HU190550B - Method for producing cuprum-chrome-zirconium alloys - Google Patents

Abstract

0.7-1.2 wt% Cr and 0.2-0.25 wt% Zr are added to the copper melt which is then cast into ingots. After free or controlled crystallisation the alloy undergoes heat deformation at about 100 deg.C below its m.pt. and after immediate cooling, cold treatment and tempering. The process can be repeated until the required properties are achieved.

Description

A találmány tárgya eljárás réz-króm-cirkon ötvözetek gyártására, amelynek során legfeljebb 1,2%, előnyösen 0,7% krómot és legfeljebb 0,25%, előnyösen 0,2% cirkont tartalmazó rézolvadékba további ötvözőket adagolunk, majd tuskókat öntjünk, ezeket előkészítjük először melegen, azután hidegen alakítjuk, ahol az alakítás közben és/vagy után hőkezelést végzünk.The present invention relates to a process for the production of copper-chromium-zirconium alloys by adding further alloys to a copper melt containing up to 1.2%, preferably 0.7% of chromium and up to 0.25%, preferably 0.2% of zirconium, and then casting it is prepared first by hot, then cold, where during and / or after heat treatment.

Ismeretes, hogy az igen jó vBIamos vezetőképességű réz alacsony szilárdságát ötvözéssel növelik. Ezen ötvözetek fontos csoportját alkotják a viszonylag alacsony (1-3%) ötvöző tartalmú, kiválásosan keményíthető rézötvözetek, amelyek megőrizve a jó villamos tulajdonságait, vagy azok némi csökkentése mellett a tiszta réz szilárdságának többszörösével rendelkeznek.It is known to increase the low strength of copper with very good conductivity by alloying. An important class of these alloys are the relatively low (1-3%) alloyed, highly curable copper alloys which, while retaining or slightly reducing their electrical properties, have several times the strength of pure copper.

A kiválásosan keményíthető rézötvözeteket elsősorban pont- és vonalhegesztő szerszámokként alkalmazzák, ahol a nagy szilárdság e szerszámok formatartását, deformációmentességét, kopásállóságát biztosítja, a jó villamos vezetőképesség pedig elsősorban a hőelvezetésről, a szerszámok hőteher- mentesítéséről gondoskodik. Természetes, hogy ezen ötvözetek igen fontos tulajdonsága a hőállóság, vagyis az ötvözet belső szerkezetének és sajátságainak stabilitása a munkahőmérséklet emelése során.High-hardening copper alloys are mainly used as spot and line welding tools, where high strength ensures the shape, deformation, wear resistance of these tools, and good electrical conductivity primarily ensures the heat dissipation and heat dissipation of the tools. Naturally, a very important property of these alloys is the heat resistance, i.e. the stability of the internal structure and properties of the alloy as the working temperature is raised.

A hegesztési gyakorlat azt mutatja, hogy a munkahőmérséklet pülanatszerüen eléri a 600—850°C-ot. A jó villamos- és hővezetőképességű kiválásos rézötvözeteket azért nem lehet más fémekkel helyettesíteni, mert a felületi munkahőmérséklet 900-1000°Cra növekedne. Emiatt azok a rézötvözetek sem alkalmasak pont- és vonalhegesztés céljaira, amelyek csupán a réz lágyulási hőmérsékletét növelik, hiszen ezek - pl.: az ezüsttel ötvözöttek - nem kiválásosak, s így a villamos vezetőképességűk viszonylag alacsony.Welding practice shows that the working temperature reaches 600-850 ° C on a peak basis. Precious copper alloys with good electrical and thermal conductivity cannot be replaced by other metals because the surface working temperature would increase to 900-1000 ° C. As a result, copper alloys that only increase the softening temperature of copper are also unsuitable for spot and line welding, since they are non-precipitating, e.g., alloyed with silver, and thus have relatively low electrical conductivity.

A kiválásosan keményíthető rézötvözetek közül a legelterjedtebbek a króm (Cr), cirkónium (Zr), valamint a króm és cirkónium ötvözésűek. Ezen ötvözetek megfelelő körülmények között olvaszthatok vákuumban, nyitott, vagy atmoszférikus kemencében, védőgáz, vagy védőréteg (só- és/vagy faszéntakaró) alatt. A további technológiai lépés általában a melegalakítás - amely sajtolással vagy hengereléssel végezhető. Ezt követi a magas hőmérsékletű oldó hőkezelés, amelynek során az ötvöző elemek a rézmátrixszal szilárd oldatot képeznek. Ezt az állapotot az oldó hőkezelést követő gyors hűtéssel - edzéssel szobahőmérsékleten rögzítik. Az ötvözet előnyös tulajdonságait — azaz a magas szilárdságot és vezetőképességet - egy közbülső hőmérsékleten végzett ún. megeresztő hőkezelés eredményezi, amelynek során az edzéssel metastabilan szilárd oldatban maradt ötvözök jelentékeny része új, diszperz eloszlású fázis, vagy fázisok formájában kiválik, igen elterjedt a megeresztő hőkezelés előtt alkalmazott hidegalakítás, amely a keménységnövelő hatása mellett elősegíti az ötvöző elemek kiválását is.The most common hardenable copper alloys are chromium (Cr), zirconium (Zr), and chromium and zirconium alloys. These alloys may be melted under suitable conditions in a vacuum, open or atmospheric furnace, under a protective gas or protective layer (salt and / or charcoal). The next technological step is usually hot forming - which can be done by pressing or rolling. This is followed by a high temperature solvent heat treatment where the alloying elements form a solid solution with the copper matrix. This condition is recorded at room temperature by rapid cooling after dissolving heat treatment. Advantageous properties of the alloy, i.e. high strength and conductivity, are obtained at an intermediate temperature. This results in tempering heat treatment whereby a significant part of the alloys remaining in the metastable solid solution by hardening are precipitated in the form of new dispersed phases or phases.

