[发明专利]制备铸模部件的方法以及根据该方法制备的铸模部件

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的特征的，由包含硅、镍、铬和锆以及金属间初生相的铜合金制备铸模部件的方法。

此外本发明涉及根据该方法制备的铸模部件。

背景技术

EP 0 346 645 B1描述了使用可硬化的铜合金和常规加工添加剂作为原料制备铸模部件，所述铜合金由1.6至2.4％的镍，0.5至0.8％的硅，0.01至0.20％的锆，余量的铜，包括制备引起的杂质所组成，该铸模部件在铸造时经受持续变化的热负荷，并特别是作为用于双带铸造装置(Doppelbandgie βanlagen)的侧坝的块体的形式。双带铸造装置的生产能力决定性地取决于由块体形成的侧坝的无缺陷的功能。因此，需要块体具有尽可能高的热传导性，从而可以尽可能快地导走熔融热和凝固热。为了避免块体侧边由于机械负荷而提早磨损(所述机械负荷导致块体之间形成缝隙并随后导致熔体涌入该缝隙中)，原料除了高的硬度和抗拉强度之外还必须具有很小的颗粒尺寸。最终，具有非常重要的意义的是最佳的疲劳特性，其确保在离开铸造段后在块体的再冷却过程中出现的热应力不导致在用于容纳钢带而加入的T形槽的边角处开裂。如果出现由于热突变引起的裂纹，那么在短时间后所涉及的块体就会已从生产链(Kette)中脱落，其中熔融液态的金属不受控制地从铸模空腔流出并损害装置部件。为了更换损坏的部件必须将装置停车并中断铸造过程。

为了检测裂纹敏感性，适用以下测试方法：其中将块体在500℃经两小时的热处理，并随即在25℃的水中淬火。即使在多次重复该热突变测试情况下对于适合的材料也不允许在T形槽区域内出现裂纹。

在EP 0 346 645 B1中描述的含有锆的可硬化的CuNiSiCr-合金卓越地适合于双带铸造装置的侧坝的块体。通过添加铬提高了材料的传导性。Fe-添加物限制了在扩散退火时颗粒生长，而不会不利地影响原料的其他性质。

已知的是，在含有铬和锆的原料的组织中出现金属间初生相，其在熔体凝固时低共熔地(untereutektisch)，即非均匀分布地结晶出来。这种含有CrSi和含有NiZr的相在铸造的圆头螺栓中就已经由于方法而出现，该相用作制备用于双带铸造装置的侧坝的块体的初始材料。为了调节细粒组织和为了获得必需的硬度和电导性，通常用常规成型方法来将该铸造材料热成型，所述常规成型方法如挤压、锻压或轧制，并随即进行扩散退火和硬化，其中或多或少地有利地破坏铸造状态的金属间初生相的低共熔、非均匀分布并且在此过程中使初生相成行地沿着主成型方向取向。在由挤压或热轧制的条材常规地制备块体时，在块体的铸造表面存在相对不均匀分布的、明显成行取向的初生相排列。在由铸坯锻造板材的过程中，通常仅不足地消除铸造状态的金属间初生相的网状分布，因为总成型度受到限制并且板材在纵向和横向上几乎均匀地被成型。

发明内容

由此本发明的目的在于，如此优化用于制备铸模部件，特别是用于制备用于双带铸造装置的侧坝的块体的方法，使得与金属熔体接触的铸造面的损耗较晚出现并进展较慢，从而在较长的生产时期内在使用铸模部件的情况下可以制备具有无缺陷的表面质量的铸造金属带。此外，应该提供具有改善的特性的铸模部件。

该目的的方法部分通过权利要求1的特征实现。

具有有利特征的铸模部件是权利要求6的主题。

各从属权利要求涉及本发明构思的有利的进一步实施方式。

本发明所基于的目的通过如下实现，即，使金属间初生相(其包含在铜合金中)通过定向的热成型而这样取向，使得相对于铸锭(Gussblock)的拉伸方向，以90±10°的角度(即基本垂直)选择由经拉伸的铸锭制备的铸模部件的与金属熔体接触的铸造面。在下文中，“基本垂直”是指与铸锭的拉伸方向成90±10°。垂直是指90°角。

在该过程中重要的是，在铸锭的热成型过程中，除了产生原有的粗粒状铸造组织的细粒组织重结晶以外，还产生明显的纤维取向，并且内金属初生相的破碎和取向都沿着该纤维的方向。在此重要的是，纤维取向具有尽可能精细并均匀分布的初生相，这在本发明的范围内如下实现，即，通过热成型在仅一个方向上进行拉伸，其中将铸锭以至少4∶1，优选大于7∶1的比例进行拉伸。在此，热变型可以通过方法如锻压或热轧制进行。相反，在不同方向上至少4∶1或优选至少7∶1的总体的总变型过程则不会导致根据本发明的所希望的纤维走向。