DE2602339A1

DE2602339A1 - Verfahren zum kontinuierlichen giessen eines strangs aus einer aluminiumlegierung

Info

Publication number: DE2602339A1
Application number: DE19762602339
Authority: DE
Inventors: Kenneth Eryl Chadwick; Enrique Henry Chia; Frank Michael Powers
Original assignee: Southwire Co LLC
Current assignee: Southwire Co LLC
Priority date: 1975-01-24
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1976-07-29
Also published as: SE410565B; NO760222L; NO143866C; NO143866B; GB1509132A; AT344930B; JPS5199611A; FR2298612A1; JPS5938303B2; BR7600419A; SU583720A3; FR2298612B1; SE7600726L; ATA46876A; DE2602339C2

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.-lng. Wolff

H. Bartels

O C η O O O η Dipl.-Chem. Dr. Brandes L D U Z O J y Dr.-lng. Held

Dipl.-Phys. Wolff

D-7 Stuttgart 1, Lange Straße 51

Tel. (0711) 29 0310 u. 29 72 S5

Telex 07 22312 (patwod)

Telegrammadresse:

Hx 07 22312 wolff Stuttgart

PA Dr. Brandes: Sitz München Postscheckkonto St<jt. 7211-700 Deutsche Bank AG, Stgt. 14/28S30

Bürozeit:

9-11.30 Uhr, 13.30-16 Uhr

außer samstags

20. Januar 1976

Unsere Ref.: 124 931/487333 ers

Southv/ire Company, Carrollton, Georgia, USA

Verfahren zum kontinuierlichen Gießen eines Strangs
aus einer Aluminiumlegierung

Telefonische Auskünfte und

09831/0712 Aufträge sind nur nach schriftlicher

Bestätigung verbindlich

INSPECTS

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen eines Strangs aus einer Aluminiumlegierung, die ungefähr 0,5 bis O_r9 Gewichtsprozent Silizium und ungefähr 0,6 bis 0,9 Gewichtsprozent Magnesium enthält, wobei die geschmolzene Legierung bei einer oberhalb des Schmelzpunkts derselben liegenden Temperatur in die Gießnut eines Gießrads für kontinuierlichen Strangguß eingegossen wird, durch Abkühlen der Aluminiumlegierung in dem Gießrad aus dem geschmolzenen Metall ein gegossener Strang gebildet und dieser aus der Gießnut ausgehoben wird, dann der Strang in ein Walzwerk geführt und kontinuierlich zu einem warraverformten Strang bei einer Temperatur gewalzt wird, die oberhalb der Temperatur liegt, bei der die Legierungsmetalle sich an Korngrenzan des Aluminium-Grundmetalls abscheiden, und . sodann der warmverformte Strang auf einen Temperaturbereich, der unterhalb des Temperaturbereichs liegt, bei dem eine augenblickliche, wesentliche Ausscheidung von Legierungsmetallen stattfindet, in der Weise abgeschreckt wird, daß das Kühlen des gegossenen Metalls, gerechnet von Beginn des Warmverformens bis zum Ende des Abschreckens, innerhalb eines sd kurzen Zeitraums durchgeführt wird, daß noch keine wesentliche Abscheidung der Legierungsmetalle stattfindet.

Bei der Aluminiumlegierung 6201 handelt es sich um eine Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung hoher Festigkeit, die in Form eines Drahts und in wärmebehandeltem Zustand

2 eine Zugfestigkeit von mehr als 3220 kg/cm , eine Dehnung von mehr als 3 % und eine elektrische Leitfähigkeit besitzt, die größer ist als 52,5 %, bezogen auf den internationalen Kupferstandard IACS. Stränge aus 6201-Aluminium, die für Ziehvorgänge vorgesehen sind, sowie ähnliche zum Ziehen vorgesehene Stränge aus Aluminiumlegierungen wurden bislang durch eine Mehrzahl verschiedener Verfahrensschritte herge-

