專利名稱：連鑄用的結(jié)晶器的制作方法
連鑄用的結(jié)晶器本發(fā)明涉及一種用于金屬或金屬合金的連鑄用的銅結(jié)晶器或銅結(jié)晶器板，其包含在結(jié)晶器內(nèi)壁上的或在面向連續(xù)鑄錠的結(jié)晶器板側(cè)上的鍍層。上述類型的結(jié)晶器由各個(gè)板組成，這些板共同構(gòu)成結(jié)晶器。為了進(jìn)行冷卻，在結(jié)晶器板中設(shè)置冷卻通道，所述冷卻通道被冷卻液(大多是水)穿流。在DE 30 38 289A1中已經(jīng)描述，對結(jié)晶器內(nèi)壁往往進(jìn)行電鍍處理，以便獲得這樣的結(jié)晶器內(nèi)壁，其耐受得住在連鑄的開始時(shí)運(yùn)動(dòng)到結(jié)晶器中的啟動(dòng)坯料以及以后耐受得住液體的或變?yōu)楣腆w的鋼。首先建議硬鍍鉻表面處理，然而這種結(jié)晶器壽命比較短，因此建議金屬層由鎳再加上在一種或者多種鎳鹽溶液中懸浮的硬質(zhì)材料顆粒沉積在結(jié)晶器內(nèi)壁上來制成。作為硬質(zhì)材料顆粒特別應(yīng)該使用碳化硅(SiC)。當(dāng)初可以令人意想不到地確認(rèn)， 用SiC顆粒摻雜的鎳層導(dǎo)致耐磨強(qiáng)度降低。令人意想不到的是，特別是鑄鋼時(shí)在結(jié)晶器中移動(dòng)的液態(tài)金屬既不在化學(xué)上侵蝕SiC顆粒，也不在鋼硬化時(shí)出現(xiàn)顆粒的機(jī)械脫落。結(jié)晶器內(nèi)壁這樣的用SiC顆粒摻雜的鎳鍍層以前在銅結(jié)晶器的情況下也得到成功應(yīng)用，該結(jié)晶器由于使用在內(nèi)側(cè)上被強(qiáng)烈磨耗，以致對于連鑄不再適用。內(nèi)壁鍍層使結(jié)晶器可以重新具有保證最優(yōu)的連鑄所要求的內(nèi)部尺寸。本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種在可價(jià)廉物美地制造的而且具有同等質(zhì)量的耐磨性的結(jié)晶器或結(jié)晶器板。本發(fā)明的任務(wù)還在于，提供一種銅結(jié)晶器或銅結(jié)晶器板的加工方法。為了解決這個(gè)任務(wù)，建議按照權(quán)利要求1的結(jié)晶器，其中，鍍層由電解敷設(shè)的銅組成。這樣一種結(jié)晶器的優(yōu)點(diǎn)在于，一方面銅是一種比鎳便宜的原料。另一方面，通過給結(jié)晶器、特別是銅結(jié)晶器加設(shè)銅鍍層，可以達(dá)到更好的粘附結(jié)合。令人意想不到的是，這樣一種結(jié)晶器的耐磨性優(yōu)于在鎳鍍層的情況下。該鍍層的厚度按照結(jié)晶器內(nèi)部尺寸的期望的最終尺寸確定，并處于Imm和25mm之間，優(yōu)選處于3mm至15mm之間。敷設(shè)的銅層最好相對于基體具有較大的硬度。在本發(fā)明的另一個(gè)構(gòu)造中，銅與碳化硅顆粒通過電解方法析出在結(jié)晶器壁上。從開頭所述的文獻(xiàn)中在原理上已知從電解溶液通過電解析出金屬層。首先優(yōu)選形成由硬質(zhì)材料顆粒和潤濕劑組成的懸浮液，并將這樣獲得的糊狀物質(zhì)注入電解溶液中并分布于其中。 潤濕劑基本上用來防止硬質(zhì)材料顆粒在電解液中聚集?？偠灾哂星度氲腟iC顆粒的銅層導(dǎo)致結(jié)晶器壁內(nèi)側(cè)的耐磨性的改善，在保持小的SiC顆粒的情況下內(nèi)側(cè)仍能制造得足夠光滑。SiC顆粒具有優(yōu)選為0. 3 μ m至1 μ m的粒度并且在該鍍層中具有至少5%至最多 15%的體積百分比。為了維修磨損的結(jié)晶器或者結(jié)晶器板，提出權(quán)利要求7描述的方法，其中以機(jī)械方式鏟平(abtragen)由于連鑄而被磨損的內(nèi)面，直至達(dá)到磨損刮痕的最大深度為止；接著，再次通過電解敷設(shè)銅層，直至達(dá)到希望的最終尺寸為止。這個(gè)方法也能夠在這樣的結(jié)晶器或結(jié)晶器板的情況下使用，所述結(jié)晶器或結(jié)晶器板通過鑄造制造且最后被電解敷設(shè)銅直至達(dá)到要求的最終尺寸，其中必要時(shí)摻入上述粒度和數(shù)量的SiC顆粒。與通過鑄造并緊跟著鍛造制造的結(jié)晶器或結(jié)晶器板不同，在表面上得到細(xì)顆粒的、較硬的均質(zhì)結(jié)構(gòu)，這導(dǎo)致較長的壽命。若從連鑄工藝看合理或需要的是，可以使結(jié)晶器內(nèi)側(cè)或結(jié)晶器板內(nèi)側(cè)仍舊帶有鎳鍍層，它敷設(shè)在較晚的鑄造鏡面高度之下。按照本發(fā)明的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，所敷設(shè)的層通過強(qiáng)化滾壓進(jìn)行后續(xù)處理，優(yōu)選用液壓的強(qiáng)化滾壓工具進(jìn)行。