201358. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kiválásosan keményíthető, jó elektromos vezetőképességű, szilárdságú és hőállóságú rézötvözetek előállítására
1 HU 201358 B 2 A találmány tárgya eljárás kiválásosan keményíthető, jó elektromos vezetőképességű, szilárdságú és hőállóságú rézötvőzetek előállítására. Ismeretes, hogy a réz kedvezőtlen szilárdsági tulajdonságait ötvözéssel javítják. A rézötvözetek igen fontos csoportját képezik a kiválásosan keményíthető ötvözetek. Kitűnő felhasználhatóságukat az teszi lehetővé, hogy viszonylag alacsony - legfeljebb néhány százalék - ötvözótartalmuk révén a tiszta réz kedvező tulajdonságait, elsősorban a kitűnő villamos- és hővezető képességet csak mérsékelten csökkentik, ugyanakkor kiválásos keményedés útján egyéb tulajdonságait, mint a mechanikai sajátságokat, újrakristályosodási hőmérsékletet jelentősen javítják. Ezen ötvözetek egyre szélesedő alkalmazási teret nyernek elsősorban az elektrotechnikai, elektronikai, műszer-, járműiparban és a gépgyártásban, főként pont- és vonalhegesztő elektródák formájában. A kiválásosan keményíthető rézötvözetek közös jellemzője az, hogy az ötvözök rézben való oldékonysága a hőmérséklet csökkenésével csökken. Azt a hőmérsékletet, ahol a teljes ötvözőtartalom Bzilárd oldat állapotában van, oldódási hőmérsékletnek, a technológiai folyamatot itt oldó hőkezelésnek nevezzük. Az oldó hőkezelés jellemző hőmérséklet-tartománya 900-1020 °C. Ezt az állapotot gyorshűtéssel-edzéssel rögzíteni, befagyasztani lehet szobahőmérsékleten. Ezt követően egy közbülső hőmérsékleten (300-600 °C) történő hőkezeléssel (megeresztés, nemesítés, öregités) a túltelített, szilárd oldatkiválás (precipitáció) útján elbomlik és diszperz eloszlású új fázis vagy fázisok keletkeznek. Az ötvöző elemek kiválása addig tart, ameddig a szilárd oldat ötvözőtartalma a termikus egyensúlynak megfelelő értéket el nem éri. Az edzés és megeresztés között gyakran kerül sor hidegalakításra, tekintettel arra, hogy a diszlokációk nemcsak a szilárdságot növelik, hanem deformációs terük kedvezően hat az új fázis nukleációjára. Egyike a legelterjedtebbeknek a nagy szilárdságú és közepes vezetőképességű réz-kobalt-berillium ötvözet, ahol a kedvező tulajdonságok hordozója a CoBe vegyületfázis (J.J. Novikov, M.B. Zaharov: Termicseszkaja obrabotka metallov i splavov M. Metallurgizdat, 1962, 429. c.c.il.). A drága berillium helyettesítésével többen próbálkoztak. Egyik ígéretes megoldás a réz-kobalt-szilícium ötvözetrendszer, ahol a megeresztő hőkezelés során a nagy hűtési energiájú - ezáltal az ötvözeteket höállóvá tevő C02SÍ vegyületfázis alakul ki. Ennek a vegyületfázisnak a rézmátrixban való oldhatóságára vonatkozóan több, egymásnak ellentmondó adat ismeretes, igy 1000 °C-on 1,2 tömegX (Diagramma szosztojanija CU-C02SÍ szosztoronü medi i diszperszionnoe tverdenie szplavov Cu-CozSi. Nihon knidzoku gakkaj-szi, 1962, 26, No 9., 570.}, 900 °C-on nagyobb, mint 4 tömegX (Gronastajski: Czerciowykres równowagi ukladu Cu-Si-Co. Rudy i metale niezelazne, 1968, 13. No. 4., 164.), 1000 °C-on 4 tömegX (T. Toda: Trans. J.J.M. 1970, Vol. 11.), 1050 °C-on 2,3 tömegX (Albert B.: Doktori értekezés, 1969) adnak meg. Legújabban N.J. Revina, A.K. Nyikolajev és V.M. Rozenberg vizsgálták meg a kérdést éB a C02SÍ oldékonyságára vonatkozóan az alábbi adatokat nyerték: 1050 °C-on 2,35 tömegX, 1000 °C-on 1,9 tömegX, 900 °C-on 1,1 tömegX, 800 °C-on 0,55 tömegX és 700 °C-on 0,3 tömegX. (Metallü, No. 1. 1975). E szerzők határozták meg a háromalkotós állapotábra réz sarkát is 700, 900 és 1000 °C-on. A kiválási folyamatok vizsgálatánál több szerző a Cu-CozSi kvázibinér összetételű ötvözetekkel foglalkozott, mert megállapították, hogy ezek rendelkeznek a legjobb mechanikai és villamos tulajdonságokkal. Gallo 1-2 tömegX CozSi tartalmú ötvözeteknél 950 °C-on történő homogenizálást, 50X mértékű hidegalakítást és ezt követő nemesítést javasol, (La metallurgia italiana, 1958, I.sz.) Malevszkij, Grabin Vasziljev és Jakovszkij különböző Co (0,64-2,47 tömegX) és Si (0,12-1,25 tömegX) tartalmú, binér rendszereken, illetve különböző ötvózőtartalmú, elsősorban állandó (átlagosan 0,4-0,5 tömegX) Si tartalom mellett különböző Co koncentrációjú (0,97-3,16 tömegX), valamint azonos Co mennyiség mellett (átlagosan 0,16-0,19 tömegX) 0,10-1,31 tömegX között változó Si koncentrációjú ötvözeteken végezték vizsgálataikat fajlagos elektromos vezetőképesség, keménység és ponthegesztési kísérletek alapján. Megállapítják, hogy növekvő Si tartalom csökkenti a vezetőképességet, mig ezt a hatást a növekvő Co tartalom megszünteti, sót meg is fordítja. Ideálisnak találták az 1,8 tömegX Co és 0,4 tömegX Si összetételű ötvözeteket, amelynek előállítási technológiájára 980 °C-ról történő edzést, 50X mértékű hidegalakítást és 450 °C-on 8-10 óra időtartamú hőkezelést írtak elő. Megállapították azt is, hogy a Si tartalomnak az ideális aránytól való eltérése jobban csökkenti az elektromos vezetőképességet, mint a Co (Art. Svarka, 1963, No. 8. p.p. 47-57). Tadatoshi Toda 4 tömegX CozSi tartalmú ötvözet oldó hőkezelését követő edzés során alkalmazandó kritikus hűtési sebességet vizsgálja Jominy módszerrel. Megállapítja, hogy a homogén szilárd oldat .befagyasztásához* 1000 és 900 °C között legkevesebb 20 °C/sec hűtési sebeséget kell biztosítani. A szerző meglepő tapasztalata az volt, hogy a Jominy próba edzett végének (tehát a legnagyobb hűtési sebességű részének) keménysége - ellentétben egyéb kiváláBos rézötvözetek viselkedésével - a legnagyobb volt (Trans. J.J.M., 1970, Vol. 11.). 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