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stellt, bei denen ti-a. ein Aluminiumblock durch Gleichstromschmelzen gegossen wird, der Block auf ungefähr 371 bis 454 C wiedererhitzt v/ird^ der gegossene Block zu einem für einen Ziehvorgäng vorgesehenen Strang warmgewalzt wird, der Strangbai einer Temperatur von ungefähr 533° C warmbehandelt wird, um die Bestandteile in Lösung zu bringen (Lösungs- glühen),und anschließend in Wasser abgeschreckt wird. Der Strang wird zur Herstellung eines Drahts kalt gezogen,und der Draht wird bei Temperaturen zwischen 121° C und 232 C künstlich gealtert, Dadurch können Drähte erzeugt werden, die eine Zugfestigkeit und elektrische Leitfähigkeit besitzen, die den entsprechenden Werten.von Aluminium 6201 ähnlich sind oder diese übertreffen.

Durch dieses bekannte Verfahren wird zwar ein annehmbares Erzeugnis gewonnen, ein solcher Stückprozeß oder diskontinuierlich ablaufender Gießprozeß ermöglicht jedoch jeweils nur die Herstellung einer begrenzten Menge an Strangmaterial, d.h. eine Walzpuppe gegebener Größe erzeugt lediglich eine entsprechende Menge Strang, so daß gesondert hergestellte Stranglängen miteinander verschweißt werden müssen, um einen Strang größerer Länge zu erhalten. Wenn die Walzpuppe wiedererhitzt und zur Bildung des Strangs gewalzt wird, ist es üblich, das vordere Ende des Strangs abzutrennen, da dieses eine geringere Güte aufweist. Daher ergibt sich bei dem bekannten Verfahren eine beträchtliche Menge Abfallmaterials. Ein langgestreckter Strang, der aus mehreren Längen von im Stückprozeß hergestellten, zusammengeschweißten Einzelsträngen besteht, zeigt eine schlechte Kornstruktur an den Schweißstellen. Dadurch wird die Zugfestigkeit und Leitfähigkeit beeinträchtigt. Außerdem ist es praktisch unmöglich, sicherzustellen, daß beim Wiedererhitzen und Walzen verschiedener Vialzpuppen identische Bedingungen gegeben sind. Die zusammengeschweißten Stranglängen weisen üblicherweise verschiedene Gefügeeigenschaften auf.

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Bei dem bekannten Stückprozeß bedarf es nicht nur einer äußerst sorgfältigen Handhabung eines Strangs im Lösungs-Glühofen, um eine so gleichförmige Wärmebehandlung zu erhalten, wie es erforderlich ist, um in einem zeitraubenden und eine zusätzliche Einrichtung erfordernden Prozeß ein gleichförmiges Erzeugnis zu gewinnen, sondern es tritt der zusätzliche Nachteil auf, daß sich hierbei ein zusätzlicher Zeitraum ergibt, innerhalb dessen das Aluminium oxidieren kann, wie es der Fall ist, wenn der Gußblock gekühlt oder wiedererhitzt wird, wenn der aus dem Walzwerk ausgegebene Strang gekühlt oder zum Zwecke des Lösungsglühens wiedererhitzt wird und wenn der in Lösung gebrachte Strang nach Verlassen des Ofens abgekühlt wird. Als Ergebnis wird bei dem bekannten Verfahren ein Strang erhalten, der wesentlich oxidiert ist, wodurch der Strang für nachfolgende Ziehvorgänge verhältnismäßig hart wird und was bewirkt, daß der Strang eine ziemlich stumpfe Oberflächenbeschaffenheit zeigt. Außerdem läßt sich ein stark oxidierter und harter Strang schwieriger ziehen, und die verwendeten Ziehwerkzeuge verschleißen schnell.