只要結(jié)晶器或結(jié)晶器板的表面仍舊具有大于100 μ m的粗糙深度，就適宜于首先通過切削平整把表面打磨光滑，直至粗糙度尺寸達(dá)到大致50 μ m至70 μ m 為止。用強(qiáng)化滾壓工具以1.5X1071^至6X107Pa的壓力壓到工件上以進(jìn)行最后的處理， 其中強(qiáng)化滾壓工具的流體靜力支承的球體通過蜿蜒形引導(dǎo)通過結(jié)晶器或結(jié)晶器板表面，最后導(dǎo)致邊緣層強(qiáng)化，此時(shí)提高邊緣層內(nèi)的固有壓應(yīng)力(Druckeigensparmung)。總而言之，令人意想不到的是，不僅對于新的至今尚未用過的結(jié)晶器板，而且對于已經(jīng)通過連鑄被磨損的結(jié)晶器或結(jié)晶器板，電解敷設(shè)的銅層不僅在其與基礎(chǔ)材料結(jié)合方面，而且在其結(jié)構(gòu)、均勻性、無缺陷性以及硬度方面均能導(dǎo)致最優(yōu)的結(jié)果。這不僅對于純銅鍍層，而且對于附帶地帶有SiC顆粒的銅鍍層都是如此。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，對尺寸25mmX30mmX 105mm的銅制矩形樣品進(jìn)行單面電解鍍銅。敷設(shè)的銅層厚度約為10mm?；A(chǔ)材料到該層的過渡區(qū)沒有缺陷位置或結(jié)合缺陷。 這種銅鍍層的特征在于結(jié)構(gòu)非常精細(xì)，此時(shí)各個(gè)銅顆粒在光學(xué)顯微鏡下已不再能夠分辨， 而通過澆鑄和鍛造制造的銅-基本材料具有變形的顆粒并且呈現(xiàn)輕微的顆粒分離。本體的硬度測量具有74至78HV0. 01的硬度范圍，而電鍍敷設(shè)的銅層硬度為80HV0. 01。在另一個(gè)實(shí)施例中，同一幾何形狀的矩形樣品被敷設(shè)一個(gè)IOmm厚度的銅層，其具有體積百分比為10%的SiC顆粒，其平均粒度為0. 5μπι。
權(quán)利要求
1.金屬或者金屬合金連鑄用的銅結(jié)晶器或者銅結(jié)晶器板，其包含在結(jié)晶器內(nèi)壁上的或在面向連續(xù)鑄錠的結(jié)晶器板側(cè)上的鍍層，其特征在于是通過電解敷設(shè)的銅層。
2.按照權(quán)利要求1的銅結(jié)晶器或者銅結(jié)晶器板，其特征在于，銅層具有Imm至25mm、優(yōu)選3mm至15mm的厚度。
3.按照權(quán)利要求1或2的銅結(jié)晶器或者銅結(jié)晶器板，其特征在于，該銅層與基體相比具有較大的硬度。
4.按照權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)的銅結(jié)晶器或者銅結(jié)晶器板，其特征在于，在所述銅層中嵌入SiC顆粒。
5.按照權(quán)利要求4的銅結(jié)晶器或銅結(jié)晶器板，其特征在于，SiC顆粒具有0.3μπι至 Iym的粒度。
6.按照權(quán)利要求4或5中一項(xiàng)的銅結(jié)晶器或銅結(jié)晶器板，其特征在于，SiC顆粒在銅層中的體積百分比為至少5%且最大為15%。
7.連鑄用的銅結(jié)晶器或銅結(jié)晶器板的加工方法，其中，通過機(jī)械方式鏟平由于連鑄被磨損的內(nèi)面，直至磨損刮痕的最大深度，并且接著對其重新進(jìn)行鍍層，其特征在于，使用銅作為鍍層材料，該銅通過電解敷設(shè)，優(yōu)選敷設(shè)厚度為Imm至25mm。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其特征在于，銅結(jié)晶器或者銅結(jié)晶器板的多個(gè)部分設(shè)有附加的鎳外層。
9.按照權(quán)利要求7或8中一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過強(qiáng)化滾壓對已敷設(shè)的層進(jìn)行后續(xù)處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬或金屬合金連鑄用的銅結(jié)晶器或者結(jié)晶器板以及磨損的結(jié)晶器或結(jié)晶器板的加工方法。按照本發(fā)明，在結(jié)晶器內(nèi)壁或在面向連續(xù)鑄錠的結(jié)晶器板側(cè)使用通過電解敷設(shè)的銅鍍層。
文檔編號C25D5/12GK102421944SQ201080018864
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者E·埃弗茲, R·埃弗茲, S·埃弗茲 申請人:埃貢埃弗茲兩合公司(有限公司及兩合公司)