A réz-króm, réz-cirkon és réz-króm-cirkon ötvözetek tulajdonságai és előállítási technológiák jól ismertek. A magas villamos vezetőképességű ötvözetek olvasztását szokásosan max. 10* Hgmm nyomáson üzemelő tégelyes Indukciós vákuumkemencében végzik a Cr és Zr oxigénhez való igen nagy affinitása miatt. Ehhez megfelelő (általában 10%-os) előötvözetet kell készíteni, ahol mind a Cr, mind a Zr leégés és betétsúlyhoz viszonyítva a 10-15%-ot is elérheti. Az eljárás igen költséges.The properties and production techniques of copper-chromium, copper-zirconium and copper-chromium-zirconium alloys are well known. The melting of high electrical conductivity alloys is usually max. It is performed in a crucible induction vacuum oven operating at 10 * mmHg due to the very high affinity of Cr and Zr for oxygen. This requires the preparation of a suitable alloy (usually 10%), where it can reach 10-15% relative to the burn weight and deposit weight of both Cr and Zr. The procedure is very expensive.

Ismeretes, hogy a Cu-Cr ötvözet olvasztása és öntése gazdaságosan nyitott középfrekvenciás indukciós tégelykemencében is elvégezhető speciális össze-, tételű és megfelelő aráqyban kevert fedősó segítségével, az ún. „diffúziós ötvözéssel, közvetlen fém Cr bevitele mellett. (Ce-548/8. sz. magyar szolgálati találmány). Ennél az eljárásnál a króm beötvozése előtt az olvadékfüTdőt alkalmazható Cu-Cr-Zr ötvözetekre is. Magas villamos vezetőképesség igénye esetén az eljárás nem előnyös. A biztonságos dezoxidáláshoz adagolt többlet foszfor ugyanis a rézmálrixban oldódik, amely nagymértékben csökkenti az anyag villamos vezetőképességét. Márpedig ez a hatás nehezen kerülhető el, miután az olvasztandó betétanyagok változó oxigéntartalma miatt a foszfor dezoxldens mennyisége nem határozható meg kellő pontossággal.It is known that melting and casting of the Cu-Cr alloy can be carried out economically in an open-frequency, medium-frequency induction crucible with the help of a special compound, batch and proportional top salt. "By diffusion alloy with direct introduction of metal Cr. (Hungarian Service Invention Ce-548/8). In this process, the molten lumen can also be applied to Cu-Cr-Zr alloys prior to chromium incorporation. The procedure is not advantageous if high electrical conductivity is required. The added phosphorus for safe deoxidation dissolves in the copper matrix, which greatly reduces the electrical conductivity of the material. However, this effect is difficult to avoid since the amount of phosphorus deoxygenated cannot be determined with sufficient precision due to the varying oxygen content of the fusible material.

Nem kevesebb probléma lép fel például a rudak gyártása során. A kokillába öntött körkeresztmetszetű tuskót kikészítés után (felöntési fej levágása, hántolás) a szükséges sajtolási méretre darabolják. A tuskókat ezután ellenállásfűtésű kemencében 800900°C-ra előmelegítik, majd rúddá sajtolják. Következő technológiai lépés a rudak oldó hőkezelése 950—1030°C-on, majd vízben történő gyors edzése, amelynek során a homogén szilárd oldatot szobahőmérsékleten rögzítjük. E technológiai lépések az alábbi hátrányokkal járnak:No less problems occur, for example, in the manufacture of rods. After finishing (cutting off the pouring head, peeling), the round billet molded into the mold is cut to the required compression size. The stumps are then preheated to 800900 ° C in a resistance heated oven and then pressed into a rod. The next technological step is the heat treatment of the bars at 950-1030 ° C followed by rapid quenching in water, whereby the homogeneous solid solution is fixed at room temperature. These technological steps have the following disadvantages:

- a sajtolt rudakat fel kell darabolni, hogy az általában legfeljebb 1500-2000 mm hosszúságú, homogén hőzónájú kemencébe behelyezhetők legyenek, — az ötvözetek végső tulajdonságai erősen függnek az edzés hűtési sebességétől. Az egyenletes hűtés a rudak hossziránya mentén nehezen biztosítható,- the extruded rods must be cut in order to be inserted in furnaces having a homogeneous heat zone of generally 1500 to 2000 mm in length, - the final properties of the alloys strongly depend on the cooling rate of the hardening process. Even cooling along the longitudinal direction of the bars is difficult to achieve,