Ein verbessertes Verfahren zum kontinuierlichen Gießen und Walzen von 6201-Aluminiumlegierung ist in der US-PS 3 613 767 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird ein Strang aus Aluminiumlegierung, beispielsweise der Legierung 6201, kontinuierlich hergestellt, ohne daß eine Wiedererhitzung des Blocks oder des Strangs während des Verfahrens erforderlich wird. Der aus einer kontinuierlichen Gießmaschine austretende Strang wird durch ein Walzwerk und ein Abschreckrohr hindurchgeführt und sodann in einem kontinuierlichen Prozeß abgekühlt. Die Wärme des aus der kontinuierlichen Gießmaschine austretenden Strangs wird nicht abgeführt, und die Temperatur des Strangs wird im Bereich der Lösungstemperatur des Metalls gehalten, während der Strang zu dem Walzwerk zugeführt wird. ^Der Strang wird im Walzwerk warmver formt, und unmittelbar nach dem Austreten des Strangs aus dem Walzwerk wird das Abschrecken durchgeführt, so daß der Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt, in dem der Strang das

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-r-

Walzwerk betritt bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Strang auf eine Temperatur unterhalb der Kristallisationstemperatur des Legierungsmetalls abgekühlt wird, geringer ist als der Zeitraum, der für das Abscheiden der Legierungsmetalle an Korngrenzen des Metalls nötig ist. Nach dem Abschrecken des Strangs hat dieser eine Temperatur, die niedriger liegt als die Temperatur, bei der eine Auscheidung unverzüglich in wesentlicherem Ausmaße erfolgt. Wenn der Strang anschließend zu einem Draht kaltgezogen wird, hat er eine ungewöhnlich hohe Zugfestigkeit, eine verhältnismäßig hohe elektrische Leitfähigkeit und. ein ungewöhnlich helles Aussehen. Bei diesem Verfahren gemäß der US-PS 3 613 767 sind daher die Hauptprobleme der gesonderten Handhabung zwischen den einzelnen Verfahrensschritten aus der Welt geschafft.

Das bekannte Verfahren gemäß US-PS 3 613 767 stellt zwar in Bezug auf das kontinuierliche Gießen und Walzen der 6201-Aluminiumlegierung einen bedeutenden Fortschritt gegenüber den bekannten Stückprozessen dar, jedoch treten hierbei gänzlich neue Probleme zutage, die bei den bekannten Stückprozessen nicht aufgetaucht waren. So ist es, da beim Verfahren gemäß US-PS 3 613 767 die Temperatur ^des i_n a_as walzwerk einlaufenden Strangs j._n dem Lösungsbereich des Metalls gehalten werden muß, erforderlich, daß der Gießvorgang mit so hoher Geschwindigkeit erfolgt, daß der gegossene Strang, der die Gießmaschine verläßt, den kurzen Weg in das Walzwerk so schnell zurücklegen kann, daß keine wesentliche Temperaturabnahme inzwischen stattfindet. Wenn jedoch der Gießvorgang mit so großer Geschwindigkeit ausgeführt wird, entv/ickelt sich in der Gießform ein Zustand, der als"Erstarrungsschwund" bekannt ist. Dieser Zustand hat zur Folge, daß sich Lunker oder Risse an der äußeren Fläche des gegossenen Strangs bilden, wenn dieser während des Erstarrens sich von den Wänden der Gießform durch Schrumpfen entfernt. Außerdem können durch Erstarrungsschwund Lunker im Inneren des gegossenen Strangs entstehen. Eeim nachfolgenden Walzen eines gegossenen Strangs,^^er derartige, durch Erstarrungs-

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schwund hervorgerufene Lunker enthält, werden Oxideinschlüsse innerhalb der Lunker, die an den äußeren Teilen des gegossenen

/eingeschlossen, Strangs vorhanden sind,/wodurch der gewalzte Strang brüchig wird und die Ziehfähigkeit des Strangs wesentlich herabgesetzt wird. Zusätzlich verursachen die inneren Lunker innere ilikrorisse, die die Dehnung des Strangs wesentlich beeinträchtigen und dadurch die spätere Kaltverformbarkeit des Strangs stark beeinträchtigen.

Da das Verfahren gemäß US-PS 3 613 767 es erfordert, daß der gegossene Strang nit äußerst hoher Temperatur vom Gießrad entfernt wird, ergibt sich darüberhinaus der Nachteil, daß jedwede Ausscheidung von Legierungsbestandteilen, die hierbei stattfindet, zu großen Präzipitaten führt, die in der Größenordnung von 20 000 Angströmeinheiten liegen. Es hat sich gezeigt, daß das Vorhandensein so großer Präzipitate einen äußerst schädlichen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses hat.

