[发明专利]用于制备复合金属半成品的方法

说明书

本方法涉及复合金属半成品及用于制备复合金属半成品的方法。

在DE 23 55 745中涉及一种用于生产复合金属工件的方法，尤其是辊身，它具有外壳并具有不同特性或组成的核。根据此方法，首先不断地在具有生产工件形状的铸模中浇注液态的第一金属。此金属可以冷却直至获得所期望强度的凝固的外壳。所剩余的第一金属的液态部分被引走，并且它同时由具有相对于第一金属不同特性和/或组成的第二金属替换，其应当形成工件的核。此外，这种第二金属通过铸模的上部导入。

在DE 25 53 402描述了用于生产复合轧辊的方法和装置，其中包含由高硬度和耐磨性的第一金属构成的外壳和由第二金属构成的、形成轧辊的核的核段和颈段。所述的外壳以具有预定外径和预定强度的空心圆柱体的形式浇注。设置了模的排列方式，其中所述的外壳置于用于形成轧辊颈部的模段上且外壳和模段的长轴在垂直方向移动。随后，将由电渣熔料构成的电极置入外壳和模颈段的内部，其由化学组成如此选择的材料预制而成，使得由此在熔化和重新凝固后，核由第二金属构成，且电极如此熔化，使得外壳和模段的内部被填充。在此现有技术中，存在着在内部和外部材料之间形成残渣的风险，以致于在混合区内两种金属没有结合是可能的。

在WO 97/32112中公开了一种涡轮轴，特别是蒸汽涡轮，其沿着转轴定向，且包括第一轴指向的具有最大半径的区域和与此邻接的第二轴指向的具有最大半径R2＞R1的区域，其中第一区域具有在第一温度使用的第一基础材料和第二区域具有在相对于第一温度更低的第二温度使用的、各自含有8.0至12.5重量％铬的钢合金的第二基础材料，它们各自的奥氏体化温度大致是相同的。在中空圆柱体的内部，由第二材料构成的电极依据ESU-方法熔化，使得这里也可以预见到如前所述相似的问题。

本发明主题的目标在于，提供用于制备复合金属半成品的方法，借助于此可以生产大量的由不同金属或金属合金构成的用于多种应用情况的各种半成品。

此外，建议用于制备复合金属半成品的装置，其构造简单且适合用于由不同金属或金属合金生产各种复合金属半成品。

最后，应介绍复合金属半成品，其两种金属或金属合金在限定的过渡区域内具有良好的结合。

这个目标可以通过用于制备复合金属半成品的方法实现，通过在由第一金属或第一金属合金构成的作为熔锅构建的基体中置入由第二金属或第二金属合金构成的电极，且所述的电极在供电情况下于基体内部熔化，如此设计使得，基体的第一金属或第一金属合金在限定截面上熔化，其中这两种金属或这两种金属合金在其凝固后形成由两种金属或两种金属合金构成的无残渣的混合区。

本发明方法的有利的改进方案，是由所属的根据方法的从属权利要求得出。

这个目标也通过用于制备复合金属半成品的装置实现，其至少包含有底的冷却罐，其容纳了由第一金属或第一金属合金构成的基体，其中所述的基体以限定的距离相对于冷却罐壁放置，且基体包含底部元件；置入基体内的且由第二金属或第二金属合金构成的在VAR-条件下熔化的电极；以及冷却介质，其填充于基体和壁之间的空间，其中基体在其上端区域通过可移除的法兰封闭。

本发明装置的有利的改进方案，是由所属的具体的从属权利要求得出。

这个目标也通过复合金属半成品实现，其由由第一金属或第一金属合金构成的基体，和基体里的由第二金属或第二金属合金构成的优选在VAR-条件下熔化的电极组成，其中在这两种金属或这两种金属合金之间产生由两种金属或两种金属合金构成的限定截面的无残渣混合区。

本发明复合金属半成品的有利的改进方案，是由所属的具体的从属权利要求得出。

所述的冷却罐优选由钢或钢合金构成。

作为用于作为熔锅构建的基体的材料可以使用金属，例如使用第一镍基、铁基、钴基或钛基合金，而所述的电极由金属或金属合金，例如第二镍基、铁基、钴基或钛基合金构成。根据之后的应用情况还可以使用由第一和第二合金构成的混合物。

本发明的主题不仅限于提到的基础合金，更多地可以取决于应用情况使用替代的、不同需求的金属或合金。同样可以考虑，由软的或硬的材料作为电极制造熔锅。专业人士会根据进一步加工的领域或对终产品的要求选择适合的材料。

在制备复合金属半成品时的特别优势是，如果所使用的金属或者金属合金具有相似的热传导性。通过此措施可以实现所使用的材料的特别紧密的无残渣的结合和均匀的混合区。