повреждать части устройства. Для замены поврежденных блоков формы все ленточное разливочное устройство должно останавливаться и процесс литья прерывается.If such cracks occur due to thermal shock, after a short time, the affected mold block falls out of the row of side barriers of the tape casting machine, and the molten metal flows uncontrollably out of the mold cavity and can damage parts of the device. To replace damaged mold blocks, the entire tape filling device must stop and the casting process is interrupted.

Для проверки склонности к образованию трещин оказался пригодным тестовый метод, в котором блоки формы подвергают двухчасовой термообработке при 500°С и затем быстро охлаждают (закаливают) в воде при 20-25°С. Также при многократном повторении этого испытания термошоком у пригодного материала не смогли вызвать образования трещин на поверхности Т-паза.To test the tendency to crack, the test method proved to be suitable, in which the mold blocks are subjected to a two-hour heat treatment at 500 ° C and then quickly cooled (quenched) in water at 20-25 ° C. Also, with repeated repetition of this test by thermal shock, a suitable material could not cause cracking on the surface of the T-groove.

В патенте ЕР 0346645 В1 описан поддающийся твердению и упрочнению сплав на основе меди, состоящий из от 1,6 до 2,4% никеля, от 0,5 до 0,8% кремния, от 0,01 до 0,2% циркония, по выбору вплоть до 0,4% хрома и/или вплоть до 0,2% железа, остальное медь, включая обусловленные получением примеси. Этот известный медный сплав выполнен принципиально с предпосылками для получения высокой долговечности, если он используется в качестве материала для изготовления стандартных блоков форм для боковых заграждений ленточных разливочных устройств. Для этого медного сплава дана следующая комбинация свойств:EP 0346645 B1 describes a hardenable and hardenable copper-based alloy consisting of from 1.6 to 2.4% nickel, from 0.5 to 0.8% silicon, from 0.01 to 0.2% zirconium, optionally up to 0.4% chromium and / or up to 0.2% iron, the rest is copper, including impurities. This well-known copper alloy is made fundamentally with the prerequisites for obtaining high durability, if it is used as a material for the manufacture of standard mold blocks for side barriers of tape filling devices. The following combination of properties is given for this copper alloy:

Прочность (Rm) при 20°С: 635-660 МПа.Strength (Rm) at 20 ° C: 635-660 MPa.

Прочность (Rm) при 500°С: 286-372 МПа.Strength (Rm) at 500 ° C: 286-372 MPa.

Твердость по Бринеллю: 185-191 НВ (соответствует примерно 195-210 HV).Brinell hardness: 185-191 HB (corresponding to approximately 195-210 HV).

Проводимость: 41,4-43,4% IACS (от англ. International Annealed Copper Standert, т.е. международный стандарт на отожженную медь для электротехнических целей).Conductivity: 41.4-43.4% IACS (from the English International Annealed Copper Standert, i.e. the international standard for annealed copper for electrical purposes).

При тесте на термошок трещины не появляются. Преимущество по отношению к сплавам на основе меди, содержащим бериллий, состоит в возможности вручную осуществлять сухую чистовую шлифовку блоков формы, так как бериллий не содержится в шлифовальной пыли. Последующая обработка используемых блоков для боковых заграждений с пазом и шпонкой связана со значительными затратами и требует, как правило, механической (влажной) очистки Т-паза и литьевых поверхностей (например, в закрытых камерах), чем подавляется выделение шлифовальной пыли. Таким образом, использование сплавов, содержащих бериллий, в этих условиях принципиально было бы возможно.Crack test does not show cracks. An advantage with respect to copper-based alloys containing beryllium is the ability to manually dry polish the mold blocks, since beryllium is not contained in grinding dust. Subsequent processing of the used blocks for side barriers with a groove and a key is associated with significant costs and requires, as a rule, mechanical (wet) cleaning of the T-groove and cast surfaces (for example, in closed chambers), which suppresses the release of grinding dust. Thus, the use of alloys containing beryllium in these conditions would be fundamentally possible.

Однако блок для боковых заграждений из CuNiSiZr-сплава, описанного в патенте ЕР 0346645 В1, имеет отрицательную склонность при очень высоких механических и термических нагрузках в производстве литья в ленточном разливочном устройстве к преждевременному износу боковых граней и поверхностей литья. Этот износ объясняется, как показали результаты исследований, размягчением материала боковых граней и поверхностей до величины ниже 160 HV. Далее, не всегда достигается устойчивость к термошоку известного CuNiSiZr-сплава при использовании в его качестве блока для боковых заграждений с пазом и шпонкой для того, чтобы эффективно подавлять образование трещин в Т-пазе при литье.However, the block for the side barriers of the CuNiSiZr alloy described in patent EP 0346645 B1 has a negative tendency at very high mechanical and thermal loads in the casting process in the tape casting device to premature wear of the side faces and casting surfaces. This wear is explained, according to research results, by softening the material of the side faces and surfaces to below 160 HV. Further, resistance to thermal shock of a known CuNiSiZr alloy is not always achieved when using a block for side barriers with a groove and a key in its quality in order to effectively suppress the formation of cracks in the T-groove during casting.