Zur Erfindung gehört auch die Erkenntnis, daß die Lösungstemperatur der G201-Legierung in Abhängigkeit von der Konzentration der Legierungsbestandteile variiert, die innerhalb der Legierung vorhanden sind, wobei die Änderung der Lösungstemperatur in der Weise verläuft, daß der Bereich der Lösungstemperatur um so geringer ist, je höher die Konzentration der Legierungsbestandteile ist. Daher kann die Lösungstemperatur zwischen ungefähr 454° C und 616 C bei dem bei der Legierung 62Ol gegebenen zulässigen Konzentrationsbereich schwanken. Bei dein Verfahren gemäß der US-PS 3 613 767 wird davon ausgegangen, daß Lösungstemperaturen bis zu 538° C für alle Zwecke brauchbar seien. Tatsächlich lassen sich bei Anwendung dieses Verfahrens die Temperaturen der in das Walzwerk einlaufenden Stränge nicht auf Werten oberhalb von

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504° C halten-. Dementsprechend ist das Verfahren gemäß US-PS 3 613 767 nicht für die kontinuierliche Herstellung von Strängen aus der 6201-Legierung geeignet/ wenn Konzentrationen der Legierungsbestandteile in dem Bereich vorliegen, bei dem sich eine Lösungstemperatur in dem oberen Teil des Lösungstemperaturbereichs für die 6201-Legierung ergibt.

Wenn hier von wärmebehandelbaren Aluminiumlegierungen gesprochen wird, sind damit solche Aluminium-Legierungen gemeint, die Legierungsbestandteile enthalten, die eine hohe Löslichkeit in Aluminium im festen Zustand bei hohen Temperaturen und eine geringe feste Löslichkeit in Aluminium bei Abkühlung auf Raumtemperatur besitzen. Diese Legierungen härten durch Ausscheidung einer zweiten Phase während der Wärmebehandlung, und die Legierungsbestandteile werden dadurch in Lösung gehalten, daß ein schnelles Abschrecken von hohen Temperaturen erfolgt.

Unter Aluminium-Knetlegierungen werden solche Aluminiumlegierungen verstanden, die Legierungsbestandteile aufweisen, die eine geringe■feste Löslichkeit in Aluminium sowohl bei hohen Temperaturen als auch bei niedrigen Temperaturen besitzen. Diese Legierungen härten normalerweise durch Bearbeitung, wobei es sich um einen Härtungsmechanismus handelt, der während der Kaltbearbeitung der Legierung abläuft.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß beim kontinuierlichen Gießen und Walzen wärmebehandelbarer Aluminiumstränge aus Aluminiumlegierungen, wie' 6201-Aluminium_/noch -.beträchtliche Verbesserungen erforderlich sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der in Rede stehenden Art zu schaffen, mittels dessen bei der

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kontinuierlichen Herstellung von Strängen aus 6201-Aluminiumlegierung die Probleme des Erstarrungsschwunds und der Bildung massiver, ausgeschiedener Partikel vermieden sind, wie sie bei dem Verfahren gemäß US-PS 3 613 767 auftreten, und bei dem es zusätzlich ermöglicht ist, den Strang in einem Temperaturbereich zu walzen, der innerhalb des oberen Teils der bei 6201-Aluminiumlegierung gegebenen Bereiche der Lösungstemperatur liegt.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorgänge des Gießens des geschmolzenen Metalls und des Aushebens des Strangs aus der Gießnut mit einer solchen Geschwindigkeit und bei solcher Temperatur durchgeführt werden, daß kein Erstarrungsschwund auftritt, und daß danach die Temperatur des Strangs, während dieser zwischen dem Gießrad und dem Walzwerk verläuft, auf eine Temperatur erhöht wird, die oberhalb derjenigen Temperatur liegt, bei der die Legierungsmetalle sich an Korngrenzen des Aluminium-Grunämetalls abscheiden würden. Im Gegensatz zur Lehre der genannten US-PS 3 613 767 wird hierbei der gegossene Strang bei einer Temperatur, die weniger als 504 C beträgt, vorzugsweise bei einer Temperatur, die zwischen 427 und 504° C liegt, aus der Gießnut ausgehoben. Daran ^anschließend wird die Temperatur des Strangs erhöht, vorzugsweise auf einen Wert zwischen 454 und 616° C₁ indem der Strang durch einen Erhitzer hindurchgeführt wird, innerhalb dessen Wärme auf den Strang übertragen wird.