- a levegős hőkezelés körülményei között a Cr és Zr ötvözök oxigénhez viszonyított nagy affinitása miatt a rudak felületén mintegy 0,3-0,4 mm mélységig belső oxidáció megy végbe, amely egyrészt a rudak felületi rétegének szilárdságát csökkenti, másrészt az edzés folyamán sűrűn elhelyezkedő hajszálrepedéseket eredményez. Ugyanez a helyzet magas hőmérsékletű sajtolás esetén is, — az oldó hőkezelésnél alkalmazott magas hőmérséklet hatására az ötvözet szemnagysága nagymértékben megnő, (néhány tized mm) a szemcseszerkezet eldurvul, amely a további technológiai lépések során jelentős képlékenységcsökkenést eredményez.- due to the high affinity of the Cr and Zr alloys to oxygen under air-cured conditions, the rods are internally oxidized to a depth of about 0.3-0.4 mm, which reduces both the strength of the rod surface layer and the frequent cracking of hairs during training leads. The same is true for high temperature extrusion, - the high temperature used in solvent heat treatment greatly increases the particle size of the alloy (a few tenths of a millimeter) and the grain structure becomes coarse, which results in a significant loss of plasticity in subsequent technological steps.

A hagyományos technológia szerint az edzést követő hideghúzási folyamat is munkaigényes és gazdaságtalan, hiszen rövid rudak hegyeZésével és húzásával kell számolni. A technológiai lépést követően a hegyezett végek levágása továbbá erősen rontja a fajlagos értékeket.According to traditional technology, the post-workout cold-drawing process is labor-intensive and uneconomical, as it involves the sharpening and pulling of short bars. Further, cutting the sharpened ends after the technological step will severely worsen the specific values.

Mint már említettük, az oldó hőkezelés körülményei között, az anyag szemcseszerkezete erősen eldurvul: a szemcsenagyság helyenként a 0,5 mm-t is eléri. Az ilyen szemcseszerkezetű anyag képlékenysége rossz, az ötvözet a nemesítés előtt nem alakítható kellő mértékben, vagy ha igen, gyakori a szemcsehatármenti törés, különösen szennyezettebb alapanyag esetén. A szemcsehatármentl törékenység veszélye alacsony szennyezőtartalom esetén is nagy, hiszen a nagyméretű szemcsék miatt a szemcsék fajlagos felülete kled és így a szemcsehatárokon szeg-22As already mentioned, under the conditions of the solvent heat treatment, the particle structure of the material is strongly coarse: in some cases, the particle size reaches up to 0.5 mm. Such particulate material has poor ductility, the alloy cannot be sufficiently deformed before breeding, or, if so, frequent fracture fractures, especially in the case of more contaminated base material. The risk of friability of the grain boundaries is high even at low contamination levels because of the large particle size and the specific surface area of the particles, thus reducing the grain boundaries.

190 5S0 regálódó szennyezők - elsősorban a Pb és Bi - e kis felületen jelentősen feldúsulhatnak. Emellett a nagyméretű szemcsék rossz ajpkíthatósága miatt gyakori az úgynevezett „túlhúzás jelensége, amelynek során a rúd félkésztennék belsejében felszakadásból eredő üregek keletkeznek.190 5S0 recalcitrant impurities - particularly Pb and Bi - can be significantly enriched on small surfaces. In addition, due to the poor peelability of large particles, the so-called "over-pulling phenomenon" is common, whereby cavities resulting from rupture are formed inside the rod.

A Cu-Cr, Cu-Zr, Cu-Cr-Zr ötvözetekkel kapcsolatosan nagyszámú publikáció ismeretes. R. Rainer ésA large number of publications on Cu-Cr, Cu-Zr, Cu-Cr-Zr alloys are known. R. Rainer and

K. Rust szerint (CuCr és CuCrZr ötvözetek előállítása és tulajdonságai. Neue Hütte 12. évf. 9. füzet, 1967. szept. 550-555 oldal) az optimális tulajdonságok elérése céljából 1030°C körül kell homogenizálni, amikoris mintegy 0,6% króm kerül szilárd állapotba, majd edzés után 450°C-os megeresztő hőkezelést kell alkalmazni 5-10 óra hosszat.According to K. Rust (Preparation and Properties of CuCr and CuCrZr Alloys. Neue Hütte Vol. the chromium is solidized and then, after training, at 450 ° C for 5-10 hours.

Az 1.294.026. sz. NSZK szabadalom olyan rézötvözetet Ismertet, amely 0,2—1% cirkon, 0,1 — 0,5% arzén tartalmú, homogenizálható 800-900°Con, vízben történő gyorshűtés után hidegalakító. 350~475°C között 1-2 óra hőntartású megeresztő hőkezeléssel a villamos vezetőképesség 83-95% 1ACS, a szakítószilárdsága 49,7—51,1, kp/mm³ értéket ér el.1.294.026. s. US Patent No. 5,123,195 discloses a copper alloy which, after rapid cooling in water, is capable of being homogenized at 800 to 900 ° C, containing 0.2 to 1% zirconium, 0.1 to 0.5% arsenic. At a temperature of 350-475 ° C for 1 to 2 hours, the electrical conductivity achieves a conductivity of 83-95% 1ACS and a tensile strength of 49.7-51.1 kp / mm ³ with a heat treatment of 1-2 hours.

