(19) |
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(11) |
EP 2 334 834 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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02.09.2015 Patentblatt 2015/36 |
(22) |
Anmeldetag: 11.07.2009 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE2009/000973 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2010/037355 (08.04.2010 Gazette 2010/14) |
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(54) |
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON VERBUNDMETALL-HALBZEUGEN
METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE METAL SEMI-FINISHED PRODUCTS
PROCÉDÉ DE FABRICATION DE DEMI-PRODUITS EN MÉTAUX COMPOSITES
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO
PL PT RO SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
01.10.2008 DE 102008049838 17.06.2009 DE 102009025197
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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22.06.2011 Patentblatt 2011/25 |
(73) |
Patentinhaber: VDM Metals GmbH |
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58791 Werdohl (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- DEMIRCI, Cihangir
47807 Krefeld (DE)
- KLÖWER, Jutta
40547 Düsseldorf (DE)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A1- 10 026 816 FR-A1- 2 615 426 JP-A- 55 122 661
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DE-C1- 19 942 234 JP-A- 5 125 460 US-A- 3 353 585
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen.
[0002] Die
DE 23 55 745 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundmetallstücken, vornehmlich von
Walzenkörpern, mit einer Außenhaut und mit einem Kern von unterschiedlicher Beschaffenheit
oder Zusammensetzung. Gemäß diesem Verfahren wird zunächst steigend in eine Gussform,
die die Form des herzustellenden Stückes hat, ein erstes flüssiges Metall gegossen.
Dieses Metall lässt man bis zur Erzielung einer verfestigten Außenhaut der gewünschten
Stärke erkalten. Der verbleibende flüssige Teil des ersten Metalls wird abgeführt
und er wird gleichzeitig durch ein zweites Metall mit gegenüber dem ersten Metall
unterschiedlicher Beschaffenheit und/oder Zusammensetzung ersetzt das den Kern des
Stücks bilden soll. Dabei wird dieses zweite Metall durch den oberen Teil der Gussform
eingeführt.
[0003] In der
DE 25 53 402 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbundwalzen beschrieben,
beinhaltend einen Mantel aus einem ersten Material hoher Härte und Abriebfestigkeit
und einem den Kern der Walze bildenden Kern- und Halsabschnitten aus einem zweiten
Material. Der Mantel wird in Form eines hohlen Zylinders mit vorherbestimmtem Außendurchmesser
und vorherbestimmter Stärke vorgegossen. Es wird eine Formanordnung aufgestellt, wobei
der Mantel auf einem Formabschnitt zur Bildung eines Halses der Walze aufsitzt und
die Längsachse des Mantels und des Formabschnittes in Vertikalrichtung verlaufen.
Anschließend wird eine Elektrode aus einem Elektroschlackenschmelzmaterial ins Innere
des Mantels und des Halsformabschnittes eingebracht, die aus einem Material vorgefertigt
ist, dessen chemische Zusammensetzung so gewählt ist, dass hieraus nach Schmelzen
und Wiederverfestigung der Kern aus dem zweiten Material besteht und dass die Elektrode
so geschmolzen wird, dass das Innere des Mantels und des Formabschnitts gefüllt wird.
Bei diesem Stand der Technik ist das Risiko der Schlackenbildung zwischen innerem
und äußerem Material gegeben, so dass keine Verbindung der beiden Metalle im Mischbereich
möglich ist.
[0004] Die
WO 97/32112 offenbart eine Turbinenwelle, insbesondere für eine Dampfturbine, welche entlang
einer Rotationsachse gerichtet ist und einen ersten axial gerichteten Bereich mit
einem maximalen Radius und einen an diesem angrenzenden zweiten axial gerichteten
Bereich mit einem maximalen Radius R2 > R1 aufweist, wobei der erste Bereich einen
ersten Grundwerkstoff für einen Einsatz bei einer ersten Temperatur und der zweite
Bereich einen zweiten Grundwerkstoff für einen Einsatz bei einer zweiten, gegenüber
der ersten Temperatur niedrigeren Temperatur mit einer jeweiligen Stahllegierung beinhaltend
8,0 bis 12,5 Gew.-% Chrom aufweist, deren jeweilige Austenitisierungstemperatur im
Wesentlichen gleich sind. In das Innere eines Hohlzylinders werden Elektroden aus
dem zweiten Werkstoff gemäß dem ESU-Verfahren abgeschmolzen, so dass auch hier ähnliche
Probleme, wie vorab beschrieben, zu erwarten sind.