Es sei bemerkt, daß es durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht wird, den Strang vom Gießrad bei einer Temperatur abzuführen, die geringer ist als die Temperatur, bei der irgendwelcher Erstarrungsschwund auftreten könnte, und daß

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daran anschließend die Temperatur auf einen Wert innerhalb des oberen Teils des Lösungsbereichs für 6201-Aluminiumlegierung erhöht werden kann, wenn es gewünscht wird, bevor der Strang in das Walzwerk eintritt. Dementsprechend wird ein wesentlich besseres Erzeugnis erhalten, als dies bei Anwendung des bekannten Verfahrens' gemäß der erwähnten US-PS 3 613 767 der Fall ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisiert gezeichnete Seitenansicht einer Einrichtung zum Durchführen des hier aufgezeigten Verfahrens;

Fig. 2 ein ternäres Diagramm zur graphischen

Darstellung der Löslichkeit von Magnesium, Silizium und der intermetallischen Verbindung Magnesiumsilizid in Aluminium bei verschiedenen Temperaturen und

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Wirkung der durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichten Wärmebehandlung von 6201-Aluminiumlegierung im Vergleich zu einer nach dem bekannten Verfahren hergestellten 6201-Aluminiumlegierung. ■

Fig. 1 zeigt eine Gießmaschine 10, einen Erhitzer 11, ein V7alzwerk 12, eine Rohrabschreckexnrichtung 13 und eine Aufwickelvorrichtung 14. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem (nicht dargestellten) Ofen geschmolzenes Metall in ein Gießrad 10a der Gießmaschine 10 eingegossen. Das geschmol-

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zene Metall wird gekühlt, erstarrt in dem Gießrad 10a und wird als verfestigter Strang 15 bei einer Temperatur unterhalb von 504° C aus dem Gießrad ausgehoben und zu dem Erhitzer 11 und durch diesen hindurchgeführt, in dem der verfestigte Strang 15 kontinuierlich beheizt wird, bis die Temperatur des Strangs innerhalb des Bereichs von ungefähr 454 bis 616 C liegt. Der erhitzte Strang 15 wird sodann zum Walzwerk 12 und durch dieses hindurch geführt. Das Erzeugnis wird im Walzwerk 15 gelängt und in seiner Querschnittsfläche verkleinert und verläßt das Walzwerk als gekneteter Strang 17. Der Strang 17 wird durch die Rohrabschreckeinrichtung 13 hindurch geführt, die ein die erste Abschreckstufe bildendes Abschreckrohr 18, Vorschubwalzen

19, ein die-zweite Abschreckstufe bildendes Abschreckrohr

20, Vorschubwalzen 21 sowie ein Strangführungsrohr 22 aufweist. Der aus dem Strangführungsrohr 22 austretende Strang wird durch die Aufwickelvorrichtung zu Spulen aufgewickelt. Die Abschreckflüssigkeit wird von einem Sumpf 24 einer Pumpe 23 zugeführt, die die Flüssigkeit unter Druck dem Abschreckrohr 18 der ersten Stufe zuführt. Die Abschreckflüssigkeit wird durch das Abschreckrohr 18 in einer Strömungsrichtung hindurch geführt, die der Bewegungsrichtung des Strangs 17 entsprichtλund wird über ein Leitungssystem einem Kühlturm 26 zugeleitet, v/o die Abschreckflüssigkeit abkühlt und ^{von wo} die abgekühlte Flüssigkeit zum Sumpf 24 zurückgeführt wird. Von einem Sumpf 23 erhält eine Pumpe 27 Abschreckflüssigkeit und führt diese unter Druck dem Abschreckrohr 20 der zweiten Stufe zu. Die Abschreckflüssigkeit der zweiten Stufe wird durch das Abschreckrohr 2O im Gegenstrom zu der Vorschubbewegung des Strangs 17 hindurch geführt und strömt durch ein Leitungssystem zu einem Kühlturm 31, wo die Flüssigkeit gekühlt und von wo die Flüssigkeit zum Sumpf 28 zurückgeführt wird» Daher werden die Abschreckflüssigkeiten während des Abschreckprozesses auf bestimmten Temperaturen gehalten.