L. B. Sbnmen szerint réz-króm ötvözetnél a homogenlzálási hőmérséklet emelésével (1050°C) az edzési hűtési sebesség növelésével, valamint 470°C-os megeresztési hőmérséklet esetén elérhető 184 kp/mm³ Vickers keménység! érték is 42-45 Siemens/m villamos vezetőképesség érték mellett. (Különböző túltelítettségi fokok hatása CuCr keverék kristályoknál, a megcresztéssel maximálisan elérhető keménységre és villamos vezetőképességre. Einfluss unterschiedlicher Uberstattigungsgrade von CuCr Mischkristallen auf die durch Aushartung erreíchbaren maximale Harte und Leitfahigkeitswerte. Neue Hütte 14. évf. 3. füzet. 1969. márc. 168-171. oldal)According to LB Sbnmen, a Vickers hardness of 184 kp / mm ^{3 can} be achieved by increasing the homogenization temperature (1050 ° C) by increasing the cooling rate of the hardener and by the annealing temperature of 470 ° C in the copper-chromium alloy! value is also 42-45 Siemens / m electrical conductivity value. (Effect of different degrees of supersaturation on CuCr blend crystals, on maximum hardness and electrical conductivity achievable by crushing. Page 171)

A megeresztő hőkezelést megelőzően alkalmazott hidegalakítással kapcsolatban kimutatták, hogy 1% Cr tartalmú ötvözet villamos vezetőképességére 1 óra időtartamú 1020°C-os homogenizálás és 600°Con történő megeresztés esetén nincs lényeges hatással az a tény, hogy történt-e hidegalakítás, a keménységét viszont a hidegalakítás mértéke lényegesen befolyásolja. Míg alakítás nélkül 120 kp/mm³ Vickers keménység, addig 90%-os alakítás után 160 kp/mm⁴ Vickers keménység érhető el. (J. Grewen és W. Leó: A megeresztés és rekiisztalllzáció hatása lapcentrált köbös kristályrácsú ötvözetek szövetszerkesztésére. Einfluss aus Aushartung und Rekristallisation auf die Textru kubish flöchzentrierten Legierungen. Zeitschrift für Metallkunde. 59. kötet, 1968. évf.In the case of cold forming prior to annealing heat treatment, it has been shown that the electrical conductivity of an alloy containing 1% Cr at 1020 ° C for one hour and at 600 ° C is not significantly affected by the cold forming, but by its hardness. is significantly influenced by the degree of cold forming. While Vickers hardness is 120 kp / mm ³ without shaping, after 90% forming, Vickers hardness is 160 kp / mm ⁴ . (J. Grewen and W. Leó: The Effect of Annealing and Recrystallization on the Fabric Design of Lap-Cubic Crystal Lattice Alloys.

10. füzet, október 770-776. oldal)Booklet 10, October 770-776. side)

A megeresztő hőkezelést megelőzően alkalmazott hidegalakítással kapcsolatban kimutatták, hogy 1% Cr tartalmú ötvözet villamos vezetőképességére 1 óra időtartamú 1020°C-os homogenizálás és 600°C-on történő megeresztés esetén nincs lényeges hatással az a tény, hogy történt-e hidegalakítás, a keménységet viszont a hidegalakítás mértéke lényegesen befolyásolja. Míg alakítás nélkül 120 kp/mm¹ Vickers keménység,' addig 90%-os alakítás után 160 kp/mm³ Vickers keménység érhető el. (J. Grewan és W. Leó: A megeresztés és rekrisztallizádó hatása lapcentrált köbös kristályrácsú ötvözetek szövelszerkezetére. Einfluss aus Aushartung and Rekristallisation auf die Textur kubisch flachzentrierten Legierungen. Zetischrift für Metallkunde.With regard to cold forming prior to annealing heat treatment, it has been shown that the conductivity of a 1% Cr alloy at 1020 ° C for one hour and at 600 ° C is not significantly affected by the presence of cold forming or hardness. however, the degree of cold forming significantly influences it. While Vickers hardness is 120 kp / mm ¹ without shaping, after 90% forming, Vickers hardness is 160 kp / mm ³ . (J. Grewan and W. Leó: The Effect of Annealing and Recrystallization on the Lattice Structure of Lap-Centered Cubic Crystalline Grid Alloys.

59. kötet, 1968. évf. 10. füzet, október, 770-776.Volume 59, 1968 Vol. Booklet 10, October, 770-776.

oldal).side).

Általános megállapítás, hogy a Cu-Cr-Zr ötvözetek szerencsés módon egyesítik a Cu-Zr ötvözetek magas villamos vezetőképességét és a Cu-Cr ötvözetek során a nagy stabilitású, a rézmátrixban igen csekély mértékben oldódó Cr₂Zr vegyületfázis válik ki.It is a general finding that Cu-Cr-Zr alloys successfully combine the high electrical conductivity of Cu-Zr alloys, and that Cu-Cr alloys produce a highly stable Cr ₂ Zr compound phase with very low solubility in the copper matrix.