Исходя из уровня техники задачей изобретения является - предоставить в распоряжение поддающийся твердению и упрочнению медный сплав в качестве материала для изготовления блоков для боковых заграждений ленточных разливочных устройств, особенно при выполнении с пазом и шпонкой, которые также при высоких скоростях литья являются нечувствительными по отношению к переменным температурным нагрузкам и характеризуются высокой износостойкостью, например стойкостью к размягчению и разупрочнению, а также высоким сопротивлением к образованию трещин в Т-пазе.Based on the prior art, the object of the invention is to provide a hardening and hardening copper alloy as a material for the manufacture of blocks for side barriers of tape casting devices, especially when performed with a groove and a key, which are also insensitive to variables at high casting speeds temperature loads and are characterized by high wear resistance, for example resistance to softening and softening, as well as high resistance to formation cracks in the T-groove.

Эта задача решается с помощью технического решения, описанного признаками, приведенными в пункте 1 формулы изобретения.This problem is solved using the technical solution described by the features given in paragraph 1 of the claims.

Посредством использования сплава на основе меди из 1,2-2,7 мас.% кобальта, 0,3-0,7 мас.% бериллия, 0,01-0,5 мас.% циркония, по выбору 0,005-0,2 мас.% магния и/или железа и остальное медь, включая обусловленные получением примеси и обычные технологические добавки, с одной стороны, может быть обеспечена достаточная отверждаемость и упрочняемость материала для достижения высокой прочности, твердости и проводимости. С другой стороны, требуется лишь относительно малое холодное формование вплоть до максимально 40%, чтобы придать (сплаву) мелкозернистую структуру с достаточной пластичностью. Посредством того, что содержание циркония целенаправленно разделено на фракции или по стадиям (от нем. abgestuften), улучшают как усталостную прочность, так и жаропрочные свойства.Through the use of an alloy based on copper from 1.2-2.7 wt.% Cobalt, 0.3-0.7 wt.% Beryllium, 0.01-0.5 wt.% Zirconium, optionally 0.005-0.2 wt.% magnesium and / or iron and the rest of copper, including those caused by impurities and conventional processing aids, on the one hand, sufficient cure and hardenability of the material can be achieved to achieve high strength, hardness and conductivity. On the other hand, only a relatively small cold forming is required up to a maximum of 40% in order to give the (alloy) a fine-grained structure with sufficient ductility. Due to the fact that the zirconium content is deliberately divided into fractions or stages (from German abgestuften), both fatigue strength and heat-resistant properties are improved.

Дальнейшее улучшение механических свойств блоков для боковых заграждений, особенно повышение прочности на растяжение, может быть достигнуто по пункту 2 предпочтительно тем, что медный сплав содержит 1,8-2,4 мас.% кобальта, 0,45-0,65 мас.% бериллия, 0,15-0,3 мас.% циркония вплоть до 0,05 мас.% магния и/или вплоть до 0,1 мас.% железа.Further improvement of the mechanical properties of the blocks for side barriers, especially an increase in tensile strength, can be achieved according to paragraph 2, preferably in that the copper alloy contains 1.8-2.4 wt.% Cobalt, 0.45-0.65 wt.% beryllium, 0.15-0.3 wt.% zirconium up to 0.05 wt.% magnesium and / or up to 0.1 wt.% iron.

Следующие улучшения механических свойств блока для боковых заграждений могут быть достигнуты, если медный сплав содержит вплоть до максимально 0,15 мас.% по меньшей мере одного элемента из группы, включающей в себя ниобий, тантал, ванадий, гафний, хром, марганец, титан и церий. Обычные дезоксидирующие агенты (раскислители), такие как бор, литий, кальций, алюминий и фосфор, также могут быть добавлены вплоть до максимально 0,03 мас.% без негативного влияния на механические свойства медного сплава согласно изобретению.The following improvements in the mechanical properties of the block for side barriers can be achieved if the copper alloy contains up to a maximum of 0.15 wt.% At least one element from the group comprising niobium, tantalum, vanadium, hafnium, chromium, manganese, titanium and cerium. Conventional deoxidizing agents (deoxidizing agents) such as boron, lithium, calcium, aluminum and phosphorus can also be added up to a maximum of 0.03 wt.% Without adversely affecting the mechanical properties of the copper alloy according to the invention.

