專利名稱：：鐵-鎳-鈷-合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鐵-鎳-鈷-合金的用途。
背景技術(shù)：
：在越來(lái)越大的范圍內(nèi)，經(jīng)碳纖維增強(qiáng)的塑料(CFK)也用于制備與安全相關(guān)產(chǎn)品(如在飛機(jī)制造中)的構(gòu)件也越來(lái)越多地由碳纖維增強(qiáng)了的塑料(CFK)制備。為了制備這類產(chǎn)品，工具(模具)是必要的，在所述工具中粘稠的樹(shù)脂-碳纖維-膠體(Gelege)在約180。C的溫度下硬化。在所謂的RTM(樹(shù)脂傳遞成型)-方法中將碳纖維紡織物加入到模具中，將模具抽真空和隨后向模具中注入樹(shù)脂。在約180°C下硬化后，構(gòu)件從工具中取出。作為用于這種模具的材料使用是C-鋼或者是具有微小膨脹系數(shù)的合金(具有36%鎳的鐵，Ni36)，其典型地具有1.6-2.5x10—6K—!的平均熱膨脹系數(shù)。所述RTM-模具的使用伴隨著困難和高昂的費(fèi)用，因?yàn)樵谟不髽?gòu)件很難從模具中再脫出，并且附加地構(gòu)件必須進(jìn)行費(fèi)用昂貴的精加工，從而才能滿足對(duì)它的功能的要求。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于這種模具的合金，用這種合金可以簡(jiǎn)單地克服所述的困難。所述目的通過(guò)在CFK-模具制造中使用一種鐵-鎳-鈷-合金而實(shí)現(xiàn)，所述合金具有下列組成成分(質(zhì)量％)Ni30-35%Co3-6%Al0.001—0.1%Mn0.005-0.5%Si0.005-0.5%C最大為0.1%余量鐵和制備條件下的雜質(zhì)。其中合金在20-200。C的溫度范圍內(nèi)具有〈2.Ox10—7K的平均熱膨脹系數(shù)。本發(fā)明主題的有利的進(jìn)一步的構(gòu)成可由從屬權(quán)利要求中獲得。視應(yīng)用范圍而定，Ni-含量可在32-34.5，根據(jù)需要也可在32.5-33.5°/。的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。一種優(yōu)選的合金通過(guò)下列的組成(質(zhì)量％)而顯得突出Ni32.5-34.5%Co>3.0-5.5%Al0.001-0.5%Mn0.005-0.1%Si0.005-0.1%C0.005-0.05%余量鐵和制備條件下的雜質(zhì)。其中所述合金在20-200t:的溫度范圍內(nèi)具有<1.5x10-7K的平均熱膨脹系數(shù)。對(duì)于在待使用的合金中的伴生元素可以有利地具有下列最大含量的以下元素Cr最大為0.1%Mo最大為0.1%Cu最大為0.1%Ti最大為0.1%Mg最大為0.005%B最大為0.005%N最大為0.006%0最大為0.003%S最大為0.005%P最大為0.008%Ca最大為0.005%Zr最大為0.05%。另一種優(yōu)選待使用的合金的特征在于下列化學(xué)組成(質(zhì)量％):Ni32.5-34.5%Co>3.5至<4.5%Mo最大為0.05%Cr最大為0.05%C最大為0.009%Mn最大為0.04%Si最大為0.03%S最大為0.003%N最大為0.004%Ti最大為0.01%Cu最大為0.05%P最大為0.005%Al0.001-0.05%Mg最大為0.0008%Ca最大為0.001%Zr最大為0.03%0最大為0.006%余量鐵和制備條件下的雜質(zhì)。其中所述合金在20-200X:的溫度范圍內(nèi)具有<1.3x10-vk的平均熱膨脹系數(shù)。有利地將所述模具作為銑削部件由經(jīng)加熱成型(經(jīng)鍛造或經(jīng)軋制)或經(jīng)澆鑄的實(shí)心材料加工而成，并根據(jù)需要隨即退火。所述合金也可以以線材的形式，特別作為焊接添加料在制備模具時(shí)使用。一種優(yōu)選的所述合金的應(yīng)用的情況是在飛機(jī)制造中，其中所述合金可作為模具構(gòu)件使用，特別是用來(lái)生產(chǎn)具有RTM-技術(shù)的CFK-襯板(BeschUgen)。其它飛機(jī)構(gòu)件，其同樣以CFK-輕型結(jié)構(gòu)方式制得的，可以用由上述建議的合金制成的構(gòu)件同樣地生產(chǎn)。相對(duì)于迄今為止所用的基于Ni36的合金，構(gòu)件可由這種合金制成的模具中容易地取出，因?yàn)樵谟不^(guò)程后模具的熱收縮是較小的。通過(guò)適宜的模具構(gòu)造，構(gòu)件可以這樣地取出，以致于不用精加工而具備它的功能。此外，通過(guò)從模具中更簡(jiǎn)單地取出構(gòu)件提高了模具的壽命，因?yàn)椴槐厥褂眉饨堑墓ぞ?，以從模具中脫去?gòu)件。在表l中示例性地列出了根據(jù)本發(fā)明的鐵-鎳-鈷-合金(El，E2,E3，E4,E5，E6)與其他的經(jīng)檢測(cè)的鐵-鎳-鈷-合金(Tl，Ul)相比的化學(xué)組成。