A jelen találmánnyal olyan eljárás kidolgozása a célunk, amelynek segítségével a réz-króm-cirkon ötvözetek a hagyományosnál lényegesen egyszerűbben állíthatók elő, ugyanakkor minőségük megőrzi, vagy meghaladja a hagyományos technológiák által biztosított minőséget.The object of the present invention is to provide a process by which the copper-chromium-zirconium alloys can be manufactured much simpler than conventional ones, while maintaining or exceeding the quality provided by conventional technologies.

A kitűzött feladatot úgy oldottuk meg, hogy a réz-króm-cirkon ötvözetek gyártása során, amikoris tüsköt öntünk, majd ezeket melegen majd hidegen alakítjuk és az alakítás közben és/vagy után hőkezelést végzünk, a találmány szerint az öntött vagy szabályozottan kristályosított anyagot melegen alakítjuk, az ötvözet olvadáspontjánál legfeljebb 100°C-al kisebb hőmérsékleten és a melegen alakított anyagot közvetlenül hűtőközegbe vezetjük, majd legalább egyszer hidegalakítást és megeresztő hőkezelést végzünk.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention has been achieved by the production of copper chromium-zirconium alloys by casting a mandrel and then hot and cold forming and heat treating during and / or after forming the molded or controlled crystallized material according to the invention. at a temperature less than or equal to 100 ° C of the alloy melting point, the hot-formed material is introduced directly into the refrigerant and subjected to at least one cold forming and annealing heat treatment.

A melegalakítás előtt az anyagot általában legalább 1000°C hőmérsékleten előmelegítjük és az alakítást célszerűen ennél legfeljebb 50*C-ai alacsonyabb, Illetve 30°C-ai magasabb hőmérsékleten végezzük.Prior to heat forming, the material is generally preheated to at least 1000 ° C and is preferably carried out at a temperature up to 50 ° C lower or 30 ° C higher.

Az egymást követő hidegalakításokat és hőkezeléseket lehet azonos vagy különböző paraméterekkel végezni.Successive cold forming and heat treatment can be performed with the same or different parameters.

Adott esetben a végső hidegalakítás és megeresztő hőkezelés után újabb, legalább az elsővel azonos mértékű hidegalakítást és — ha szükséges — újabb megeresztő hőkezelést végzünk, az előzőnél legfeljebb 20°C-al magasabb hőmérsékleten. Bizonyos esetekben az utolsó megeresztő hőkezelés után újabb, legalább 20%-os hidegalakítást is lehet végezni.Optionally, after the final cold forming and annealing heat treatment, at least the same amount of the first cold annealing and, if necessary, additional annealing heat treatment is carried out at a temperature up to 20 ° C higher than the previous one. In some cases, a second cold forming of at least 20% may be carried out after the final annealing heat treatment.

Találmányunk alapja tehát az a felismerés, hogy a rézkróm-cirkon ötvözetek esetén a sajtolás, oldó hőkezelés és edzés folyamata egyetlen integrált termomechanikus kezelési fázisba vonható össze, A szokásos gyakorlatban ugyanis a melegalakítást alacsonyabb hőmérsékleten végzik, mint. az oldó hőkezelést, amelynek feladata az ötvöző elemek minél nagyobb mennyiségének szilárd oldatba vitele. Tekintve, hogy a feloldható mennyiség a hőmérséklet exponenciális függvénye, az oldó hőkezelés hőmérsékletét a lehetőségek szerint növelni kell. Felismertük, hogy a melegalakítást (adott esetben sajtolást) megelőző előmelegítés, majd a melegalakítás az oldó hőkezelés hőmérsékletén, illetőleg e hőmérséklet és az olvadáspont között bárhol - előnyösen az olvadásponthoz közel - elvégezhető. Ezt követően a melegalakítási terméket közvetlenül szobahőmérsékletű vízbe vagy bármilyen hűtőközegbe vezetjük, A találmány szerinti technológia számos előnnyel jár.Thus, the present invention is based on the discovery that, in the case of copper-zirconium alloys, the process of pressing, dissolving heat treatment and hardening can be combined into a single integrated thermomechanical treatment step. In practice, hot forming is performed at a lower temperature than. soluble heat treatment, the task of which is to transfer as much of the alloying elements as possible into a solid solution. Since the amount to be dissolved is an exponential function of temperature, the temperature of the solvent heat treatment should be increased as much as possible. It has been found that preheating prior to heat forming (optionally extrusion) and then heat forming at or near the melting point, preferably near the melting point, at the temperature of the solvent heat treatment. Thereafter, the hot forming product is introduced directly into water at room temperature or into any refrigerant. The technology of the present invention has several advantages.

Nem kíván külön oldó hőkezelést és edzést, hiszen az előmelegítés majd ezt követő sajtolása hőmérséklete megfelelő az ötvözök szilárd oldatba vitele céljára. A sajtolást követő edzés pedig az oldott r’.özőtartalmát szobahőmérsékleten rögzíti.It does not require separate solvent heat treatment and hardening as the pre-heating and subsequent extrusion temperatures are sufficient for solubilizing the alloys. The post-extrusion workout, in turn, records the dissolved content of the solution at room temperature.

Tekintve, hogy a melegalakított (sajtolt) tennék közvetlenül vízben edződik, felülete nem oxidáló-32Since the hot-molded product is hardened directly in water, its surface is non-oxidizing.

190 550 dik, belső oxidáció vagy szenicsehatánnenti oxigénpenetráció kizárt.190 550 d, no internal oxidation or antisense oxygen penetration is excluded.