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Bei dem in dieser Vorrichtung behandelten, geschmolzenen Metall handelt es sich,genauer gesagt^ um eine für die Wärmebehandlung geeignete Aluminiumlegierung. Wenn das zu bildende Erzeugnis eine 6201-Aluminiumlegierung ist, dann erstreckt sich der Bereich des enthaltenen Siliziums von ungefähr 0,5 bis 0,9 % und des enthaltenen Magnesiums von ungefähr O,6 bis ungefähr 0,9 %. Der Bereich der Legierungsbestandteile an Silizium und Magnesium kann bei diesem Metall über den für die 6201-Legierung festgelegten Bereich hinaus von 0,2 bis 1,3 % bzw. von 0,3 bis ungefähr 1,4 % schwanken, wenn es gewünscht wird. Das Metall wird in geschmolzenem Sustand durch ein Fiberglassieb in einen Tiegel gegossen, der auf einer Temperatur von mehr als 649 C gehalten wird. Von dem Tie- wird das Metall in das Gießrad 10a gegossen, wo das M gekühlt wird und sich zum gegossenen Strang 15 mit eint. ,chwindigkeit verfestigt, die so gewählt ist, daß kein Erstarrungsschwund auftritt. Der gegossene. Strang wird vom Gießrcid 10a bei einer Temperatur von ungefähr 427° C bis 504° C abgestreift oder ausgehoben und läuft zum Erhitzer 11 und durch diesen hindurch, wobei die Temperatur des gegossesenen Strangs bis zu einem Wert erhöht wird, bei dem die Legierungsbestandteile in Lösung gehen. Der Erhitzer 11 führt dem Strang ununterbrochen Wärmeenergie zu, um die Temperatur des Strangs 15 von ungefähr 454° C auf ungefähr 616° C zu steigern, gewöhnlich von ungefähr 510° C auf 549° C oder, abhängig von der Legierungszusamraensetzung, von 549 C auf ungefähr 616° C. Nach Verlassen des Erhitzers 11 wird der gegossene Strang zum Walzwerk 12 und durch dieses hindurch geführt,in dem der Strang heiß verformt und mit einem überzug aus löslichem öl überzogen wird, dessen Konzentration auf ungefähr 40 % und dessen Temperatur auf weniger als 93° C, üblicherweise auf ungefähr 71° C ,gehalten werden. Das Walzwerk 12 weist eine Mehrzahl von Walzgerüsten auf, die den gegossenen Strang abwechselnd von oben nach unten und von den Seiten her zusammenpressen, wodurch der Strang

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gelängt und seine Querschnittsfläche verringert v/erden, so daß der gegossene Strang fortschreitend in den für eine nachfolgende Ziehbearbeitung geeigneten Strang 17 übergeführt wird. Das Volumen des das lösliche öl enthaltenden Konzentrats wird im Walzwerk 12 auf einem Wert gehalten, der ungefähr 2/3 des Volumens beträgt, wie es bei einem üblichen, kontinuierlichen Gießsystem für Strangs aus Elektrolytkupfer Anwendung findet. Die Temperatur und das Volumen des dem Strang im Walzwerk zugeführten Kühlmittels sind so einstellbar, daß, wenn der Strang 17 das Walzwerk 12 verläßt, seine Temperatur so hoch ist, daß der Strang immer noch in dem für die Warmverformung geeigneten Temperaturbereich ist, der gewöhnlich oberhalb von 343 C liegt, so daß die Legierungsmetalle sich vom Aluminium nicht abgeschieden haben. Aufgrund des geringen Volumens von dem Strang im Walzwerk zugeführtem Kühlmittel ist eine höhere Konzentration an Schmiermittel erforderlich, und zwar ungefähr 40 % im-Vergleich zu. ungefähr 10 % bei einem Elektrolytkupfer-Strang-Systera, und die Strömungsmenge ist so eingestellt, daß an jedem Walzgerüst ungefähr der gleiche Kühlmittelstrom vorhanden ist.

