170948. lajstromszámú szabadalom • Eljárás intenzív hidegalakításnak alávethető, izotrop mechanikai tulajdonságú szalagok vagy lemezek előállítására rézből vagy rézötvözetből
3 170948 4 Oxigénmentes nagy vezetőképességű rezet gyakran vákuumban vagy szénmonoxid-tartalmú védőgázban végzett olvasztással állítanak elő, de az így olvasztott rézből való vízszintes folyamatos szalagöntés ma még nem megoldott. Régi törekvés a műszaki gyakorlatban, különösen a mélyhúzási célokra használt szalagok gyártásánál, hogy csökkentsék a mélyhúzhatóságot vagy a továbbalakítást károsan befolyásoló úgynevezett textúraképződést, mely 70%-nál nagyobb mértékű hideghengerlés és 400 C° feletti hőmérsékleten végzett lágyító hőkezelés esetén jelentkezik a rézben és a rézötvözetekben. Megalapították, hogy a káros anizotrópia, illetve textúra 0,1% Cd-ot és Be-ot cs 0,01%-nál kevesebb P-t tartalmazó rézben keletkezik, 1,5% Cd 0,5% Be és 0,05% P tartalomnál pedig már nem (VerőJ.: Általános Metallográfia, II. kötet: Fémek és ötvözetek tulajdonságai. Akadémiai Kiadó, Budapest, 1956, 360. oldal). Dyen mennyiségű ötvöző viszont elektromos vezető célokra már alkalmatlanná teszi a rezet. Izotróp tulajdonság biztosítható kisebb (50-60%) redukcióval végzett hideghengerléssel és gyakoribb lágyítással is. Ez viszont igen nagy mértékben rontja a hengermű kihasználását, és jelentősen növeli a költségeket. A szakirodalomból és az általános ipari gyakorlatból ismeretes egyes szennyező elemek így a Bi, Pb, S, O, Fe + P, As és Sb káros hatása a tiszta réz és az a-szövetszerkezetű rézötvözetek, mint például a réz-nikkel, alpakka, sárgaréz, ón és alumíniumbronzok melegképlékenységére. Legjobban ismert a leggyakrabban előforduló Pb-szennyezés káros hatása. A megengedett legnagyobb Pb-tartalom 3-sárgarézben 0,02%, alpakkában 0,015%, ónbronzban 0,004% lehet. Ennél nagyobb Pb-tartalom melegalakításkor és vízszintes folyamatos szalagöntéskor törést és repedéseket, hideghengerlésnél pedig nagymértékű szélrepedezést idéz elő, és továbbfeldolgozásra teljesen alkalmatlanná teszi az anyagokat, vagy azok csak jelentős anyagveszteseggel és minőségromlás árán dolgozhatók fel. A réz és rézötvözetek melegképlékenységére káros Pb és Bi hatásának kiküszöbölése végett az ólommal és a bizmuttal magas olvadáspontú fémvegyületeket képező elemeket ötvöznek az alapfémhez. Szennyezett réz melegalakíthatóságának javítására Ca-ot, Ce-ot vagy Zr-ot, sárgarezekhez Ce-ot, Zr-ot, Li-ot vagy U-t, alpakkához Ce-ot adagolnak (Malcev et al. Metallografija cvetnüh metallov i szplavov. Metallurgizdat, Moszkva, 1960, 19. oldal). Mindezek a melegképlékenységet javító módszerek azonban nem alkalmasak a kristályszemcse finomítására vagy a kedvezőtlen oszlopos kristályszerkezet kiküszöbölésére [Jackson et al., Journal of Inst, of Metals 98, 198 (1970), Gooszens és Nosch Zeitschrift für Metallkunde, 64, 82 (1973)]. A kénszennyezés melegalakíthatóságot rontó hatását az ipari gyakorlatban réz-nikkel ötvözetek esetében Mn és Mg, alpakkánál Mn adagolásával küszöbölik ki. Mindezideig a gyakorlatban nem volt ismert tiszta réz és rézötvözetek esetén egyaránt alkalmazható olyan egységes módszer, amely a kedvezőtlen kristályszerkezet és a szennyezők káros hatását 5 megszünteti és így előnyös kristályszerkezetet eredményez, aminek révén a hideg képlékenység jelentős mértékben növekszik és ezáltal az intenzív (70—99%-os) hidegalakítás is lehetővé váik. A találmány célja az eddigi eljárások hátrányai-10 nak kiküszöbölésével olyan egységes eljárás biztosítása, amelynek segítségével a réz és rézötvözetek olvasztására és vízszintes folyamatos öntésére alkalmazott berendezésekkel mind tiszta rézből, mind a gyártóműre káros szennyezőtartalommal olvasztásra 15 visszakerülő réztartalmú anyagokból megnövelt képlékenységű, intenzív (70 99%>-os) hidegalakításra alkalmas, szabályozott kristályszerkezetű és javított minőségű szalagot és lemezt lehet előállítani. 20 A találmány alapja az a felismerés, hogy a fenti cél maradéktalanul elérhető, ha a megolvasztott rézhez vagy rézötvözetekhez cirkónium-boridot (ZrB2 ) adagolunk. A találmány további alapja az a felismerés, hogy 25 a ZrB 2 -ban a cirkóniumnak legfeljebb a fele Ti, Nb, V, Ca, Mg és Co fémek közül eggyel vagy többel helyettesíthető, a kedvező hatások megtartása mellett. Végül a találmány alapja az a felismerés, hogy a 30 rézben vagy rézötvözetekben jelenlevő ólomszennyezés káros hatása cirkónium adagolásával kiküszöbölhető. ZrB2 adagolása a vízszintes folyamatos szalagöntéssel gyártott termékek hidegképlékenységének 35 megnövekedését eredményezi, mégpedig mind fémréz, mind rézötvözetek esetén, vagyis nincs szükség többféle adalékanyag alkalmazására. A cirkóniumborid többszöri újraolvasztás esetén is megtartja kedvező hatását, ha az ilyen adalékanyaggal előállí-40 tott réz vagy rézötvözet szalagtekercset intenzív hideghengerlés után lágyító hőkezelésnek vetjük alá, nem mutatható ki a mechanikai tulajdonságok anizotrópiáját okozó hátrányos textúra képződése. Ez a felismerés azért meglepő, mert az irányított 45 kristályosítás és ilyen nagymértékű hidegalakítás és hőkezelés hatására kedvezőtlen textúra-képződés volt várható. Fentiek alapján a találmány eljárás intenzív (70-99%-os) hidegalakításnak alávethető, izotróp 50 mechanikai tulajdonságú szalagok vagy lemezek elő állítására rézből vagy rézötvözetekből. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a megolvasztott fém, illetve fémötvözet ZrB2 -tartalmát 0,01 s% és 0,075 s% közötti értékre állítjuk be, adott esetben 55 az adagolt ZrB 2 Zr-tartalmának legfeljebb 50 s%-át Ti, V, Nb, Ca, Mg és Co fémek közül eggyel vagy többel helyettesítjük, adott esetben az ötvözetben levő Pb-tartalom 0,015 s% feletti mennyiségre számítva a sztöchiometrikustól ± 10%-kal eltérő arány-60 ban cirkóniumot adagolunk a fémfürdőhöz, majd az adalékolt fémfürdőt szalag formájában megszilárdítjuk, és adott esetben az öntőberendezés hőntartó kemencéjében inert gázatmoszférát tartunk fenn és/vagy a fémfürdő megszilárdításakor inert 65 gáz zsilipet és szekunder hűtést alkalmazunk. 2