Согласно следующему варианту осуществления часть содержащегося циркония может быть заменена посредством вплоть до 0,15 мас.% по меньшей мере одного элемента из группы, включающей в себя церий, гафний, ниобий, тантал, ванадий, хром, марганец и титан.According to a further embodiment, a portion of the zirconium contained can be replaced by up to 0.15% by weight of at least one element from the group consisting of cerium, hafnium, niobium, tantalum, vanadium, chromium, manganese and titanium.

Предпочтительно блоки для боковых заграждений двойного ленточного разливочного устройства изготавливают из медного сплава согласно изобретению посредством способа, содержащего стадии литья, горячего формования (прокатки), холодного формования (прокатки) вплоть до 40%, отжига в области твердого раствора (диффузионного отжига) при температуре, лежащей в области температур от 850 до 970°С, а также 0,5-16-часовой отверждающей и упрочняющей обработки при 400-550°С.Preferably, the blocks for side barriers of a double belt filling device are made of a copper alloy according to the invention by a method comprising the steps of casting, hot forming (rolling), cold forming (rolling) up to 40%, annealing in the area of the solid solution (diffusion annealing) at a temperature lying in the temperature range from 850 to 970 ° C, as well as 0.5-16-hour curing and hardening treatment at 400-550 ° C.

С особенным преимуществом медный сплав согласно п.6 может быть подвергнут холодному формованию от около 5 до 30%. При этом степень холодного формования от 10 до 15%, лежащая внутри этой области, особенно предпочтительна.With particular advantage, the copper alloy according to claim 6 can be cold formed from about 5 to 30%. Moreover, the degree of cold forming from 10 to 15%, lying inside this area, is particularly preferred.

Предпочтительным является, если блоки для боковых заграждений в отвержденном (т.е. с большей твердостью) и упрочненном состоянии характеризуются прочностью на растяжение по меньшей мере 650 МПа, особенно предпочтительно 700-900 МПа, твердостью по Виккерсу по меньшей мере 210 HV, особенно предпочтительно 230-280 HV, электрической проводимостью по меньшей мере 40% IACS, особенно предпочтительно 45-60% IACS, жаропрочностью при растяжении (т.е. высокотемпературным пределом прочности при растяжении) при 500°С по меньшей мере 400 МПа, особенно предпочтительно по меньшей мере 450 МПа, твердостью в по меньшей мере 160 HV после 500-часовой выдержки при 500°С и максимальным размером зерен по ASTM Е 112 в 0,5 мм.It is preferable if the blocks for side barriers in the cured (i.e., with higher hardness) and hardened state are characterized by tensile strengths of at least 650 MPa, particularly preferably 700-900 MPa, Vickers hardness of at least 210 HV, particularly preferably 230-280 HV, electrical conductivity of at least 40% IACS, particularly preferably 45-60% IACS, heat resistance in tension (i.e., high temperature tensile strength) at 500 ° C of at least 400 MPa, particularly preferably at least at least 450 MPa, with a hardness of at least 160 HV after 500 hours at 500 ° C and a maximum grain size of ASTM E 112 of 0.5 mm.

Особенно предпочтительными являются блоки для боковых заграждений из медного сплава согласно изобретению, если они в отвержденном и упрочненном состоянии характеризуются размером зерен, определенным по ASTM E 112, между 30 и 90 мкм. Посредством последовательности стадий способа удается сверх того неожиданно простым образом устранить плохие рекресталлизационные свойства, наблюдаемые у известных CuCoBe-сплавов при горячем пластическом формовании и обработке в виде отжига области твердого раствора. Плохие рекристаллизационные свойства при изготовлении блоков форм из CuCoBe-сплавов в состоянии после горячего формования, отжига в области твердого раствора и твердения/упрочнения ведут к грубозернистой структуре с размером зерен свыше 1 мм, неприемлемой для целей применения. Однако, если материал между горячим формованием и отжигом в области твердого раствора подвергают холодному формованию вплоть до максимально 40%, предпочтительно вплоть до максимально 15%, то эта дополнительная стадия обработки ведет к значительно более мелкозернистой структуре. Ряд соответствующих исследований подтвердил, что материалы для блоков форм для боковых заграждений ленточных разливочных машин, подвергаемые холодному формованию ниже температуры рекристаллизации и затем отжигаемые в области твердого раствора, характеризуются отчетливо более тонкой структурой с размером зерен ниже 0,5 мм, в то время как более высокая степень холодного формования выше около 40% при последующем отжиге в области твердого раствора ведет к укрупнению зерен посредством вторичной рекристаллизации до размеров зерен выше 1 мм.Particularly preferred are the blocks for the side barriers made of copper alloy according to the invention, if they are in the cured and hardened state characterized by a grain size, determined according to ASTM E 112, between 30 and 90 microns. By means of the sequence of steps of the method, it is also possible in an unexpectedly simple way to eliminate the poor recrystallization properties observed in known CuCoBe alloys during hot plastic molding and processing in the form of annealing of the solid solution region. Poor recrystallization properties in the manufacture of mold blocks from CuCoBe alloys in the state after hot forming, annealing in the area of solid solution and hardening / hardening lead to a coarse-grained structure with grain sizes greater than 1 mm, which is unacceptable for the purpose of application. However, if the material between hot molding and annealing in the area of the solid solution is cold formed up to a maximum of 40%, preferably up to a maximum of 15%, then this additional processing step leads to a significantly finer grain structure. A number of relevant studies have confirmed that materials for mold blocks for side barriers of tape casting machines, cold formed below the crystallization temperature and then annealed in the area of the solid solution, are characterized by a distinctly finer structure with grain sizes below 0.5 mm, while more a high degree of cold forming is higher than about 40% with subsequent annealing in the region of the solid solution leads to coarsening of grains by means of secondary recrystallization to grain sizes above 1 mm.