Az oldó hőkezelési technológiai lépés elmaradása következtében elkerülhető a durvaszemcsés szerkezet kialakulása. A melegalakítás során ugyanis egyidejűleg jön létre az. alakított szerkezet és annak újrakristáTyosodása, de a kristályok növekedésének határt szab a inelegaiakítást követő gyors hűtés. így a termék az oldó hökezelttel szemben egy nagyságrenddel kisebb (néhány század mm méretű) szemcséjű lesz. Emiatt a termék alakíthatósága jobb, edzés és megeresztés kozott ennélfogva a végső tulajdonságok szempontjából kedvezően, nagyobb mértékű hidegalakítás végezhető el, azon veszély nélkül, hogy a rúd szeincsehatkinneuii repedést, törést, vagy túlhúzasból eredő károsodásokat szenvedne.The absence of a soluble heat treatment technological step avoids the formation of a coarse-grained structure. In fact, during the heat-shaping process, it is created simultaneously. formed structure and its recrystallization, but crystalline growth is limited by rapid cooling after inelegation. Thus, the product will have an order of magnitude smaller (a few hundred mm) than the solvent heat treated. As a result, the product has improved moldability, hardening and tempering, and is therefore advantageous in terms of final properties, greater cold forming without the risk of rod cracking, fracture, or overheating damage.

Az oldó hőkezelési technológiai képés elmaradása lehetővé teszi az 1,5-2 tn-nél lényegesen hosszabb, annak többszörösét is kitevő rudak gyártását, amely jelentősen csökkenti a munkaerő és fajlagos anyagfelhasználást.The absence of a solvent heat treatment technology capability allows the production of rods substantially longer than 1.5-2 tn, which can significantly reduce labor and material consumption.

A fenti módon egyesített oldó hőkezelés-melegalakítás-edzés folyamata révén biztosítható finomszemcsés szerkezet vezetett arra a felismerésre, hogy a jelentősen megnőtt alakíthatóság lehetővé teszi a termék megeresztő hőkezelés utáni hidegalakítást is, egy olyan állapotban tehát, ahol a már eleve nagy szilárdság és az ezzel párosuló nagyszemcsés állapot miatt a hagyományos technológia esetén erre gyakorlatilag nem volt lehetőség. Ezen utólagos hidegalakítás a 'villamos vezetőképesség csekély (1-2%) csökkenése mellett a keménységben jelentős (20—50%) növekedést eredményez.The fine particle structure provided by the soluble heat treatment-heat-forming-hardening process combined in the above manner has led to the realization that the significantly increased ductility also allows the product to be cold-formed after tempering heat, in a state of high strength and due to the large grain state, this was practically not possible with conventional technology. This subsequent cold forming, with a slight decrease (1-2%) in electrical conductivity, results in a significant increase in hardness (20-50%).

A fentiekből azt a következtetést vontuk le, hogy a villamos vezetőképességgel és a szilárdsággal szemben támasztott követelményektől függően az edzés utáni hidegalakítás és megeresztő hőkezelés azonos mértékű alakítással, hőmérséklettel, idővel vagy attól eltérő paraméterekkel) egyszer, vagy többször megismételhető.From the foregoing, it has been concluded that, depending on the requirements for electrical conductivity and strength, post-work cold forming and annealing heat treatment can be repeated one or more times with the same degree of shaping, temperature, time or other parameters.

A találmány további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük.Further details of the invention will be described by way of exemplary embodiments.

A példákban 0,75% krómot és 0,12% cirkont tartalmazó rézötvözetből készítettünk különböző technológiákkal elektródákat.In the examples, electrodes were prepared using various technologies using 0.75% chromium and 0.12% zirconium copper alloy.

1. példaExample 1

A rezet indukciós kemencében sótakaró alatt megolvasztottuk, majd dezoxidálást végeztünk foszforral. Ezután vittük be a króm és cirkon! ötvözőket.The copper was melted in an induction furnace under a salt cover and then deoxidized with phosphorus. Then we put in the chrome and zircon! alloying elements.

Az olvadékból tuskókat öntöttünk, a tuskókat a szokásos módon készítettünk, majd melegsajtoJást végeztünk 810°C hőmérsékleten.The molten stumps were cast, the stumps were prepared in the usual way and then hot-pressed at 810 ° C.

A melegen sajtolt félterméket kamrás kemencékben kezeltük oldó hőkezeléssel. A munkadarabokat 960°C-on tartottuk mintegy 10 percig, majd vízben edzettiik őket.The hot-pressed semi-product was treated in a chamber oven by dissolving heat treatment. The workpieces were kept at 960 ° C for about 10 minutes and then quenched in water.

Darabolás és hegyezés után hidegalakítást (húzás, hengerlés) végeztünk mintegy 30% redukcióval.After cutting and sharpening, cold forming (drawing, rolling) was performed with about 30% reduction.

A hidegen alakított anyagot 460°C-on 6 órán át hőkezeltük, végül elvégeztük a kikészítő műveleteket: vágást, felületkezelést, egyengetést, stb. Az így elkészült darabok minimális keménysége 130 HB, minimális vezetőképessége 46,5 SE volt.The cold formed material was heat treated at 460 ° C for 6 hours, and finally completed finishing operations such as cutting, surface treatment, leveling, etc. The finished parts had a minimum hardness of 130 HB and a minimum conductivity of 46.5 SE.