[0005] Der
US 3,353,585 ist ein Verfahren zur kontrollierten Kühlung von gegossenen Metallen zu entnehmen.
Innerhalb eines ersten Behältnisses wird eine Elektrode abgeschmolzen. Dieses erste
Behältnis wird von einem zweiten Behältnis mit Abstand umgeben, wobei in dem Spalt
zwischen dem ersten und dem zweiten Behältnis Wasser geführt wird. In das innenliegende
Behältnis wird noch eine Leitung eingeführt, über welche Helium als Gas im Verlauf
des Gießprozesses eingeführt werden kann.
[0006] Die
JP 55122661 offenbart einen Stahlblock zur Herstellung von gerollten Rädern für Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge.
Innerhalb einer äußeren Form wird ein als Rohr ausgebildeter, insbesondere hochkohlenstoffhaltiger
Stahl eingebracht. Im unteren Bereich der Form wird ein mit geringem Kohlenstoff versehener
hochmagnesium- und hochaluminiumhaltiger Stahl aufgeschmolzen. Eine in das Rohr eingeführte
Elektrode schmilzt das hochkohlenstoffhaltige Material auf.
[0007] Die
DE 100 26 816 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von weitgehend seigerungs- und insbesondere
freckelfreien Gusskörpern aus Metall, insbesondere aus hochlegierten Stählen sowie
Ni- und Co-Basislegierungen großer Abmessungen nach einem Elektroschlacke Schmelz-
oder Gießverfahren unter Verwendung einer kurzen, stromleitenden, wassergekühlten
Kokille, in deren Wand nicht direkt wassergekühlte Stromleitelemente elektrisch isoliert
gegenüber dem den Gusskörper formenden Teil der Kokille eingebaut sind. Ein weitgehend
seigerungs- und freckelfreier Vorblock eines Flächenquerschnitts von höchstens 90
% des den Gusskörper formenden Teils der Kokille wird in dieser, unter Verwendung
eines durch den Stromdurchgang erhitzten sicheren Bereich der Stromleitelemente der
Kokille befindlichen Schlackenbades durch fortgesetztes, dosiertes Eingießen flüssigen
Metalls oder die Zufuhr von im heißen Schlackenbad aufschmelzenden festem Material
in Form von Granalien oder Stangen mit dem zugeführten Metall verbunden.
[0008] Die
FR 2615426 offenbart ein Verfahren zur Herstellung bimetallischer Werkstücke durch Elektroschlackeguss.
In einer Formungshülse, die die erste Schicht des bimetallischen Werkstücks bildet,
wird ein Schlackebad gemacht, wobei das Auftragmetall einer selbst verzehrenden Elektrode,
das die zweite Schicht des bimetallischen Werkstücks bildet, durch den Elektroschlackeguss
mit dieser verbunden wird.
[0009] Schließlich beschreibt die
JP 05125460 eine Einrichtung und ein Verfahren zur Behandlung metallischer Materialien. In dieser
Druckschrift wird ein Schaltverfahren für unterschiedliche Elektroden beschrieben,
welche mit einem Plasmalichtbogen in Wirkverbindung stehen, der das metallische Material
aufmischt.
[0010] Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen
bereitzustellen, mittels welchem eine Vielzahl unterschiedlicher Halbzeuge aus unterschiedlichen
Metallen bzw. metallischen Legierungen für unterschiedliche Anwendungsfälle erzeugt
werden können.
[0011] Des Weiteren soll eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen vorgeschlagen
werden, die einfach im Aufbau und zur Herstellung von unterschiedlichen Verbundmetall-Halbzeugen
aus unterschiedlichsten Metallen bzw. metallischen Legierungen geeignet ist.