Ниже изобретение поясняется примерами осуществления. На трех сплавах согласно изобретению (А, В и С) и трех сравнительных сплавах (D, Е и F) выявлены преимущества медных сплавов согласно изобретению. Состав медных сплавов в массовых процентах дан в следующей таблице 1:Below the invention is illustrated by examples of implementation. The three alloys according to the invention (A, B and C) and the three comparative alloys (D, E and F) show the advantages of copper alloys according to the invention. The composition of copper alloys in mass percent is given in the following table 1:

Таблица 1Table 1 СплавAlloy Со (%)Co (%) Ni (%)Ni (%) Be (%)Be (%) Zr (%)Zr (%) Si (%)Si (%) Cr (%)Cr (%) Cu (%)Cu (%) АBUT 2,12.1 -- 0,540.54 0,180.18 -- -- ОстатокThe remainder ВAT 2,22.2 -- 0,560.56 0,240.24 -- -- ОстатокThe remainder СFROM 1,31.3 1,01,0 0,480.48 0,150.15 -- -- ОстатокThe remainder DD -- 2,02.0 -- 0,160.16 0,620.62 0,340.34 ОстатокThe remainder ЕE 2,12.1 -- 0,550.55 -- -- -- ОстатокThe remainder FF 1,01,0 1,11,1 0,620.62 -- -- -- ОстатокThe remainder

Сплавом состава D является известный сплав на основе CuNiSi, в то время как Е и F являются нормированными CuCo2Be-и CuCoNiBe-материалами.The alloy of composition D is the known alloy based on CuNiSi, while E and F are normalized CuCo2Be and CuCoNiBe materials.

Все медные сплавы были расплавлены в индукционной тигельной печи и способом непрерывной разливки отлиты в круглые заготовки диаметром 280 мм. Круглые заготовки сплавов по примерам А, В и С были подвергнуты прессованию на прессе при температуре выше 900°С до плоских брусков размером 79×59 мм и затем вытянуты посредством обжатия по сечению в 12% до размера 75×55 мм. Заготовки сравнительных сплавов D, Е и F были при той же (одинаковой) температуре непосредственно подвергнуты прессованию до размера 75×55 мм и не подвергались дополнительному холодному формованию. CuCoBe- и CuCoNiBe-материалы затем были подвергнуты отжигу в области твердого раствора при 900-950°С и медленному твердению и упрочнению в течение 0,5-16 часов в области температур между 450 и 550°С.All copper alloys were melted in an induction crucible furnace and cast into round billets with a diameter of 280 mm by continuous casting. The round alloy billets of Examples A, B, and C were pressed on a press at temperatures above 900 ° C to flat bars of 79 × 59 mm in size and then elongated by compression over a 12% cross section to a size of 75 × 55 mm. The blanks of the comparative alloys D, E, and F were directly pressed to the size of 75 × 55 mm at the same (identical) temperature and were not subjected to additional cold forming. CuCoBe and CuCoNiBe materials were then annealed in the region of solid solution at 900–950 ° C and slowly hardened and hardened for 0.5–16 hours at temperatures between 450 and 550 ° C.

Сплав на основе CuNiSi был подвергнут отжигу в области твердого раствора при 800-850°С и при тех же условиях отвержден и упрочнен. В отвержденном и упрочненном состоянии определяли прочность на растяжение Rm, твердость по Виккерсу HV10, электрическую проводимость (как величину, заменяющую теплопроводность), размер зерен по ASTM Е 112, жаропрочность Rm при 500°С и устойчивость к размягчению посредством измерения твердости по Виккерсу (HV10) после выдержки при 500°С в течение 500 часов.The CuNiSi-based alloy was annealed in the region of the solid solution at 800–850 ° С and, under the same conditions, was hardened and hardened. In the cured and hardened state, tensile strength Rm, Vickers hardness HV10, electrical conductivity (as a substitute for thermal conductivity), grain size according to ASTM E 112, heat resistance Rm at 500 ° C and softening resistance were determined by measuring Vickers hardness (HV10 ) after exposure at 500 ° C for 500 hours.