Fig. 2 zeigt ein ternäres Diagramm, das graphisch die Löslichkeit von Magnesium, -Silizium und Hagnesiumsilizid in Aluminium bei verschiedenen Temperaturen im "Bereich von 440° C bis 535° C darstellt.

Eine gerade Linie zeigt die Zunahme der Löslichkeit von Magnesium, Silizium und Magnesiumslizid in der 6201-Legierung bei einer Zunahme der Temperatur auf ungefähr 535 C. Eine Stelle 42 auf der geraden Linie stellt die Menge von Magnesium,Silizium und Magnesiumsilizid dar, die sich bei einem kontinuierlich gegossenen Strang aus 6201-Aluminium in Lösung befinden, wenn der Strang einer Wärmebehandlung gemäß dem bekannten Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung gegossener Aluminiumlegierung 6201 unterzogen wird;

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Eine Stelle 43 stellt die Mengen von Magnesium, Magnesiumsilizil und Siliziun dar, die bei der 6201-7iluminiumlegierung in Lösung verbleiben,wenn ein kontinuierlich gegossener Strang dieser Legierung einer Wärmebehandlung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen wird. Wie aus den Diagramm von Fig. 2 zu entnehmen ist, ergibt sch für die in Lösung gehaltene Menge an Magnesiumsilizid bei der 6201-Legierung, wenn diese kontinuierlich gegossen, zum Strang gewalzt und wärmebehandelt wird und wenn hierbei das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet wird, eine Zunahme von 162 %.

Es folgt ein Beispiel der verbesserten Eigenschaften, die sich dadurch ergeben, daß eine größere Menge von Magnesiumsilizid vor dem Altern und vor dem. Ausscheidungsvorgang in der Legierungsmatrix in Lösung ist. Ein gegossener Strang wurde kontinuierlich unter Anwendung des für die 6201-Legierung bekannten Verfahrens hergestellt. Hierbei ergaben sich folgende Ergebnisse: Die Zugfestigkeit des fertiggestellten Drahts betrug 3212 kg/cm** bei einer Dehnung von 8,3 % und einer Leitfähigkeit von 52,5 %_χbezogen auf den internationalen Kupferstandard IACS. Von diesen Eigenschaften als Grundlage ausgehend wurde die Temperatur des Strangs sodann in einem zwischen der Gießmaschine und dem Einlauf des Strangs in das Walzwerk gelegenen Bereich von 482 C unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf 549° C erhöht. Der Strang wurde sodann gewalzt und zum Draht verarbeitet. Die physikalischen Eigenschaften dieses nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Strangs waren:

Zugfestigkeit 3571 kg/cm

Dehnung 7,9 %
Leitfähigkeit 52,5 %.