Látható, hogy a hagyományos technológia során a melegsajtolás, oldó hőkezelés és edzés külön lépésenként történik. A találmány szerint ezeket a lépéseket egyetlen művelettel lehet elvégezni, amint azt a további példák mutatják.It can be seen that in conventional technology hot stamping, dissolving heat treatment and hardening are done in separate steps. According to the invention, these steps can be carried out in a single operation, as shown in the following examples.

2. példaExample 2

Az alapanyagot indukciós kemencében sótakaró alatt olvasztottuk meg, majd elvégeztük a dezoxidálást és beötvözést. A tuskóöntés és kikészítés után a tuskókat 1020^eC-ra melegítettük izzító kemencében és a sajtolást 960°C-ra melegítettük Izzító kemencében és a sajtolást 960°C-ot meghaladó kilépési hőmérséklet mellett, erős vízpennet hűtéssel végeztük oly módon, hogy a sajtolt féltermék minimálisan 20 másodperc alatt 400^ÖC alatti hőmérsékletet érjen el.The raw material was melted in an induction oven under salt cover and then deoxidized and alloyed. The continuous casting and finishing after the ingots were 1,020 heated glow ^e C oven and the extrusion 960 ° C heated Annealing furnace stamping next to an exit temperature in excess of 960 ° C, strong vízpennet cooling was performed so that the extruded semi-product under a minimum of 20 seconds to reach a temperature below 400 ^Ö.

Előkészítés után 30%-os hidegalakítást végeztünk. A nemesítő hőkezelés 450°C-on 10 órán át történt.After preparation, 30% cold forming was performed. The breeder was heat treated at 450 ° C for 10 hours.

Felületkezelés után 25%-os összredukcióval újabb hidegalakítást, majd ismételt kikészítést végeztünk, Az így kapott termékek minimális keménysége 150 HB, minimális vezetőképessége 45 SE volt.After surface treatment with 25% total reduction, a further cold forming and then refinishing were performed. The resulting products had a minimum hardness of 150 HB and a minimum conductivity of 45 SE.

3. példaExample 3

Indukciós vákuum kemencében történő olvasztás, ötvözés és tuskóöntés után a kikészített tuskókat ismét izzító kemencében melegítettük 1020°Cra. A sajtolást úgy végeztük, hogy a kilépési hőfok minimálisan 960°C legyen és a kilépő anyag vizes-sós hűtőkeverékbe vezettük. Ezzel biztosítható volt 400°C alatti hőmérséklet elérése minimálisan 20 másodperc alatt.After melting, alloying and casting in an induction vacuum furnace, the finished ingots were reheated in an annealing furnace to 1020 ° C. The extrusion was performed with a minimum outlet temperature of 960 ° C and the outlet material was introduced into an aqueous-salt-cooling mixture. This ensured that temperatures below 400 ° C were achieved in a minimum of 20 seconds.

Az ezt követő technológiai lépések azonosak voltak a 2. példában bemutatottakkal. A tennék tu lajdonságai is megegyeztek a 2. példa szerintiekkel.The subsequent technological steps were identical to those described in Example 2. The product properties were also the same as in Example 2.

4. példaExample 4

Olvasztás, ötvözés és tuskóöntés után ismét 1020°C-ra melegítettük a kikészített tuskókat. A sajtolást 980°C-os kilépési hőfok mellett végeztük oly módon, hogy a kilépő munkadarabokat vizes hűtőközegbe vezettük. Ezzel biztosítottuk a 2. és 3. példában említett hűtési sebességet.After melting, alloying and ingot casting, the finished ingots were again heated to 1020 ° C. The extrusion was performed at an outlet temperature of 980 ° C by passing the workpieces into an aqueous refrigerant. This provided the cooling rate mentioned in Examples 2 and 3.

Előkészítés és 30%-os redukcióval végzett hidegalakítás után ezúttal is 450°C-on 10 órán át végeztünk nemesítő hőkezelést. Felületkezelés után újabb 70%-os hidegalakítást végeztünk és csak ezután következtek a végső kikészítő műveletek. A termék minimális keménysége 160 HB, vezetőképessége 45 SE volt.After preparation and cold forming with 30% reduction, refinement heat treatment was continued at 450 ° C for 10 hours. After the surface treatment, a further 70% cold-forming was carried out, and only then did the final finishing operations. The product had a minimum hardness of 160 HB and a conductivity of 45 SE.

5. példaExample 5

Indukciós vákuum kemencében rezet olvasztottunk, majd a króm és cirkon beötvözése után tuskókat öntöttünk. A kikészített tuskókat 1020^sCon előmelegítettük és a sajtolást legalább 980°C-os kilépési hőfok mellett végeztük oly módon, hogy a kilépő anyagot vizes hűtőközegbe vezettük.In an induction vacuum furnace, copper was melted and then ingots of chromium and zircon were cast. The prepared stumps were preheated to 1020 ^sec Con and extruded at an exit temperature of at least 980 ° C by passing the outlet material into an aqueous refrigerant.