Блоки (1) форм с размерами 70×50×40 мм и блоки (2) форм с пазом и шпонкой размером 70×50×47 мм в заключение были испытаны в режиме термошока. Для этого блоки форм сначала два часа отжигали при 500°С и затем быстро охлаждали водой при 20-25°С. Т-паз блока затем исследовали невооруженным глазом и микроскопом при 10-кратном увеличении на наличие трещин.Blocks (1) of molds with dimensions of 70 × 50 × 40 mm and blocks (2) of molds with a groove and a key of size 70 × 50 × 47 mm were finally tested in thermal shock mode. For this, the mold blocks were first annealed for two hours at 500 ° C and then quickly cooled with water at 20-25 ° C. The block T-groove was then examined with the naked eye and a microscope at 10x magnification for cracks.

Все результаты исследований обобщены в следующей таблице 2. All research results are summarized in the following table 2.

Таблица 2table 2 СплавAlloy Rm, МПаRm, MPa HV10Hv10 Провод., % IACSWire.% IACS Размер зерен, мкмGrain size, microns Rm (500°С), МПаRm (500 ° C), MPa Твердость HV10 после выдержки при 500°С более 500 чHardness HV10 after exposure at 500 ° C for more than 500 hours Свойства после теста на термошокProperties after the thermal shock test Блок 1Block 1 Блок 2Block 2 АBUT 801801 254254 50fifty 30-9030-90 523523 173173 трещин нетno cracks трещин нетno cracks ВAT 804804 245245 51,551.5 45-9045-90 464464 175175 трещин нетno cracks трещин нетno cracks СFROM 812812 255255 49,549.5 45-9045-90 485485 167167 трещин нетno cracks трещин нетno cracks DD 652652 205205 4343 45-9045-90 387387 118118 трещин нетno cracks трещиныcracks ЕE 786786 260260 50,550,5 До 5000Up to 5000 423423 150150 трещиныcracks трещиныcracks FF 807807 248248 48,548.5 До 3000Up to 3000 434434 152152 трещиныcracks трещиныcracks

Распространение трещин в Т-пазе у боков форм, классифицированное как «трещины», составляет от 2 до 5 мм, в отдельных случаях вплоть до 10 мм. Из приведенного сопоставления можно заключить, что по сравнению с материалами Е и F только медные сплавы А, В и С, получаемые согласно изобретению с дополнительным небольшим (незначительным) холодным формованием, при оптимальных свойствах неожиданным образом характеризуются равномерной и мелкозернистой структурой и необходимой устойчивостью по отношению к образованию трещин при использовании их в качестве блока (литьевой) формы с пазом и шпонкой. Также при использовании в качестве обычных блоков форм медные сплавы согласно изобретению характеризуются явно лучшей устойчивостью к размягчению по отношению к известному CuNiSi-сплаву D и несколько лучшей устойчивостью к размягчению по отношению к сплавам Е и F.The propagation of cracks in the T-groove at the sides of the forms, classified as “cracks”, ranges from 2 to 5 mm, in some cases up to 10 mm. From the above comparison, we can conclude that, in comparison with materials E and F, only copper alloys A, B and C obtained according to the invention with an additional small (insignificant) cold forming, with optimal properties, unexpectedly are characterized by a uniform and fine-grained structure and the necessary stability with respect to cracking when used as a block (injection) mold with a groove and a key. Also, when used as conventional mold blocks, copper alloys according to the invention are characterized by clearly better softening resistance to the known CuNiSi alloy D and somewhat better softening resistance to alloys E and F.

Итак, медный сплав согласно изобретению исключительно пригоден в качестве материала для изготовления всех блоков форм для боковых заграждений ленточных разливочных устройств, подвергаемых в процессе литья типичной переменной температурной нагрузке. Речь идет как о до сих пор используемых блоках форм, так и блоках форм при выполнении с пазом и шпонкой согласно заявке ЕР 0974413 A1.So, the copper alloy according to the invention is extremely suitable as a material for the manufacture of all mold blocks for side barriers of tape filling devices subjected to a typical variable temperature load during the casting process. We are talking about the still used mold blocks, and mold blocks when executed with a groove and a key according to the application EP 0974413 A1.

