171708. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium-szilícium ötvözetből készült lemez előállítására

5 171708 6 öntvény vastagságában jelentkező meghatározott nagy növekedési sebességben mutatkozik meg. Vékony alumíniumlemez öntésére használt közvetlen vízhűtéses vagy megeresztéses fémhűtéses módszereknél a szilárd—folyadék határfelület haladási sebessége (no- 5 vekedési sebesség) az öntési sebességgel áll szoros kapcsolatban. Egy vastag öntecsnél vagy egy rossz hőátadású formánál, így valamely szalagöntőgépnél, a növekedési sebesség sokkal kisebb, mint az öntési sebesség. A növekedési sebesség fontos paraméter, mivel a nőve- 10 kedési sebesség emelkedésével növekszik az Si-pálcikák száma (megfelelően csökkent átmérővel). A gyakorlatban használt nagy térfogatú öntőkészülékben e nagy növekedési sebesség iránti követelményt 15 sokkal könnyebben érjük el ikerhengeres típusú öntőgépekkel, igy folyamatos szalagöntőgépekkel, amilyeneket a Hunter Engineering Company, Kalifornia, USA-beli cég készít, és amelyekben az olvadt fém a nagymértékben hűtött hengerek érintkezési vonalában megszi- 20 lárdul, ezek a hengerek az olvadt fémet a hengerek közvetlen közelében levő elkülönített injektor fúvószájából felfelé szállítják. Ilyen típusú öntőkészülékben az öntőmassza 5—8 mm vastag lemez alakjában van jelen és az öntés 60—100 cm/perc sebességgel történik (a meg- 25 felelő növekedési sebesség 50—85 cm/perc). A fém lényegében teljesen megszilárdul akkor, amikor átmegy az öntőhengerek középponti vonalán és nagy nyomást gyakorolunk rá, amint átmegy a hengerek közötti résen. Ennek az lesz a következménye, hogy hőcsere szempont- 30 jából nagyon kedvezően érintkezik az öntőhengerekkel. Azt találtuk, hogy ezzel a készülékkel 5—12% szilíciumot tartalmazó Al—Si ötvözeteket olyan vékony lemez alakjában tudunk önteni, amelyben az összes szilícium finom pálcikák alakjában van jelen. 12—15% 35 Si-tartalom esetén primer szilícium részecskéket is tartalmazhat az ötvözet. Ezt a vékony öntött lemezt ezután hidegen hengereljük legalább 60% vastagságcsökkenés elérése céljából, előnyösen azonban nagyobb vastagságcsökkentésre törekszünk. Ez a művelet a szilícium pál- 40 cikák felaprózását eredményezi, a keletkező finom szilícium részecskék nagyon egyenletesen oszlanak el az egész anyagban. Összehasonlítva ugyanolyan Al-Si összetételű, de hagyományos méretű öntecsek meleghengerlésével készített ötvözet-lemezt, például hagyományos közvetlen hűtéses folyamatos öntéssel 15 cm/perc öntési sebességgel (és ennek megfelelően 6—8 cm/perc növekedési sebességgel) készített lemezt és a találmány szerinti eljárással előállított Al-Si összetételű lemezt, azt találtuk, hogy a találmány szerinti ötvözet-lemez mechanikai tulajdonságai jelentősen megjavulnak. A folyási határ és a formáihatóság kedvező alakulását kapjuk, ha a hidegen hengerelt lemezt részlegesen megeresztjük oly módon, hogy 2 óra hosszat 300 C°-on tartjuk. Úgy véljük, hogy a szilícium pálcikák felaprózódásakor kapott részecsketartományban levő szilícium részecskék javító hatása abban nyilvánul meg, hogy ezek bizonyos egységes szemcséket vagy e méret alatti szemcséket visszatartanak vagy stabilizálnak. A találmány szerinti eljárás kivitelezésénél előnyös, ha az ötvözet szilícium-tartalmát valamennyivel az eutektikus kompozíció alatt tartjuk a dermedési tartomány kiterjesztése érdekében. így például 7—-10% szilícium-tartalom előnyös a találmány szempontjából. A termék mechanikai tulajdonságai javíthatók fémek, például Cu és/vagy Mg, kis mennyiségben, például 2%ban (összesen 3% alatti mennyiségben) való hozzáadása útján. Általában előnyös 0,2—1% Cu vagy Mg hozzáadása. Ezenkívül az ötvözet-lemez mechanikai tulajdonságainak a javítása mellett az adalék csökkenti a keresztirányú és hosszirányú tulajdonságok közötti anizotrópiát. Ahogy említettük, kis mennyiségű Fe és/vagy Mn elemeknek a bevitele semmiképpen sem csökkenti a találmány szerinti eljárás előnyeit. Ezek terner intermetallikus fázisként megszilárdulnak az Al és a Si elemekkel együtt. Mindenesetre ilyen további ötvözőelemek mennyisége nem lehet annyi, hogy a kicsapott Si és terner intermetallikus fázisok térfogata 20% fölé növekedjék, mivel ez a képlékenység és a szívósság csökkenéséhez vezet. A következő példa Al—9,5% Si öntvény-szerkezetet hasonlít össze egyrészt hagyományos közvetlen hűtéses (D. C. = Direct Chill) eljárással készült öntecs, másrészt 40 cm/perc feletti nagy növekedési sebesség mellett készült vékony lemez esetében. 1. példa Al—9,5% Si öntött szerkezetek összehasonlítása Öntecs Hagyományos közvetlen hűtéses (D. C.) módszer Közvetlen hűtéses vékony lemez Ikerhengerekkel öntött lemez Keresztmetszet Öntési sebesség Növekedési (szilárdulási) sebesség Mikrostruktúra Szilíciumfázis keresztmetszete 10 X 23 cm 7,5—10 cm/perc 6—6 cm/perc Lamellához hasonló Si szalag 2—5 mikron 0,6 X 30 cm 75—120 cm/perc 40—60 cm/perc Finoman elágazó Si pálcikák 1/2 mikronnál kisebb 0,7X83 cm 60—80 cm/perc 50—75 cm/perc Finoman elágazott Si pálcikák 1/2 mikronnál kisebb 3