172746. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium-ötvözetből álló lemezek előállítására
3 172746 4 alakjában jelenik meg és az ilyen ötvözetből készült öntecsek hengerlésével kapott ötvözet-lemezek hőkezelt állapotban nem rendelkeznek magas folyási határral és nagy megnyúlással. Azt találtuk, hogy valamely közel eutektikus összetételű alumínium-vas ötvözetből javított tulajdonságú alumínium-vas ötvözet lemez állítható elő, ha olyan speciális öntő eljárást alkalmazunk, amely alkalmas arra, hogy a fémvegyület fázist finom, elágazó rudacskák alakjában szilárdítsa meg, azaz körülbelül 0,05—0,5 mikron átmérőjű rudacskák alakjában. Bár a fémközti fázisok kevesebb, mint 5 térfogat %-ot tesznek ki, azt találtuk, hogy megfelelő szilárdságot érünk el, ha meghatározott méretű rudacskaszerű fázisokat tartalmazó alumínium-vas ötvözetet vetünk alá megmunkálásnak, hogy összetördeljük a fémvegyület rudacskákat és megfelelő méretű finom részecske-diszperziót alakítsunk ki. Az 1 286 720 számú brit szabadalmi leírásban eljárást ismertetnek alumíniumötvözetből készült elektromos vezetőanyag előállítására, amikor is úgy járnak el, hogy nagy tisztaságú, például 99,95% tisztaságú, 0,7-3,0% vassal ötvözött alumíniumot olyan gyors lehűtéssel öntenek, hogy a vas-alumínium fémvegyület fázisok 5 mikronnál kisebb méretű részecskékként elkülönülnek és a dendrites szerkezetű zárványok 9 mikronnál kisebb méretre korlátozódnak. Az öntött alumínium-vas ötvözetet ezután hőkezelésnek vetik alá, hogy a szilárd oldatból leválasszák a maradék vasat, mielőtt az ötvözetet a szokásos huzalkészítő technikával villamos huzzallá dolgoznák fel. Bár a huzal alapanyagot a hasonló célra alkalmazott öntő technikához képest gyorsan hűtötték le, úgy tűnik, hogy nem olyan körülmények között öntötték, amely a vas-alumínium fázis rudacskák alakjában történő leválásához vezet a találmány szerinti eljárásban alkalmazott nagyon nagy növekedési sebesség esetén, minthogy azt közölték, hogy a kívánt dendrites méret és vas részecskeméret maximálisan 152 mm x 152 mm méretű öntött ötvözettel érhető el. A találmány tárgya eljárás jó szilárdságú (magas folyási határ) és jól formálható (amint azt a nagy nyúlási alakváltozás jelzi) alumíniumötvözet előállítására. Ez elsősorban a finom szemcse szerkezet finom részecske-diszperzióval történő stabilizálásától függ. Ha a fémközti részecskék túl durvák és egyenlőtlenül oszlanak el az alacsony fémközti fázis tartalmú ötvözetben, az alumínium szemcsemérete a végső izzítás után túl durva. A jelen célra a szemcseméretnek körülbelül 3 mikron alattinak kell lennie. Másrészt, ha a fémvegyület részecskék mérete túl kicsi, a szemcsehatárok elkerülik a részecskéket, a szemcseméret 3 mikronnál sokkal nagyobb lesz, és bár az anyag jól formálható, folyási határa alacsony. Az öntött alumínium-vas ötvözetben a kívánt szerkezet kialakítását a találmány értelmében oly módon éljük el, hogy az ötvözetet folyamatosan öntjük olyan körülmények között, amelyek nagyon gyors, legalább 25 cm/perc növekedési sebességhez (a szilárd fém kiválási sebessége a megszilárdulási frontra merőleges irányban), előnyösen 40—100 cm/perc nagyságrendű növekedési sebességhez vezetnek. A növekedési sebesség előnyösen nem haladja meg a 250 cm/perc értéket. A 25 cm/perc növekedési sebesség csak legfeljebb körülbelül 25 mm vastagságú anyaggal érhető el és a nagyobb növekedési sebesség követelménye korlátozza az öntő anyag vastagságát. Optimális tulajdonságok elérése céljából a folyamatos öntésnek nagy növekedési sebességet kell eredményeznie az öntő anyag egész vastagságán át, hogy amennyire lehet, elkerüljük a nemkívánt durva fémvegyület részecskék növekedését. Hangsúlyoznunk kell, hogy nagy növekedési sebesség folyamatos öntés esetén nem érhető el nagy öntési sebesség nélkül, de a nagy öntési sebesség nem eredményez szükségszerűen nagy növekedési sebességet. A gyakorlatban használt nagy térfogatú öntő berendezés esetén a nagy növekedési sebesség követelményét a legkönnyebben ikerhengeres öntőberendezés alkalmazásával érik el, amelyben a megolvadt fém az erősen lehűtött hengerpár közötti résben szilárdul meg, a hengerek a közvetlen közelükben elhelyezett szigetelt fúvókarésből húzzák ki felfelé a megolvadt fémet. Az ilyen típusú öntőberendezést a Hunter Engineering Company (Riverside, California) cég készíti. Az ilyen típusú öntő berendezésben az öntött anyag körülbelül 5-7,5 mm vastag szalag alakjában van és körülbelül 625-1000 mm/perc az öntési sebesség. A fém lényegében teljesen megszilárdul, amikor áthalad az öntőhengerek középvonalán, és amikor a hengerek közötti résen áthalad, erős kompressziónak van alávetve, így felületei kitűnő hőcserélő kontaktusban vannak az öntőhengerekkel. Azt találtuk, hogy ennek a berendezésnek a használatával olyan közel eutektikus alumínium-vas ötvözetek önthetők vékony tábla formájában, amelyeknek vastartalma 1,1—2,5% és a fémvegyület fázis finom rudacskák alakjában van megszilárdulva. Ezt a vékony öntött táblát ezután megmunkáljuk, hogy legalább 60%-os, előnyösen még nagyobb méretcsökkenést szenvedjen, ez a fémvegyület rudacskák össztördelődéséhez vezet, így finom részecskék képződnek, amelyek diszpergálódnak az anyagban, és így, amint a fentiekben már említettük, stabilizálják a finom szemcse szerkezetet. Legalább a végső 10% méretcsökkentést hideg hengerléssel végezzük, előnyösen azonban úgy járunk el, hogy a méretcsökkentést egyedül hideg hengereléssel végezzük. A hidegen hengerelt ötvözetet végül 250—400 C°-on hőkezeljük. Az is előnyös, ha a táblát hideg hengerelés előtt 350-500 C°-on hőkezeljük. A találmány szerinti eljárást előnyösen legfeljebb 2,0% vasat tartalmazó ötvözetekkel, különösen 1,3-2,0% vasat tartalmazó ötvözetekkel valósítjuk meg. A találmány 5,0 térfogat %-nál kevesebb fémvegyület fázist tartalmazó ötvözetekre vonatkozik. A legtöbb esetben előnyös, ha a fémvegyület közti részecskék térfogata meghaladja a 2,5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