Claims (9)

1. Поддающийся твердению и упрочнению медный сплав, содержащий 1,2-2,7% кобальта, 0,3-0,7% бериллия, 0,01-0,5% циркония, по выбору 0,005-0,2% магния и/или 0,005-0,2% железа и, соответственно, вплоть до максимально 0,15% по меньшей мере одного элемента из группы, включающей в себя ниобий, тантал, ванадий, гафний, хром, марганец, титан и церий, остальное медь и обусловленные получением примеси, используемый в качестве материала для изготовления блоков для боковых заграждений ленточных разливочных устройств.1. Curable and hardened copper alloy containing 1.2-2.7% cobalt, 0.3-0.7% beryllium, 0.01-0.5% zirconium, optionally 0.005-0.2% magnesium and / or 0.005-0.2% iron and, accordingly, up to a maximum of 0.15% of at least one element from the group consisting of niobium, tantalum, vanadium, hafnium, chromium, manganese, titanium and cerium, the rest is copper and due to the receipt of impurities, used as a material for the manufacture of blocks for side barriers of tape filling devices. 2. Медный сплав по п.1, который содержит 1,8-2,4% кобальта, 0,45-0,65% бериллия, 0,15-0,3% циркония, вплоть до 0,05% магния, вплоть до 0,1% железа, остальное медь.2. The copper alloy according to claim 1, which contains 1.8-2.4% cobalt, 0.45-0.65% beryllium, 0.15-0.3% zirconium, up to 0.05% magnesium, up to up to 0.1% iron, the rest is copper. 3. Медный сплав по любому из пп.1 и 2, в котором часть содержащегося циркония заменена вплоть до 0,15% по меньшей мере одним элементом из группы, включающей в себя церий, гафний, ниобий, тантал, хром, марганец, титан и ванадий.3. The copper alloy according to any one of claims 1 and 2, in which part of the zirconium contained is replaced up to 0.15% by at least one element from the group consisting of cerium, hafnium, niobium, tantalum, chromium, manganese, titanium, and vanadium. 4. Медный сплав по любому из пп.1-3, который подвергнут после горячего формования отлитой заготовки холодному формованию вплоть до около 40%, затем отжигу в области твердого раствора при температуре, лежащей в диапазоне температур от 850 до 970°С, и затем 0,5-16-часовой отверждающей и упрочняющей обработке при 400-550°С.4. The copper alloy according to any one of claims 1 to 3, which is subjected to cold forming up to about 40% after hot molding of the cast billet, then annealing in the solid solution region at a temperature lying in the temperature range from 850 to 970 ° C, and then 0.5-16 hour curing and hardening treatment at 400-550 ° C. 5. Медный сплав по п.4, который подвергнут после стадии горячего формования холодному формованию от около 5 до 30%.5. The copper alloy according to claim 4, which is subjected after the stage of hot forming to cold forming from about 5 to 30%. 6. Медный сплав по п.4 или 5, который подвергнут после горячего формования холодному формованию от около 10 до 15%.6. The copper alloy according to claim 4 or 5, which is subjected after cold forming to cold forming from about 10 to 15%. 7. Медный сплав по любому из пп.1-6, который характеризуется в отвержденном и упрочненном состоянии прочностью на растяжение по меньшей мере 650 МПа, твердостью по Виккерсу по меньшей мере 210 HV, электрической проводимостью по меньшей мере 40% IACS, высокотемпературным пределом прочности при растяжении при 500°С по меньшей мере 400 МПа, твердостью по меньшей мере 160 HV после 500-часовой выдержки при 500°С и максимальным размером зерен по ASTM Б 112 в 0,5 мм.7. The copper alloy according to any one of claims 1 to 6, which is characterized in a cured and hardened state by tensile strength of at least 650 MPa, Vickers hardness of at least 210 HV, electrical conductivity of at least 40% IACS, high temperature tensile strength tensile at 500 ° C of at least 400 MPa, hardness of at least 160 HV after 500 hours exposure at 500 ° C and a maximum grain size according to ASTM B 112 of 0.5 mm. 8. Медный сплав по любому из пп.1-7, который характеризуется в отвержденном и упрочненном состоянии прочностью на растяжение 700-900 МПа, твердостью по Виккерсу 230-280 HV, электрической проводимостью 45-60% IACS, высокотемпературным пределом прочности при растяжении при 500°С по меньшей мере 450 МПа и твердостью по меньшей мере 160 HV после 500-часовой выдержки при 500°С.8. The copper alloy according to any one of claims 1 to 7, which is characterized in a cured and hardened state by tensile strength of 700-900 MPa, Vickers hardness of 230-280 HV, electrical conductivity of 45-60% IACS, high temperature tensile strength at 500 ° C of at least 450 MPa and a hardness of at least 160 HV after 500 hours at 500 ° C. 9. Медный сплав по любому из пп.1-8, который характеризуется по ASTM E 112 средним размером зерен между 30 и 90 мкм.9. The copper alloy according to any one of claims 1 to 8, which is characterized by ASTM E 112 average grain size between 30 and 90 microns.
RU2003104534/02A 2002-02-15 2003-02-14 Hardenable copper alloy RU2301844C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10206597A DE10206597A1 (en) 2002-02-15 2002-02-15 Hardenable copper alloy used as a material for blocks for the sides of strip casting mills contains alloying additions of cobalt, beryllium, zirconium, and magnesium and/or iron
DE10206597.7 2002-02-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003104534A RU2003104534A (en) 2004-08-10
RU2301844C2 true RU2301844C2 (en) 2007-06-27

