一个用于快速凝固熔融合金以形成具有微晶或非晶态组织的合金条的淬火表面，上述淬火表面由具有良好的导热性能的合金构成，该合金的微观组织由细致的、等轴的、重结晶晶粒构成，上述晶粒的平均晶尺寸小于２００μｍ，并且没有大于５００μｍ的晶粒，上述晶粒具有紧凑的高斯晶粒尺寸分布。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本专利技术涉及通过快速冷却熔融金属来生产金属带或金属丝的领域；更特别地，涉及获得快速淬火效果的表面的特性。人们惊奇地发现一个具有细致的、等轴的、重结晶的微观组织的呈紧凑的高斯晶粒尺寸分布的淬火表面，可以改善快速凝固的金属条的表面光洁度。现有技术描述合金带的连续浇铸是通过在旋转的浇铸轮上沉积熔融合金来完成的。当熔融金属流变小并被轮子的运动淬火表面冷却时，合金条就形成了。因为是连续浇铸，轮子的淬火表面必须承受机械损伤，这种损伤可能源于浇铸过程中产生的热循环所引起的循环应力。可以采用一些方法来提高淬火表面的性能，其中包括使用具有高传热性和高机械强度的合金。例如各种铜合金、钢等。另一方面，象欧洲专利No.EP0024506所公开的那样，可以在浇铸轮淬火表面上镀各种镀层以提高其性能。在美国专利4,142,571中详细地阐述了一种合适的浇铸工艺，该专利公开内容在此作为参考。现有技术中的浇铸轮淬火表面一般包括以下两种形式中的一种单晶的形式或组合的形式。单晶的淬火表面由一块铸成了浇铸轮外形的合金实体块构成，该浇铸轮上可以提供冷却通道。组合的浇铸轮包括许多构成浇铸轮的片，在装配时将其组装成一个浇铸轮。正如美国专利NO.4,537,239中所公开的那样，本公开的浇铸轮淬火表面改进方法适用于所有的浇铸轮。选择构成浇铸轮淬火表面的材料时，一般要考虑到某些机械性能，比如硬度、拉伸和屈服强度以及延伸率等，有时和导热性结合在一起考虑。考虑这些是为了获得某种给定合金的导热性和机械性能的尽可能的最佳组合。这样做有两重原因1〕在浇铸时提供高度的淬火；2〕防止淬火表面的机械损伤，这种损伤降低了合金条的几何定型。为了研制出一种具有优异性能特点的淬火表面，还必须考虑到动态的或周期的机械性能。选择材料不当的一个后果是由于凹坑的形成从而导致浇铸轮表面的迅速恶化。凹坑是一种细小的缺陷，一般在它们深到0.1mm时可以观察到；在铸造过程中它们沿纵深方向和径向生长。这些浇铸轮表面的不规则在浇铸带上引起了相应的缺陷突起。这些突起不仅影响到浇铸带的表面光洁度，还影响到浇铸带在变压器铁心、防盗系统、钎焊物品等方面的应用效果。这些缺陷对快速淬火带的价值和客户的满意度的重要影响是显而易见的。表面缺陷限制了浇铸轮淬火表面的寿命并且降低了浇铸带的表面质量。这进而降低了这些浇铸带对客户的可用性，客户的设计必须要说明与他可能得到的最差的浇铸带表面质量相关的特性的用途。即使在选择了机械和热特性好的材料时，比如铜(Cu)、铬(Cr)和铜(Cu)、铍(Be)类合金，浇铸轮的淬火表面光洁度也会快速恶化。在本专利技术
中需要有一种在一更长时间内可抵抗快速恶化并能生产出具有一个无缺陷的表面的浇铸带的淬火表面。专利技术概述本专利技术提供了一种用于连续浇铸合金条的装置。一般来讲，该装置有一个包含一个快速运动着的淬火平面的浇铸轮，该淬火平面用以冷却沉积于其上的合金层使其快速凝固形成一条连续的合金条。淬火表面由传热性能好的合金构成，这种合金具有细致的、等轴的、重结晶的微观组织，并呈高斯晶粒分布。本专利技术中的浇铸轮可以包括一种冷却装置以在熔融金属在其上沉积和淬火的这段时间里，使上述淬火表面基本保持恒温。在靠近淬火表面的地方安装有一个喷嘴以将熔融合金喷出。熔融合金由喷嘴喷至淬火表面的某个区域，在那里沉积下来，一个与喷嘴相连的容器中装有熔融的合金并将合金送到喷嘴处。优选地，淬火表面由细致的等轴重结晶粒组成，晶粒呈紧凑高斯晶粒尺寸分布且平均的晶粒尺寸小于80μm。使用具有这些品质的淬火表面显著地提高了淬火表面的使用寿命。