钢锭模体及其制备方法技术

由能时效硬化的铜合金组成的钢锭模体（１）被施加由铬形成的摩擦保护层（７），其硬度从铸坯侧表面（８）在朝向钢锭模体（１）的方向上下降。摩擦保护层（７）由两层铬层（９，１０）构成。对此，因溶退火钢锭模体（１），镀铬，接着进行时效硬化，由此使开始时硬度极高的铬层（９）变软。铬层（９）的硬度为６５０ＨＶ。然后，为了增强摩擦保护层，涂覆第二层铬层（１０）。在这种情况下，它们是具有硬度为８５０－１０５０ＨＶ的常规硬镀铬层。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一方面涉及按照权利要求1中特征的钢锭模体的制备方法，另一方面涉及按照权利要求5中特征的钢锭模体。钢锭模是连续铸锭装置的一个主要部件。在钢锭模中，熔融金属开始凝固。原则上，该主体构件通常由一个外部钢结构和钢锭模的能模型成型的部件-钢锭模体构成。目前，钢锭模体几乎无例外地由铜或铜合金构成。钢套的任务是使钢锭模体定位并确保冷却要求的水循环。铜合金的耐磨性较差。尤其是在钢锭模体的底部，在钢铸坯和钢锭模体的壁之间，由于钢锭模体几何尺寸和钢的收缩特性之间存在的差异、或者由于位于钢锭模下面的铸坯的不充分导入，存在着增大摩擦的危险。因此，会出现严重的摩擦且会产生相应的变形。基于摩擦保护的原因，因此，对钢锭模体施加由耐摩材料例如镍或铬组成的内涂层。例如，DE3142196C2公开了一种这样的具有摩擦保护层的钢锭模体。因而改进了摩擦特性，由此延长了钢锭模体的寿命。在这方面，铬涂层的特点是，其硬度要比镍大，并因此连带改进了摩擦保护。具有硬质铬内表面的电镀层在这里有效地起摩擦保护的作用。但是，由于钢锭模体和摩擦保护层材料之间热膨胀系数的不同，增大了摩擦保护层中的应力。对此，粘附强度下降，并存在剥离或形成裂纹的危险。因此，从现有技术出发，本专利技术的目的在于提供一种钢锭模体的制备方法，所述的钢锭模体由一种能时效硬化的铜合金和一种由铬构成的内部摩擦保护层，它具有改进了的钢锭模体和摩擦保护层之间的粘附性。此外，本专利技术的目的还在于提供一种能延长寿命的质量改进的钢锭模体。根据本专利技术，这个任务的方法部分通过在权利要求1的钢锭模体完成了。因此，由能时效硬化的铜合金组成的钢锭模体在固溶退火后，被提供一层由铬组成的内层，并在这之后进行时效硬化。通过这种热处理，削减了摩擦保护层开始时极高的硬度，结果提高了延展性。因此，钢锭模体的铜合金和摩擦保护铬层材料特性之间的差异变小，由此显著减小了由于不同特性造成的损害铬层的危险。钢锭模体基本上有单部件的钢锭模管或多部件的铸模，例如一种板状钢锭模。根据权利要求2的特征，在还原性气氛中、在保护性气体中进行时效硬化。在这种情况下，使钢锭模体达到最终强度。将时效硬化温度调节到力求使摩擦保护层达到硬化的温度，目的是避免铬层急剧软化。优选地，在400-550℃的温度下进行时效硬化(权利要求3)。在实际试验中，表明在460℃的温度和保护气体下可获得极好的结果，其间热处理的时间为10小时。在此，力求使摩擦保护层的硬度达到650-700HV(维氏硬度)。于是，摩擦保护层具有足够高的硬度，但是，基于高的延展性，它们具有较高的粘附强度和不太容易形成裂纹的倾向。权利要求4的特征表示了本专利技术方法进一步的优选实施方案。按此，摩擦保护层由两层构成，其中在时效硬化后，再使内表面进行硬镀铬。最好电解沉积铬层。按此方法，获得了硬度逐渐过渡的多层镀铬层。形成裂纹和剥离的危险因此而明显减小。此外，通过这种措施，可使加大摩擦保护铬层的层厚变成现实。在权利要求5的特征部分具体地描述了本专利技术钢锭模体的特征。构成这些措施的要点是，铸坯侧表面的摩擦保护层的硬度在朝向钢锭模体的方向下降了。由此可降低在钢锭模体和摩擦保护层的层间过渡中由于不同材料特性引起的材料应力。从铜合金开始，硬度可逐渐增加。在这种情况下，这种增加的趋势是，从钢锭模体的软铜合金开始、经较高硬度的管侧铬层、直到硬度最大的铸坯侧铬层(权利要求6)。根据权利要求7的特征，管侧铬层具有的硬度为500-850HV，而铸坯侧铬层的硬度为850-1050HV。管侧和铸坯侧铬层的层厚优选地分别为100μm和1501μm，其中总层厚约为250μm时在实际中被认为是特别有利的。摩擦保护层在铸造方向上的厚度是恒定的。