Family

ID=27635063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003104534/02A RU2301844C2 (en) 2002-02-15 2003-02-14 Hardenable copper alloy

Country Status (15)

Country Link
US (2) US20030159763A1 (en)
EP (1) EP1340564B1 (en)
JP (1) JP4472933B2 (en)
KR (1) KR100967864B1 (en)
CN (1) CN1271228C (en)
AT (1) ATE367229T1 (en)
BR (1) BR0300445B1 (en)
CA (1) CA2417546C (en)
DE (2) DE10206597A1 (en)
DK (1) DK1340564T3 (en)
ES (1) ES2288572T3 (en)
MX (1) MXPA03000218A (en)
PL (1) PL198565B1 (en)
PT (1) PT1340564E (en)
RU (1) RU2301844C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2375483C2 (en) * 2005-03-31 2009-12-10 Ниппон Майнинг Энд Метлз Ко., Лтд. Cu-Ni-Si-Co-Cr COPPER ALLOY, USED IN ELECTRONIC COMPONENTS, METHOD OF ITS MANUFACTURING AND ELECTRONIC COMPONENT IMPLEMENTED FROM THIS ALLOY
RU2413021C1 (en) * 2007-09-28 2011-02-27 Джей Экс Ниппон Майнинг Энд Метлз Корпорейшн COPPER ALLOY Cu-Si-Co FOR MATERIALS OF ELECTRONIC TECHOLOGY AND PROCEDURE FOR ITS PRODUCTION
RU2625193C1 (en) * 2016-10-10 2017-07-12 Юлия Алексеевна Щепочкина Copper-based alloy

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060086437A1 (en) * 2004-10-22 2006-04-27 Russell Nippert Method for manufacturing copper alloys
JP2008151270A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Kitz Sct:Kk Metal diaphragm valve
CN101333609B (en) * 2007-06-28 2011-03-16 周水军 Low copper beryllium mold material for gravitation and low-pressure casting and production process thereof
DE102008015096A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Kme Germany Ag & Co. Kg Process for producing molded parts and molded parts produced by the process
CN101643867B (en) * 2009-08-28 2011-11-23 镇江汇通金属成型有限公司 High-performance casting copper alloy and preparation method thereof
JP2011081764A (en) * 2009-09-14 2011-04-21 Panasonic Corp Content receiver, content reproducer, content reproducing system, content writing method, expiration date determining method, program, and recording medium
DE102014224236A1 (en) 2014-11-27 2016-06-02 Sms Group Gmbh Device for strip casting of metallic products
DE102016006824B4 (en) * 2016-06-03 2025-04-10 Wieland-Werke Ag Copper alloy and its uses
KR101810925B1 (en) * 2017-10-18 2017-12-20 주식회사 풍산 Copper alloy strips having high heat resistance and thermal dissipation properties
CN112210692B (en) * 2020-09-10 2021-12-17 新余市长城铜产品开发有限公司 Beryllium bronze long guide rail and manufacturing method thereof
CN115233032B (en) * 2022-08-01 2023-06-27 河南云锦空天特导新材料有限公司 A kind of copper alloy wire rod and its preparation method and application

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0346645A1 (en) * 1988-06-14 1989-12-20 KM-kabelmetal Aktiengesellschaft Use of an age-hardenable copper-based alloy
DE4142941A1 (en) * 1991-12-24 1993-07-01 Kabelmetal Ag USE OF A CURABLE copper alloy
EP0854200A1 (en) * 1996-10-28 1998-07-22 BRUSH WELLMAN Inc. Copper-beryllium alloy
JP2000303128A (en) * 1999-04-19 2000-10-31 Hitachi Cable Ltd Thermally stable high strength rolled copper foil and current collector for secondary batteries