在淬火表面上进行浇铸的运行次数大大延长了，且每次运转期间浇铸的材料的量以3倍或更多的倍数增长。浇铸到淬火表面上的合金带上缺陷少得多了，因而压紧系数(％层迭结构)提高了，用这种合金带制成的电力分配变压器的效率也提高了。在两次浇铸之间，淬火表面的运转反应特别连贯。这使得相同期间的运行次数大体上是可重复的，从而使将维护工作列入计划更容易。有利地，在这种表面上快速凝固的合金带其屈服强度得到显著地提高，对表面的维护减到最小，同时工艺的可靠性提高了。附图简述本专利技术将通过下列描述并参照附图作出解释，从而使对本专利技术的理解更完整其更进一步的优越性也变得明显了，其中附图说明图1是用于连续浇铸金属带的装置的透视图；图2示出了双峰晶粒尺寸分布(以大晶粒所占的面积百分比表示)，对具有传统淬火表面的热锻浇铸轮的寿命的影响；图3是“好的”和“不好的”热锻浇铸轮的晶粒尺寸分布图，它示出了双峰晶粒尺寸分布；图4示出了冷却加工程度对晶粒平均尺寸的影响；图5示出了经如上述的冷加工后浇铸轮获得的晶粒尺寸分布；图6是冷锻轮的显微照片，示出了重结晶的微观组织，晶粒的平均尺寸小于30μm。这种轮的标称浇铸带量为2.9；图7是热锻轮的显微照片，晶粒平均尺寸小于30μm。这种轮的标称浇铸带量为1.7；图8是冷锻时效轮的显微照片，晶粒平均尺寸小于30μm，这种轮的标称浇铸带量为0.3；图9是通过挤压而得的晶粒尺寸分布，示出了紧凑的高斯晶粒尺寸分布。专利技术详述本文术语“非晶态金属合金”是指一种金属合金，其基本上缺乏任何长程有序特征，其特征是X光衍射强度最大，这与对液体或无机氧化玻璃的观察结果在性质上相似。文中术语“微晶合金”是指一种晶粒尺寸小于10μm(0.0004英寸)的合金。优选地，这种合金的晶粒尺寸大约为100nm(0.000004英寸)～10μm(0.0004英寸)。最好的大约为1μm(0.00004英寸)～5μm(0.0002英寸)。文中所用的“晶粒尺寸”由图象分析仪确定，通过图象分析可以直接观察经过抛光和正确腐蚀后露出晶界的合金试样。在试样上随机选定五个不同位置来确定平均晶粒尺寸。在所有场合放大倍数都要减小，以使试样上的最大晶粒完全包含在整个视野中。如果存在任何不确定性，那么就用不同的放大倍数来确定晶粒尺寸，以保证其不随放大倍数而改变。文中术语“条”是指细长的条状物体，其横向尺寸远小于其长度。此“条”包括丝、带、薄板等，这些物体均具有规则或不规则的断面。文中贯穿了说明书和权利要求的术语“快速凝固”是指金属的冷却速率至少为104～106℃/s的冷却过程。有多种快速凝固技术可用于制造本专利技术范围内的合金条，比如向一个激冷面上进行喷涂沉积、喷雾铸造和平面流铸造等。文中术语“轮”是指这样的一个物体，它的断面基本上是圆的，(在轴向)有一个小于其直径的宽度。相反，辊子通常被理解为宽度小于其直径。文中术语“导热性”是指淬火表面的导热系数大于40W/mK而小于400W/mK，优选地是大于60W/mK而小于400W/mK，最好是大于80W/mK而小于400W/mK。文中术语“标称浇铸带量”是指相对于一个标准的浇铸轮而言，在一个具体的浇铸轮上可能浇铸出的合金带的数量/或质量。文中术语“溶解热处理”是指把合金加热到一个所有合金添加元素都溶解了的温度。这通常引起重结晶，重结晶发生在合金添加元素溶解时。实际的溶解热处理温度取决于合金。铜铍(Cu、Be)合金25通常在745℃～810℃间溶解。经过溶解热处理后，合金被迅速冷却以保持合金添加元素的溶解状态。在这种情况下，合金既软又有韧性且易于加工。文中术语“时效”是指在低温下暴露以使合金添本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：D·雷布尔德，C·F·常，D·特勒，H·H·利伯曼，N·J·德克里斯托法罗，
申请(专利权)人：联合讯号公司，
类型：发明
国别省市：
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