Előkészítés után 30%-os redukcióval hidegalakítást végeztünk és ezután következett a 450°C hőmérsékleten 10 órán át végzett nemesítő hőkezelés. Az ezt követő felületkezelés után 25%-os redukcióval végeztünk hidegalakítást, majd ismét nemesitő hőkezelés következett 450°C-on 6 órán át. A felületkezelést ismét hidegalakítás követte 25%-ot meghaladó redukcióval. A kikészítés után nyert munkadarabok minimális keménysége 175 HB, vezetőképessége 40 SE volt.After preparation, cold forming with 30% reduction followed by refinement heat treatment at 450 ° C for 10 hours. Subsequent surface treatment was followed by cold forming at 25% reduction followed by refinement at 450 ° C for 6 hours. The surface treatment was again followed by cold forming with a reduction of more than 25%. The workpieces obtained after finishing had a minimum hardness of 175 HB and a conductivity of 40 SE.

190 550190 550

A bemutatott példákból látható, hogy a találmány szerinti technológia a hagyományos eljárással gyárt ható termékeknél nagyobb keménységű termékek előállítását teszi lehetővé, anélkül, hogy a vezetőképesség számottevően csökkenne. Az így nyert termékek felületi minősége a hagyományosnál lényegesen jobb és kedvezőbb a szövetszerkezete is. A technológia alkalmazása során csökken a fajlagos anyagfelhasználás és kisebb a munkaerőigény is.From the examples shown, the technology of the present invention enables the production of products with higher hardness than conventionally manufactured products without significantly reducing conductivity. The surface quality of the products thus obtained is also significantly better than conventional and the fabric structure is also favorable. With the use of technology, specific material consumption and labor requirements are reduced.

A sajtolás, oldó hőkezelés és edzés folyamatainak felismerésünk szerinti egyesítését alkalmazhatjuk hagyományos CuCrZr ötvözetek előállításánál, illetve bármely módon (vákuumban, félfolyamatosan vagy folyamatosan) öntött tuskókra, termékekre Is, hagyományos és új összetételek esetén is.The inventive combination of extrusion, soluble heat treatment and hardening processes can be applied to conventional CuCrZr alloys, or to cast ingots (products, vacuum, semi-continuous or continuous) by any means, including conventional and novel formulations.

Claims (7)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Eljárás réz-króm-clrkon ötvözetek gyártására, amelynek során legfeljebb 1,2%, előnyösen 0,7% krómot és legfeljebb 0,25%, előnyösen 0,2 cirkont tartalmazó rézolvadékból tuskókat öntünk, ezeket előkészítjük, először melegen, azután hidegen alakítjuk, ahol az alakítás közben és/vagy után hőkezelést végzünk, azzal jellemezve, hogy az öntött vagy szabályozottan kristályosított anyagot melegen alakítjuk az ötvözet olvadáspontjánál legfeljebb 100°C-al kisebb hőmérsékleten és a melegen alakított anyagot közvetlenül hűtőközegben vezetjük, majd legalább egyszer hidegalakítást és megeresztő hőkezelést végzünk.CLAIMS 1. A process for the production of copper-chromium-clro-alloys by casting ingots of up to 1.2%, preferably 0.7% of chromium and up to 0.25%, preferably 0.2 of zircon, which are prepared first by hot and then cold. forming, where during and / or after forming, a heat treatment, characterized in that the molten or controlled crystallized material is hot-formed at temperatures up to 100 ° C below the alloy melting point and the hot-formed material is directly cooled and then cooled at least once performing annealing heat treatment. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal j e 1 g lemezve, hogy a melegalakítás előtt az anyagot legalább 1000’C-on előmelegítjük, majd az alakítást ennél legfeljebb 50°C-nál alacsonyabb, illetve 30°C-al magasabb hőmérsékleten végezzük.2. A process according to claim 1, wherein the plate is pre-heated at a temperature of at least 1000'C before heating to a temperature of at least 50 ° C or at a temperature higher than 30 ° C. . 3. Az 1. vagy 2. Igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az egymást követő hideg10 alakításokat és hőkezeléseket azonos paraméterekkel végezzük.The process according to claim 1 or 2, characterized in that the subsequent cold forming and heat treatment are carried out with the same parameters. 4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az egymást követő hidegalakításokat és hőkezeléseket különböző paraméterekkel végezzük.Process according to claim 1 or 2, characterized in that the successive cold forming and heat treatment are carried out with different parameters. 1515 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás azzal j ellemezve, hogy a végső hidegalakítás és megeresztő hőkezelés után újabb, legalább az elsővel azonos mértékű hidegalakítást végzünk.5. A process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that after the final cold forming and the annealing heat treatment, a further cold forming at least equal to the first one is carried out. 2020 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második hidegalakítás után újabb megeresztő hőkezelést végzünk, az előzőnél legfeljebb 20°C-al magasabb hőmérsékleten.6. A process according to claim 5, characterized in that after the second cold forming, a further annealing heat treatment is carried out at a temperature up to 20 ° C higher than the previous one. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az utolsó megeresztő hőkezelés7. The method of claim 6, wherein the last annealing heat treatment 25 után újabb, legalább 20%-os hidegalakítást végzünk.After 25, another cold forming of at least 20% is performed.