[0012] Dieses Ziel wird erreicht durch ein Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen,
indem in einen als Tiegel ausgebildeten Grundkörper aus einem ersten Metall bzw. einer
ersten metallischen Legierung eine Elektrode aus einem zweiten Metall bzw. einer zweiten
metallischen Legierung eingeführt und die Elektrode unter Stromzufuhr innerhalb des
Grundkörpers abgeschmolzen wird, dergestalt, dass das erste Metall bzw. die ersten
metallische Legierung des Grundkörpers über einen definierten Querschnitt aufgeschmolzen
wird, wobei die beiden Metalle bzw. die beiden metallischen Legierungen nach ihrer
Erstarrung eine schlackenfreie Mischzone aus den beiden Metallen bzw. den beiden metallischen
Legierungen bilden.
[0013] Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen
verfahrensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.
[0014] Dieses Ziel wird auch erreicht durch eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen,
zumindest beinhaltend einen, einen Boden aufweisenden Kühltopf, der einen Grundkörper
aus einem ersten Metall bzw. einer ersten metallischen Legierung aufnimmt, wobei der
Grundkörper mit definiertem Abstand zur Wandung des Kühltopfes positioniert ist und
der Grundkörper ein Bodenelement beinhaltet, eine innerhalb des Grundkörpers eingebrachte
und unter VAR-Bedingungen abgeschmolzene Elektrode aus einem zweiten Metall bzw. einer
zweiten metallischen Legierung sowie ein Kühlmedium, das den Freiraum zwischen dem
Grundkörper und der Wandung ausfüllt, wobei der Grundkörper im Bereich seines oberen
Endes durch einen entfernbaren Flansch abgeschlossen ist, wobei der Flansch mit dem
Grundkörper durch Verschraubung verbunden ist und das Kühlmedium durch Wasser gebildet
ist, das den Kühltopf von unten nach oben durchströmt.
[0015] Der Kühltopf besteht vorzugsweise aus Stahl oder einer Stahllegierung.
[0016] Als Material für den als Tiegel ausgebildeten Grundkörper kann ein Metall, beispielsweise
eine erste Nickel-, Eisen-, Kobalt- oder Titanbasislegierung eingesetzt werden, während
die Elektrode aus einem Metall bzw. einer metallischen Legierung, beispielsweise einer
zweiten Nickel-, Eisen-, Kobalt- oder Titanbasislegierung besteht. Je nach späterem
Anwendungsfall können auch Gemische aus ersten und zweiten Legierungen verwendet werden.
[0017] Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf die angesprochenen Basislegierungen beschränkt,
vielmehr können in Abhängigkeit vom Anwendungsfall auch alternative, bedarfsweise
unterschiedliche, Metalle bzw. Legierungen zum Einsatz gelangen. Ebenfalls denkbar
ist, den Tiegel aus einem weicheren oder härteren Material als die Elektrode herzustellen.
Der Fachmann wird in Abhängigkeit der Art der Weiterverarbeitung, respektive den Anforderungen
an das Endprodukt, die geeigneten Werkstoffe auswählen.
[0018] Von besonderem Vorteil bei der Erzeugung von Verbundmetall-Halbzeugen ist es, wenn
die zum Einsatz gelangenden Metalle, respektive metallischen Legierungen, ähnliche
Wärmeleitfähigkeiten aufweisen. Durch diese Maßgabe kann eine besonders innige schlackenfreie
Verbindung der zum Einsatz gelangenden Werkstoffe und eine homogene Mischzone realisiert
werden.
[0019] Durch das erfindungsgemäße Verfahren, respektive die erfindungsgemäße Einrichtung,
wird somit ein Verbundmetall-Halbzeug gebildet, das im Bereich eines definierten Querschnitts
zwischen dem äußeren und dem inneren Metall eine schlackenfreie Mischzone aus beiden
Metallen bzw. beiden metallischen Legierungen beinhaltet. Durch diese Maßnahme wird
eine schlackenfreie innige Verbindung zwischen den beiden Metallen bzw. metallischen
Legierungen herbeigeführt, die eine gute Weiterverarbeitung, beispielsweise durch
Schmieden, ermöglicht, wobei die Vorteile beider Metalle bzw. beider metallischer
Legierungen erhalten bleiben.