但是，原则上，摩擦保护层的厚度在铸造方向上可以递增。借此，当摩擦保护层在铸坯方向上同时增加时，可确保在浇铸液面区域内具有高的壁温。按该方法，鉴于铸坯的收缩特性，可对供凝固使用的钢锭模的冷却区域进行有效调节。层厚的改变可线性或分段进行。下面借助于附图说明图1描述的实施方式描述本专利技术。图1表示连续浇铸钢的钢锭模管1。钢锭模管1具有一个模间空隙2，浇铸侧前端3的横截面要比在铸坯出料侧的底部4的大。钢锭模体1的基体5由铜合金，优选由铜/铬/锆基合金(CuCrZr)组成。在内侧6上，钢锭模体1有一个由铬形成的摩擦保护层7。摩擦保护层7由两层构成，其中铸坯侧的表面8的摩擦保护层7的硬度在朝向钢锭模管1或钢锭模管1的内侧6的方向下降。为此，摩擦保护层7由两种单独的摩擦保护层、即具有不同硬度的铬层9和10构成。管侧铬层9具有的硬度优选为650HV。与此相对，铸坯侧铬层10具有的硬度为1000-1050HV。为了首先制备铬层9，在固溶退火状态下，对钢锭模管1或其基体5进行镀铬，接着在热处理中进行时效硬化。由此钢锭模体1获得最终强度。于是，在时效作用后，铬层9具有的硬度为650HV。为了增强摩擦保护，在进一步的涂层过程中，涂覆第二层铬层10，它所具有的硬度为1050HV。摩擦保护层7的总厚度为250μm，而且铬层9的层厚为100μm，铬层10的层厚为150μm。两层的摩擦保护层7的优点是，在通过铬层10确保铸坯侧表面8具有高硬度的情况下，减小基体5向铬层9过渡时硬度和延展性之间的差异。符号说明1钢锭模管2模间空隙3钢锭模管1的前端4钢锭模管1的底部5钢锭模管1的基体6内侧7摩擦保护层8铸坯侧表面9管侧铬层10铸坯侧铬层权利要求1．用于连续铸锭装置中钢锭模的钢锭模体的制备方法，钢锭模体由能时效硬化的铜合金组成且能提供模型成型，其中对钢锭模体施加由铬形成的内部摩擦保护层，其特征在于，固溶退火钢锭模体，接着在钢锭模体上涂覆摩擦保护层，然后使钢锭模体进行时效硬化。2．根据权利要求1的方法，其特征在于，时效硬化是在保护气氛中进行的。3．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，时效硬化是在400-550℃的温度下进行的。4．根据权利要求1-3一项的方法，其特征在于，形成两层摩擦保护层(7)，其中在时效硬化后，再对内表面(8)进行硬镀铬。5．用于连续铸锭装置中钢锭模的、由能时效硬化的铜合金组成的钢锭模体，它具有一个由铬组成的内部摩擦保护层(7)，其特征在于，铸坯侧表面(8)的摩擦保护层(7)的硬度在朝向钢锭模体(1)的方向下降。6．根据权利要求5的钢锭模体，其特征在于，摩擦保护层(7)由硬度不同的两层铬层(9,10)构成，其中铸坯侧的铬层(10)的硬度要比管侧铬层(9)的大。7．根据权利要求6的钢锭模体，其特征在于，管侧铬层(9)具有的硬度为500-850HV，而铸坯侧铬层(10)具有的硬度为850-1050HV。全文摘要由能时效硬化的铜合金组成的钢锭模体(1)被施加由铬形成的摩擦保护层(7),其硬度从铸坯侧表面(8)在朝向钢锭模体(1)的方向上下降。摩擦保护层(7)由两层铬层(9,10)构成。对此,因溶退火钢锭模体(1),镀铬,接着进行时效硬化,由此使开始时硬度极高的铬层(9)变软。铬层(9)的硬度为650HV。然后,为了增强摩擦保护层,涂覆第二层铬层(10)。在这种情况下,它们是具有硬度为850—1050HV的常规硬镀铬层。文档编号B22D11/04GK1220924SQ9812557公开日1999年6月本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于连续铸锭装置中钢锭模的钢锭模体的制备方法，钢锭模体由能时效硬化的铜合金组成且能提供模型成型，其中对钢锭模体施加由铬形成的内部摩擦保护层，其特征在于，固溶退火钢锭模体，接着在钢锭模体上涂覆摩擦保护层，然后使钢锭模体进行时效硬化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D罗德，HJ赫姆施梅尔，R里斯曼，
申请(专利权)人：KM欧洲钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]