DE202009013126U1 - Kokille zum Stranggießen - Google Patents
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Abstract
Kokille zum Stranggießen von Metallen und Legierungen mit einer Beschichtung auf der Kokilleninnenwandseite, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus Kupfer mit darin eingebetteten Siliziumkarbid-Körnern besteht.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Kokille zum Stranggießen von Metallen und Legierungen mit einer Beschichtung auf der Kokilleninnenwandseite.
- Kokillen der genannten Art bestehen aus einzelnen Platten, die zu einer Kokille zusammengebaut werden. Zur Kühlung sind in den Kokillenplatten Kühlkanäle vorgesehen, die von einer Kühlflüssigkeit, zumeist Wasser, durchströmt werden.
- Bereits in der
DE 30 38 289 A1 wird beschrieben, dass die Kokilleninnenwände häufig galvanisch behandelt werden, um die Kokilleninnenwand gegenüber den zu Beginn des Stranggießens in den kokillenbewegten Anfahrsträngen sowie später gegenüber dem flüssigen bzw. fest werdendem Stahl widerstandsfähig zu erhalten. Zunächst ist zur Oberflächenbehandlung eine Hartverchromung vorgeschlagen worden, allerdings waren die Standzeiten derartiger Kokillen verhältnismäßig gering, weshalb eine Metallschicht aus Nickel zusammen mit in einer temperierten Lösung eines oder mehrerer Nickelsalze suspendierten Hartstoffpartikeln auf die Kokilleninnenwand zur Abscheidung vorgeschlagen wird. Als Hartstoffpartikel soll insbesondere Siliziumkarbid mit (SiC) verwendet werden. Seinerzeit konnte überraschend festgestellt werden, dass mit SiC-Partikeln dotierte Nickelschichten eine Verschleißminderung bewirken. Seinerzeit war es überraschend, dass insbesondere beim Stahlguss das in der Kokille bewegte flüssige Metall weder die SiC-Partikel chemisch angreift noch beim Aushärten des Stahls ein mechanisches Herausbrechen der Partikel eintritt. - Eine solche Beschichtung der Kokilleninnenwände wurde mit Erfolg auch bei Kupfer-Kokillen verwendet, die durch Gebrauch auf der Innenseite so stark verschlissen waren, dass sie für den Strangguss nicht mehr brauchbar waren. Die Innenwandbeschichtung ermöglicht die Wiederherstellung einer Kokille mit den gewünschten Innenmaßen, welche einen optimalen Strangguss gewährleisten.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kokille anzugeben, die preiswert herstellbar ist und eine gleichgute Verschleißbeständigkeit besitzt wie solche Kokillen, die mit einer Nickelbeschichtung, dotiert mit SiC-Partikeln, versehen werden.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Kokille nach Anspruch 1 vorgeschlagen, bei der die Beschichtung aus Kupfer mit darin eingebetteten Siliziumkarbidkörnern besteht.
- Der Vorteil einer solchen Kokille besteht darin, dass Kupfer einerseits ein preiswerterer Rohstoff als Nickel ist. Andererseits kann durch die Beschichtung der Kokille, insbesondere der Kupferkokille mit Kupfer ein besserer Haftverbund erzielt werden. Überraschenderweise ist die Verschleißbeständigkeit einer solchen Kokille in zumindest gleicher Weise wie bei einer Nickelbeschichtung gegeben. Die Dicke der Beschichtung richtet sich nach dem gewünschten Endmaß der Kokillen-Innenabmessung und kann bis zu 20 mm betragen. Die SiC-Körner besitzen vorzugsweise eine Größe von 0,3 μm bis 1 μm und stellen in der Beschichtung einen Volumenanteil von mindestens 5% bis maximal 15% dar.
- Bei einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Beschichtung aus Kupfer und Siliziumkarbid elektrolytisch auf den Kokillenwänden abgeschieden. Die galvanische Abscheidung von Metallschichten aus Elektrolytlösungen ist im Prinzip aus der eingangs genannten Schrift bekannt. Zunächst wird vorzugsweise eine Suspension aus Hartstoffpartikeln und einem Benetzungsmittel hergestellt und eine auf diese Weise erhaltene pastöse Masse anschließend in eine Elekrolytlösung gegeben und hierin verteilt. Das Benetzungsmittel dient im Wesentlichen dazu, eine Agglomeration der Hartstoffpartikel im Elektrolyten zu vermeiden. Insgesamt führt die Cu-Schicht mit eingebetteten SiC-Partikeln zu einer Verbesserung der Abriebfestigkeit der Kokillenwandinnenseite, die bei Einhaltung von kleinen SiC-Körnern auch hinreichend glatt hergestellt werden kann.
- In einem konkreten Ausführungsbeispiel ist eine Kokilleninnenwand mit einer Schichtdicke von 10 mm hergestellt worden, wobei die Beschichtung aus Cu mit einem Volumenanteil von 10% SiC-Partikeln einer Größe von 0,5 μm (Durchschnittsmaß) bestand.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3038289 A1 [0003]
Claims (5)
- Kokille zum Stranggießen von Metallen und Legierungen mit einer Beschichtung auf der Kokilleninnenwandseite, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus Kupfer mit darin eingebetteten Siliziumkarbid-Körnern besteht.
- Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung bis zu 20 mm dick ist.
- Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die SiC-Körner eine Größe von 0,3 μm bis 1 μm aufweisen.
- Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenanteil an SiC-Körnern in der Cu-Schicht mindestens 5% bis maximal 15% beträgt.
- Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus Kupfer und Siliziumkarbid elektrolytisch auf den Kokilleninnenwänden abgeschieden worden ist.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20100114 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20120823 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
| R071 | Expiry of right |