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3865176A (en) * 1973-09-28 1975-02-11 Hazelett Strip Casting Corp Casting method for twin-belt continuous metal casting machines
US4179314A (en) * 1978-12-11 1979-12-18 Kawecki Berylco Industries, Inc. Treatment of beryllium-copper alloy and articles made therefrom
US4377424A (en) * 1980-05-26 1983-03-22 Chuetsu Metal Works Co., Ltd. Mold of precipitation hardenable copper alloy for continuous casting mold
JPS6260879A (en) * 1985-09-10 1987-03-17 Ngk Insulators Ltd Wear resistant copper alloy member
US4749548A (en) * 1985-09-13 1988-06-07 Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha Copper alloy lead material for use in semiconductor device
DE3773470D1 (en) * 1986-11-13 1991-11-07 Ngk Insulators Ltd PRODUCTION OF COPPER-BERYLLIUM ALLOYS.
JP2869076B2 (en) * 1988-12-19 1999-03-10 中越合金鋳工株式会社 Precipitation hardening mold material for continuous casting
US6059905A (en) * 1993-08-26 2000-05-09 Ngk Metals Corporation Process for treating a copper-beryllium alloy
DE10156925A1 (en) * 2001-11-21 2003-05-28 Km Europa Metal Ag Hardenable copper alloy as a material for the production of casting molds

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0346645A1 (en) * 1988-06-14 1989-12-20 KM-kabelmetal Aktiengesellschaft Use of an age-hardenable copper-based alloy
DE4142941A1 (en) * 1991-12-24 1993-07-01 Kabelmetal Ag USE OF A CURABLE copper alloy
RU2102515C1 (en) * 1991-12-24 1998-01-20 КМ-Кабельметал АГ Thermally strengthened copper alloy
EP0854200A1 (en) * 1996-10-28 1998-07-22 BRUSH WELLMAN Inc. Copper-beryllium alloy
JP2000303128A (en) * 1999-04-19 2000-10-31 Hitachi Cable Ltd Thermally stable high strength rolled copper foil and current collector for secondary batteries

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2375483C2 (en) * 2005-03-31 2009-12-10 Ниппон Майнинг Энд Метлз Ко., Лтд. Cu-Ni-Si-Co-Cr COPPER ALLOY, USED IN ELECTRONIC COMPONENTS, METHOD OF ITS MANUFACTURING AND ELECTRONIC COMPONENT IMPLEMENTED FROM THIS ALLOY
RU2413021C1 (en) * 2007-09-28 2011-02-27 Джей Экс Ниппон Майнинг Энд Метлз Корпорейшн COPPER ALLOY Cu-Si-Co FOR MATERIALS OF ELECTRONIC TECHOLOGY AND PROCEDURE FOR ITS PRODUCTION
RU2625193C1 (en) * 2016-10-10 2017-07-12 Юлия Алексеевна Щепочкина Copper-based alloy

Also Published As

Publication number Publication date
EP1340564B1 (en) 2007-07-18
DE50307676D1 (en) 2007-08-30
CA2417546A1 (en) 2003-08-15
US20030159763A1 (en) 2003-08-28
EP1340564A2 (en) 2003-09-03
DE10206597A1 (en) 2003-08-28
CN1271228C (en) 2006-08-23
ATE367229T1 (en) 2007-08-15
JP4472933B2 (en) 2010-06-02
PL358681A1 (en) 2003-08-25
BR0300445B1 (en) 2011-07-26
BR0300445A (en) 2004-08-17
KR20030069066A (en) 2003-08-25
KR100967864B1 (en) 2010-07-05
MXPA03000218A (en) 2004-10-29
CN1442500A (en) 2003-09-17
PL198565B1 (en) 2008-06-30
EP1340564A3 (en) 2005-04-27
ES2288572T3 (en) 2008-01-16
PT1340564E (en) 2007-09-03
JP2004002967A (en) 2004-01-08
CA2417546C (en) 2015-03-31
US20080240974A1 (en) 2008-10-02
DK1340564T3 (en) 2007-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080240974A1 (en) Age-hardenable copper alloy
TWI680187B (en) Steel for mold and forming mold
JP4464038B2 (en) Age-hardenable copper alloys as mold manufacturing materials.
KR20080027910A (en) High Strength Copper Alloys and Electronic Components for Electronic Components
EP0343292B1 (en) Low thermal expansion casting alloy
CZ282842B6 (en) Hardenable alloy of copper
US5069270A (en) Continuous casting mold
US6561258B1 (en) Mold steel
JP2662421B2 (en) Method of using copper alloy as material for continuous casting mold
JP5328886B2 (en) Mold member manufacturing method and mold member manufactured by the manufacturing method
KR20130109238A (en) High-strength copper alloy forging
JP2007077485A (en) Aluminum alloy sheet for forming
KR100804681B1 (en) Performance guide roll using centrifugal casting method and its manufacturing method
JPS586588B2 (en) Mold material for continuous casting equipment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160215