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明的合金E1-E3以及E6在20-200。C的溫度范圍內(nèi)達(dá)到在1.5至<2.Ox10—6/K范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)。本發(fā)明的合金E4和E5在20-200'C的溫度范圍內(nèi)達(dá)到更低的約l.3x10—7K的膨脹系數(shù)，使得用所述合金E4和E5實(shí)現(xiàn)了在低熱膨脹的同時(shí)與提高的強(qiáng)度的結(jié)合。權(quán)利要求1.在CFK-模具制造中的鐵-鎳-鈷-合金的用途，該合金具有下列組成(質(zhì)量％)Ni　　　　　　　　　　　30-35％Co3-6％Al　　0.001-0.1％Mn0.005-0.5％Si0.005-0.5％C最大為0.1％余量鐵和制備條件下的雜質(zhì)，其中合金在20-200℃的溫度范圍內(nèi)具有<2.0×10-6/K的平均熱膨脹系數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的用途，所述合金具有32.0-34.5%的Ni-含量(質(zhì)量％)。3.根據(jù)權(quán)利要求1的用途，所述合金具有32.5-33.5%的Ni-含量(質(zhì)量°/。)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的用途，其特征在于，所述合金由下列組成構(gòu)成(質(zhì)量°/):Ni32.5-34.5%Co>3.0至5.5%Al0.001-0.5%Mn0.005-0.1%Si0.005—0.1%C0.005-0.05%余量鐵和制備條件下的雜質(zhì)，其中所述合金在20-200X:的溫度范圍內(nèi)具有〈1.5x10—7k的平均熱膨脹系數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的用途，所述合金具有下列最大含量的伴生元素(質(zhì)量％)Cr最大為0.1%Mo最大為0.1%Cu最大為0.1%Ti最大為0.1%Mg最大為0.005%B最大為0.005%N最大為0.006%0最大為0.003%s最大為0.005%p最大為0.008%Ca最大為0.005%Zr最大為0.05%6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的用途，所述合金具有下列的組成(質(zhì)量％)Ni32.5-33.5%Co".5至<4.5%Mo最大為0.05%Cr最大為0.05%C最大為0.009%Mn最大為0.04%Si最大為0.03%S最大為0,003%N最大為0.004%H最大為0.01%Cu最大為0.05%P最大為0.005%Al0.001-0.05%Mg最大為0.0008%Ca最大為0.003%Zr最大為0.05%0最大為0.005%余量Fe和制備條件下的雜質(zhì)，其中所述合金在20-200。C的溫度范圍內(nèi)具有〈1.3xl(TVK的平均熱膨脹系數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的用途，根據(jù)需要附加地含有0.001-0.1%含量(質(zhì)量％)的Nb。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的用途，其中大型的半成品以板材、帶材或管材的形式使用。9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的用途，其中線材，特別是以焊接添加料的形式使用。10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的用途，作為模具構(gòu)件用來(lái)生產(chǎn)由碳纖維增強(qiáng)的塑料制成的飛機(jī)構(gòu)件。11.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的用途，作為煅造部件。12.根據(jù)權(quán)利要求l-7中任一項(xiàng)的用途，作為澆鑄構(gòu)件。全文摘要本發(fā)明涉及在CFK-模具制造中鐵-鎳-鈷-合金的用途，該合金具有下列組成成分(質(zhì)量％)Ni30-35％，Co3-6％，Al0.001-0.1％，Mn0.005-0.5％，Si0.005-0.5％，C最大為0.1％，余量Fe和制備條件下的雜質(zhì)，其中合金在20-200℃的溫度范圍中具有＜2.0×10^-6/K的平均熱膨脹系數(shù)。文檔編號(hào)C22C38/08GK101379210SQ200780004128公開(kāi)日2009年3月4日申請(qǐng)日期2007年1月26日優(yōu)先權(quán)日2006年2月2日發(fā)明者B·德波爾,B·戈?duì)柭暾?qǐng)人:蒂森克魯普德國(guó)聯(lián)合金屬制造有限公司