[0020] Das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Verbundmetall-Halbzeug kann
anschließend durch geeignete Bearbeitungsschritte, wie Strangpressen, Pilgern, Walzen,
Schmieden oder Ziehen zu Produkten, wie Draht, Blech, Band oder Stangen umgeformt
werden.
[0021] Die Tabelle 1 gibt einige ausgewählte Legierungen wieder, wie sie für die Erzeugung
des erfindungsgemäßen Verbundmetall-Halbzeuges Verwendung finden können:
[0022] Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt
und wird wie folgt beschrieben.
[0023] Die einzige Figur zeigt als Prinzipskizze eine Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen.
[0024] Innerhalb eines, beispielsweise aus Stahl oder einer Stahlegierung bestehenden Kühltopfes
1, der einen nach unten abgeschlossenen Boden 2 aufweist, wird ein als rohrförmiges
Bauteil ausgebildeter Grundkörper 3 aus einer ersten metallischen Legierung, beispielsweise
einer Nickelbasislegierung, eingebracht. Das rohrförmige Bauteil 3 ist im Bereich
seines unteren Endes durch ein Bodenelement 4 abgeschlossen. Das Bodenelement 4 kann
entweder mit dem Bauteil 3 verschweißt oder einstückig am Bauteil 3 angeformt sein.
In seinem oberen Bereich ist das Bauteil 3 durch einen entfernbaren Flansch 5 abgeschlossen,
der (hier nicht dargestellt) mit dem Bauteil 3, beispielsweise durch eine Schraubverbindung,
in Wirkverbindung steht. Der Flansch 5 weist eine Ausnehmung 6 auf, durch welche eine
Elektrode 7 aus einer zweiten metallischen Legierung, beispielsweise einer anderen
Nickelbasislegierung, eingeführt wird. Das Bauteil 3 wird mit definiertem Abstand
a zur Wandung 8 des Kühltopfes 1 positioniert, wobei der Freiraum mit einem Kühlmedium,
beispielsweise Wasser, gefüllt wird, das den Kühltopf 1 von unten nach oben durchströmt.
Beim Abschmelzen der Elektrode 7 unter VAR-Bedingungen wird Material 9 der Elektrode
7, von unten nach oben aufsteigend, innerhalb des rohrförmigen Bauteiles 3 abgeschmolzen.
Infolge der gewählten metallischen Legierungen einerseits des rohrförmigen Bauteils
3 und anderseits der Elektrode 7 wird die Innenwand 10 des rohrförmigen Bauteils 3
über einen vorgebbaren Querschnitt b aufgeschmolzen, so dass im erstarrten Zustand
des Verbundmetall-Halbzeugs eine schlackenfreie Mischzone c aus beiden metallischen
Legierungen vorliegt.
[0025] Lediglich beispielsweise wird angegeben, dass der Tiegelwerkstoff alternativ aus
alloy 617 besteht, während die Elektrode aus dem gleichen oder einem anderen Werkstoff,
wie beispielsweise alloy C-263, gebildet sein kann.
[0026] Beide Werkstoffe sind Nickelbasislegierungen, die jedoch unterschiedliche Werkstoffeigenschaften
aufweisen. Wie bereits angesprochen, ist der Erfindungsgegenstand nicht auf Nickelbasislegierungen
beschränkt, vielmehr können, in Abhängigkeit vom Anwendungsfall des Endproduktes,
auch andere Metalle bzw. Legierungen eingesetzt werden.
[0027] In diesem Zusammenhang wird auf die Tabelle 1 verwiesen, die weitere Werkstoffkombinationen
enthält, die zur optimalen schlackenfreien Ausbildung der Mischzone c ähnliche Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweisen.