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Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Eigenschaften, wie sie sich bei Anwendung des üblichen Verfahrens der Wärmebehandlung und bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim kontinuierlichen Gießen eines Strangs aus 6201-Aluiainiunlegierung ergeben. Hierbei zeigt eine Kurve 50 die Beziehung zwischen der Leitfähigkeit und der Zugfestigkeit des aus 6201-Aluminiumlegierung gefertigten Drahts bei Anwendung der üblichen Technik, und eine Kurve 52 zeigt dieses Verhältnis zwischen Leitfähigkeit und Zugfestigkeit bei einem Draht, der aus 62Ol-Aluminiumlegierung unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum kontinuierlichen Gießen eines Strangs aus einer Aluminiumlegierung, die ungefähr 0,5 bis 0,9 Gewichtsprozent Silizium und ungefähr 0,6 bis 0,9 Gewichtsprozent Magnesium enthält, wobei die geschmolzene Legierung bei einer oberhalb des Schmelzpunkts derselben liegenden Temperatur in die Gießnut eines Gießrads für kontinuierlichen Strangguß eingegossen wird, durch Abkühlen der Aluminiumlegierung in dem Gießrad aus dem geschmolzenen Metall ein. gegossener Strang gebildet und dieser aus der Gießnut ausgehoben wird, dann der Strang in ein Walzwerk geführt und kontinuierlich zu einem warmverformten Strang bei einer Temperatur gewalzt wird, die oberhalb der Temperatur liegt, bei der die Legierungsmetalle sich an · Korngrenzen des Aluminium-Grundmetalls abscheiden,und wobei sodann der warmverformte Strang auf einen Temperaturbereich, der unterhalb des Temperaturbereichs liegt, bei dem eine augenblickliche, wesentliche Ausscheidung von Legierungsmetallen stattfindet, in der Weise abgeschreckt wird, daß das Kühlen des gegossenen Metalls, gerechnet vom Beginn des Warmverformens bis zum Ende des Abschreckens, innerhalb eines so kurzen Zeitraums durchgeführt wird, daß noch keine wesentliche Abscheidung der Legierungsmetalle stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgänge des Gießens des geschmolzenen Metalls und des Aushebens des Strangs aus der Gießnut mit einer solchen Geschv/indigkeit und bei solcher Temperatur durchgeführt werden, daß kein Erstarrungsschwund auftritt,und daß danach die Temperatur des Strangs, während dieser zwischen dem Gießrad und dem Walzwerk verläuft, auf .eine Temperatur erhöht wird, die oberhalb derjenigen Temperatur liegt, bei der die Legierungsmetalle sich an Korngrenzen des Aluminium-Grundmetalls abscheiden würden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausheben des gegossenen Strangs aus der Gießnut bei einer Temperatur von weniger als 504° C durchgeführt wird und daß das Erhöhen der Temperatur des Strangs durch Hindurchführen desselben durch einen Wärme auf den Strang übertragenden Erhitzer vorgenommen v/ird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung in der Gießnut auf eine Temperatur zwischen ungefähr 427 und 504° C abgekühlt v/ird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gegossenen Strangs nach dem Durchlauf durch den Erhitzer ungefähr 454 bis 616° C beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gegossenen Strangs nach dem Durchlauf durch, den Erhitzer ungefähr 454°bis 510° C beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die·Temperatur des gegossenen Strangs nach dem Durchlauf durch den Erhitzer ungefähr 510° bis 549° C beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gegossenen Strangs nach dem Durchlauf durch den Erhitzer ungefähr 549°bis 616° C beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gegossenen Strangs beim Beginn des Warmverfonuens ungefähr 454° bis 616° C beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gegossenen Strangs beim Beginn des Warmverformens ungefähr 454° bs 510° C beträgt.

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10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gegossenen Strangs beim Beginn des Warmverformens ungefähr 510° bis 549° C beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gegossenen Strangs beim Beginn des Warmverformens ungefähr 549 bis 616 C beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierliche Walzen des gegossenen Metalls zur Bildung des warr.iverformten Strangs bei einer Temperatur, die oberhalb des Temperaturbereichs liegt, bei dem die Legierungsmetalle sich an Korngrenzen des Aluminiui.;-Grundmetalls abscheiden, in der Weise durchgeführt wird, daß der Strang warmgewalzt wird, während der Strang gleichzeitig mit einem löslichen Öl beschichtet wird, welches eine Temperatur von weniger als 93 C besitzt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierliche Abschrecken des Strangs auf einen Temperaturwert, der unterhalb des Temperaturbereichs liegt, bei dem eine wesentliche, augenblickliche Abscheidung von Legierungsmetallen stattfindet, und das vollständige Kühlen der Legierung, das, gerechnet vom Beginn der Warmverformung bis zum Ende des Abschreckens, innerhalb eines Zeitraums erfolgt, bei dem noch keine wesentliche Ausscheidung der Legierungsmetalle stattfindet, in der Weise durchgeführt werden, daß der warmgewalzte Strang unmittelbar nach seinem Austritt aus der Warmwalzeinrichtung auf eine Temp-eratur von weniger als 204 C abgeschreckt wird und daß der Zeitraum zwischen dem Eintritt in die Warmwalzeinrichtung und dem Abschluß des Abschreckens auf eine weniger als 204° C betragende Temperatur zwischen 9 Sekunde und 30 Sekunden beträgt.

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