Dieses Dokument beschreibt den standardisierten Produktionsprozess, die Kalt- und Warmumformeigenschaften sowie die Ursachen für Eigenspannungen unserer 2 mm starken reinen Zirkoniumplatte, der 1,5 mm starken reinen Niobplatte, der NbZr1-Legierungsplatte und des Nb-1Zr-Legierungsdrahts. Darüber hinaus liegt ein Schwerpunkt auf der Korrosionsbeständigkeit von Niob-Zirkonium-Legierungen. Die Unterschiede bei den Verarbeitungsbedingungen der einzelnen Produkte werden klar herausgestellt und Fragen zur Anisotropie der Materialspannungen beantwortet.
Niob-Blöcke (Ingots) werden mittels Vakuum-Lichtbogenschmelzen (mit abschmelzender Elektrode) hergestellt. Nach der mechanischen Bearbeitung und der Fehlerprüfung erfolgt ein Warmumformschmieden bei 1200–1400 °C, um das Gussgefüge aufzubrechen. Anschließend erfolgt das Warmwalzen bei 1000–1200 °C, um Warmwalzbrammen mit einer Dicke von 5–8 mm herzustellen. Oberflächenoxidationsfehler werden durch Beizen und Schleifen entfernt. Niob weist eine ausgeprägte Kaltverfestigung auf. Die Bramme wird durch mehrere Kaltwalzdurchgänge auf eine Enddicke von 1,5 mm reduziert. Während des Walzens wird ein Vakuum-Zwischenglühschritt bei 750–850 °C durchgeführt, um die Verformbarkeit des Materials kontinuierlich wiederherzustellen und die Walzstabilität zu gewährleisten.
Es werden zwei Lieferzustände unterschieden: kaltgewalzte Bleche ohne Schlussglühung, die deutliche gerichtete Eigenspannungen aufweisen, sowie Bleche, die einer Hochvakuumglühung bei 750–900 °C unterzogen wurden; bei letzteren sind die Eigenspannungen weitgehend abgebaut, was zu einem gleichmäßigen und stabilen Material führt. Eine kundenspezifische Fertigung ist ebenfalls möglich.
Der Gesamtprozess gliedert sich wie folgt: Vakuum-Legierungsschmelzen → Warm-Schmieden und Warm-Strangpressen → Homogenisierungsglühen (Zwischenschritt) → Kaltziehen in mehreren Stufen (unterbrochen durch Zwischenglühen) → Präzisionsziehen des Endprodukts → Vakuumglühen des Endprodukts → Oberflächenbehandlung → Prüfung und Verpackung.
Unter Verwendung hochreiner Niob- und Zirkonium-Rohstoffe werden Nb-1Zr-Legierungsblöcke durch mehrfaches Vakuumlichtbogenschmelzen hergestellt. Nach der Fehlerprüfung und dem Schälen werden sie bei 1200–1400 °C warmgeschmiedet und anschließend zu Rohbolzen warmstranggepresst. Die Bolzen durchlaufen eine Homogenisierungsglühung und ein Oberflächenschleifen, gefolgt von einem mehrstufigen Kaltziehprozess zur schrittweisen Durchmesserreduzierung. Aufgrund der extrem starken Kaltverfestigung von Niob-Zirkonium-Legierungen ist während des Ziehprozesses ein wiederholtes Hochvakuum-Zwischenglühen bei 750–850 °C erforderlich, um Rissbildung und Drahtbruch zu vermeiden. Nach dem Präzisionsziehen auf die Endabmessungen wird der fertige Draht bei 800–950 °C vakuumgeglüht, um einen weichen, spannungsarmen Draht zu erhalten. Abschließend erfolgt nach dem Richten, der Fehlerprüfung und der Prüfung der mechanischen Eigenschaften das Aufwickeln, Verpacken und der Versand.