Bezugszeichenliste
[0028]
- 1
- Kühltopf
- 2
- Boden
- 3
- Grundkörper (Tiegel)
- 4
- Bodenelement
- 5
- Flansch
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Elektrode
- 8
- Wandung
- 9
- Material
- 10
- Innenwand Grundkörper
- a)
- Abstand Grundkörper (3) - Wandung (8)
- b)
- aufgeschmolzener Querschnitt Grundkörper (3)
- c)
- Mischzone zwischen Elektrode (7) und Grundkörper (3)
Tabelle 1
Wärmeleitfähigkeltswerte [W/mK] |
|
Grundkörper/ Tiegel |
Elektrode |
|
Grundkörper/ Tiegel |
Elektrode |
|
Grundkörper/ Tiegel |
Elektrode |
|
Grundkörper/ Tiegel |
Elektrode |
|
Grundkörper/ Tiegel |
Elektrode |
Temp.(°C) |
alloy 671 (5520Co) |
C-263, 5120CoTi |
|
alloy 602 (6025H/HT) |
C-263, 5120CoTi |
|
Alloy 602 |
Alloy 718 |
|
Alloy 625 |
Alloy 825 |
|
Alloy X |
Alloy 800 |
20 |
13,4 |
11,7 |
|
11,3 |
11,7 |
|
11,3 |
11,1 |
|
10,1 |
10,8 |
|
11,3 |
11,5 |
100 |
14,7 |
13 |
|
12,7 |
13 |
|
12,7 |
12,2 |
|
11,3 |
12,4 |
|
12,7 |
13,1 |
200 |
16,3 |
14,7 |
|
14,4 |
14,7 |
|
14,4 |
13,6 |
|
12,7 |
14,1 |
|
14,5 |
14,8 |
300 |
17,7 |
16,3 |
|
16 |
16,3 |
|
16 |
15,2 |
|
14,4 |
15,6 |
|
16,2 |
16,4 |
400 |
19,3 |
18 |
|
17,6 |
18 |
|
17,6 |
17 |
|
16 |
16,9 |
|
17,9 |
18,1 |
500 |
20,9 |
19,7 |
|
19,2 |
19,7 |
|
19,2 |
18,9 |
|
17,6 |
18,3 |
|
19,5 |
19,6 |
600 |
22,5 |
21,4 |
|
20,6 |
21,4 |
|
20,6 |
20,8 |
|
19,2 |
19,6 |
|
21,2 |
21,2 |
700 |
23,9 |
23 |
|
22,2 |
23 |
|
22,2 |
22,4 |
|
20,6 |
21 |
|
22,8 |
22,8 |
800 |
25,5 |
24,7 |
|
24,5 |
24,7 |
|
24,5 |
24,4 |
|
22,2 |
23,2 |
|
24,6 |
24,3 |
900 |
27,1 |
26,8 |
|
26,1 |
26,8 |
|
26,1 |
26,1 |
|
24,5 |
25,7 |
|
26,4 |
25,7 |
1000 |
28,7 |
28,5 |
|
27,7 |
28,5 |
|
27,7 |
28 |
|
26,1 |
28,1 |
|
28,2 |
27,3 |
Temp.(°C) |
Alloy 200 |
Alloy 400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-200 |
78,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-135 |
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-100 |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-75 |
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
71,5 |
|
|
|
|
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|
20/30 |
70,5 |
26 |
|
|
|
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|
100 |
66,5 |
29,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
61,5 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
57 |
36,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
56 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
57,5 |
44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600 |
60 |
48,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
700 |
62 |
52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
800 |
64 |
56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
900 |
66,5 |
58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
69 |
|
|
|
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|
1. Verfahren zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen, indem in einen als Tiegel
ausgebildeten Grundkörper (3) aus einem ersten Metall bzw. einer ersten metallischen
Legierung eine Elektrode (7) aus einem zweiten Metall bzw. einer zweiten metallischen
Legierung eingeführt und die Elektrode (7) unter Stromzufuhr innerhalb des Grundkörpers
(3) abgeschmolzen wird, dergestalt, dass das erste Metall bzw. die ersten metallische
Legierung des Grundkörpers (3) über einen definierten Querschnitt (b) aufgeschmolzen
wird, wobei die beiden Metalle bzw. die beiden metallischen Legierungen nach ihrer
Erstarrung eine schlackenfreie Mischzone (c) aus den beiden Metallen bzw. den beiden
metallischen Legierungen bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (3) mit definiertem Abstand (a) zur Wandung (8) eines Kühltopfes
(1) positioniert wird, und dass der Freiraum zwischen dem Grundkörper (3) und der
Wandung (8) von einem Kühlmedium durchströmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum zwischen dem Grundkörper (3) und der Wandung (8) mit Wasser gekühlt
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser den Freiraum zwischen dem Grundkörper (3) und der Wandung (8) mit definierter
Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit von unten nach oben durchströmt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (7) unter VAR-Bedingungen schlackenfrei innerhalb des Grundkörpers
(3) abgeschmolzen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Grundkörper (3) ein Hohlkörper, insbesondere ein Hohlzylinder, eingesetzt wird,
der im Bereich seines unteren Endes mit einem Bodenelement (4) in Wirkverbindung gebracht
und im Bereich seines oberen Endes durch einen entfernbaren Flansch (5) abgeschlossen
wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für den Hohlkörper (3) eine Ni-, Fe-, Co-, oder Ti-Basislegierung eingesetzt
wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektrodenwerkstoff (7) eine Nickel-, Eisen-, Kobalt- oder TitanBasislegierung
eingesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das so erzeugte Halbzeug zu Draht-, Blech-, Band- oder Stangenmaterial umgeformt
wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug durch Strangpressen, Pilgern, Walzen, Schmieden oder Ziehen zu seiner
endgültigen Form umgewandelt wird.
11. Einrichtung zur Herstellung von Verbundmetall-Halbzeugen, zumindest beinhaltend einen,
einen Boden (2) aufweisenden Kühltopf (1), der einen Grundkörper (3) aus einem ersten
Metall bzw. einer ersten metallischen Legierung aufnimmt, wobei der Grundkörper (3)
mit definiertem Abstand (a) zur Wandung (8) des Kühltopfes (1) positioniert ist und
der Grundkörper (3) ein Bodenelement (4) beinhaltet, eine innerhalb des Grundkörpers
(3) eingebrachte und unter VAR-Bedingungen abgeschmolzene Elektrode (7) aus einem
zweiten Metall bzw. einer zweiten metallischen Legierung sowie ein Kühlmedium, das
den Freiraum zwischen dem Grundkörper (3) und der Wandung (8) ausfüllt, wobei der
Grundkörper (3) im Bereich seines oberen Endes durch einen entfernbaren Flansch (5)
abgeschlossen ist, wobei der Flansch (5) mit dem Grundkörper (3) durch Verschraubung
verbunden ist und das Kühlmedium durch Wasser gebildet ist, das den Kühltopf (1) von
unten nach oben durchströmt.
1. A method for producing composite metal semi-finished products, in that an electrode
(7) made of a second metal or a second metal alloy is introduced into a base body
(3) formed as a crucible and made of a first metal or a first metal alloy and the
electrode (7) is molten off inside the base body (3) by electrical power supply, in
such a way that the first metal or the first metal alloy of the base body (3) is fused
over a defined cross section (b), wherein the two metals or the two metal alloys form,
after their solidification, a slag-free mixed zone (c) composed of the two metals
or the two metal alloys.
2. A method according to claim 1, characterized in that the base body (3) is positioned at a defined distance (a) from the wall (8) of a
cooling pot (1), and that a cooling medium flows through the free space between the
base body (3) and the wall (8).
3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the free space between the base body (3) and the wall (8) is cooled with water.
4. A method according to one of the claims 1 through 3, characterized in that the water in the free space between the base body (3) and the wall (8) flows through
from the bottom to the top with defined temperature and flow velocity.
5. A method according to one of the claims 1 through 4, characterized in that the electrode (7) will be molten off under VAR conditions in a slag-free manner inside
the base body (3).
6. A method according to one of the claims 1 through 5, characterized in that a hollow body, in particular a hollow cylinder is used as base body (3), which is
actively related to a bottom element (4) in the area of its lower end and is closed
by a removable flange (5) in the area of its upper end.
7. A method according to one of the claims 1 through 6, characterized in that a Ni, Fe, Co or Ti-based alloy is used as material of the hollow body (3).
8. A method according to one of the claims 1 through 7, characterized in that a nickel, iron, cobalt or titanium-based alloy is used as electrode material (7).
9. A method according to one of the claims 1 through 8, characterized in that the thus produced semi-finished product is formed into wire, sheet metal, band or
bar material.
10. A method according to one of the claims 1 through 9, characterized in that the semi-finished product is converted into its final shape by means of extrusion
molding, pilgering, rolling, forging or drawing.
11. A device for producing composite metal semi-finished products, at least comprising
one cooling pot (1) comprising a bottom (2), which cooling pot receives a base body
(3) made of a first metal or a first metal alloy, wherein the base body (3) is positioned
at a defined distance (a) from the wall (8) of the cooling pot (1) and the base body
(3) comprises a bottom element (4), an electrode (7) made of a second metal or a second
metal alloy which has been introduced into the base body (3) and molten off under
VAR conditions, as well as a cooling medium which fills out the free space between
the base body (3) and the wall (8), wherein the base body (3) is closed by a removable
flange (5) in the area of its upper end, wherein the flange (5) is connected to the
base body (3) by screwing and the cooling medium is formed by water which flows through
the cooling pot (1) from the bottom to the top.
1. Procédé de fabrication de demi-produits en métaux composites en introduisant une électrode
(7) en un deuxième métal ou en un deuxième alliage métallique dans un corps de base
(3) sous forme d'un creuset et fabriqué en un premier métal ou en un premier alliage
métallique et en fondant l'électrode (7) à l'intérieur du corps de base (3) en appliquant
un courant électrique, de façon à ce que le premier métal ou le premier alliage métallique
du corps de base (3) soit fondé sur une section transversale définie (b), les deux
métaux ou les deux alliages métalliques formant, après leur solidification, une zone
de mélange (c) sans scories et composée des deux métaux ou des deux alliages métalliques.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de base (3) est positionné à une distance définie (a) de la paroi (8) d'un
pot de refroidissement (1), et qu'un agent de refroidissement s'écoule à travers l'espace
libre entre le corps de base (3) et la paroi (8).
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'espace libre entre le corps de base (3) et la paroi (8) est refroidi par de l'eau.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'eau s'écoule du bas vers le haut à travers l'espace libre entre le corps de base
(3) et la paroi (8) avec une température et une vitesse d'écoulement définies.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'électrode (7) est fondée à l'intérieur du corps de base (3) sous des conditions
VAR sans former des scories.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un corps creux, notamment un cylindre creux est utilisé comme corps de base (3), qui
est activement relié à un élément de fond (4) au niveau de son extrémité inférieure
et qui est fermé par une bride (5) amovible au niveau de son extrémité supérieure.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un alliage à base de Ni, de Fe, de Co ou de Ti est utilisé en tant que matériau du
corps creux (3).
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un alliage à base de nickel, de fer, de cobalt ou de titane est utilisé en tant que
matériau de l'électrode (7).
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le demi-produit, qui a été fabriqué ainsi, est transformé en un matériau en fil,
en tôle, en bande ou en barre.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le demi-produit est transformé en sa forme finale par l'extrusion, par le pèlerinage,
par le laminage, par le forgeage ou par l'étirage.
11. Dispositif destiné à la fabrication de demi-produits en métaux composites, au moins
comprenant un pot de refroidissement (1) comprenant un fond (2), lequel pot de refroidissement
reçoit un corps de base (3) en un premier métal ou en un premier alliage métallique,
le corps de base (3) étant positionné à une distance définie (a) de la paroi (8) du
pot de refroidissement (1) et le corps de base (3) comprenant un élément de fond (4),
une électrode (7) en un deuxième métal ou en un deuxième alliage métallique, qui a
été introduite dans le corps de base (3) et fondée sous des conditions VAR, ainsi
qu'un agent de refroidissement qui remplit l'espace libre entre le corps de base (3)
et la paroi (8), le corps de base (3) étant fermé par une bride amovible (5) au niveau
de son extrémité supérieure, la bride (5) étant reliée au corps de base (3) par vissage
et l'agent de refroidissement étant formé par de l'eau qui s'écoule du bas vers le
haut à travers le pot de refroidissement (1).
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