AT126116B - Zink-Nickel-Kupfer-Legierung. - Google Patents

Description

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  Zink- Nickel- Kupfer-Legierung. 



   Es sind schon weisse Metallegierungen beschrieben worden, die Kupfer, Nickel, bis 10% Aluminium, bis 50% Zink, bis 10% Silizium, bis 10% Eisen und andere Beigaben enthalten, vgl. z. B. die schweizerische Patentschrift Nr. 125271. 



   Diese Legierungen haben sich aber in der Praxis nicht bewährt, da sie infolge ihres Eisengehaltes beim Auswalzen die Walzen derart beschädigten, dass diese nicht mehr brauchbar waren. Ferner enthalten diese Legierungen zu viel Silizium und Aluminium, wodurch ihre Dehn-und Streckbarkeit vermindert werden. 



   Er wurde nun nach zahlreichen Versuchen gefunden, dass der Siliziumgehalt   0-08% und   der Aluminiumgehalt   0-2%   nicht übersteigen und dass überhaupt kein Eisen in der Legierung vorhanden sein darf, um ein tadelloses Weissmetall zu erhalten, das sich sowohl in der Kälte als auch in der Hitze walzen und strecken lässt, ohne die Walzen zu beschädigen, bzw. ohne zu reissen. Um die Dehn-und Streekbarkeit zu vergrössern, wird der Legierung etwas Kadmium, aber nicht mehr als   0-1%,   beigegeben. Eine grössere Menge würde die Legierung brüchig und hart machen. 



   Vorliegende Erfindung betrifft nun eine unveränderliche weisse Legierung dieser Art mit 
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   Diese weisse Legierung soll die bisher bekannten weissen Metallegierungen, wie nicht oxydierbarer Stahl, sogenannte Neusilbermetalle u. dgl., ersetzen. Sie ist aber hauptsächlich zum Ersatz von Messing, das mit einem Nickel-, Chrom-oder andern mehr oder weniger beständigen Metallüberzuge durch Galvanisation, Metallisierung nach den Pistolenspritzverfahren Schoop, Cerba usw., Zementierung usw. versehen ist, geschaffen worden. Die Zusammensetzung der Legierung ist derart gewählt worden, dass sie dieser wenigstens alle guten mechanischen Eigenschaften-des Messings erteilt, dessen Nachteile aber beseitigt. Zu diesen Nachteilen gehört u. a. das zahlreiche Ausglühen, das die mechanische Verarbeitung des Messings benötigt, sowie seine grosse Neigung hart zu werden, die den grössten Nachteil des Messings in seiner industriellen Verwendung bildet. 



   Als besonders wertvolle Beispiele werden folgende Legierungen angegeben :
1. Kupfer   66-554%, Nickel 18-20/o,   Zink   14-5%,   Aluminium   0-19%,   Magnesium   0-19%,     Kadmium 0'098%, Silizium 0'078%,   Mangan   0-19%.   



   2. Cu 73-0093 Gewichtsteile, Ni   19-704   Gewichtsteile, Zn   6-891 Gewichtsteile,   Al 0-09. 8 Gewichtsteile, Mg 0-098 Gewichtsteile, Cd   0-049 Gewichtsteile,   Si 0-029 Gewichtsteile, Mn 0-029 Gewichtsteile. 



   Diese Legierung besitzt eine weisse unveränderliche Silberfarbe, ist rein beim Vergiessen. homogen, lässt sich sofort nach dem Vergiessen zwischen einem Walzenpaar oder einer Walzenstrecke walzen, wobei die Reduktionen grösser sind als beim Messing ; sie lässt sich, ohne zu reissen, ziehen und durch Schlag und Schmieden pressen und verdichten, u. zw. bei einer   Temperatur von zirka 7500 C,   die zur Verarbeitung des Messings gebräuchlich ist. 



   Zur Herstellung dieser Legierung verfährt man folgendermassen :
Man stellt zuerst Grundlegierungen Kupfer-Nickel (A) und Kupfer-Zink (B) her : die erste (A) aus   666-6   Teilen Kathodenkupfer und 333-3 Teilen Nickel ; die zweite (B) aus   829-3   Teilen Kathodenkupfer und 170-7 Teilen reinem Zink. Die Endlegierung wird dann wie folgt hergestellt :
In einem Tiegel werden 59-189 Gewichtsteile der Grundlegierung A und 40-391 Gewichtsteile der Grundlegierung B zusammengeschmolzen. In die Schmelze wirft man gleichzeitig 
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 Silizium-Legierung, die ebenfalls im Handel erhältlich ist (30% ig). 



   Man rührt die Mischung und gibt ihr noch 100 g Aluminium und 100   g   Magnesium bei. 



  Hierauf wird wieder gerührt ; dann nimmt man den Tiegel aus dem Ofen und gibt endlich noch zu der Schmelze 100 g Kupfer-Kadmium von 50%. Nach nochmaligem Umrühren wird die obere Schicht der Schmelze abgeschöpft und die Masse rasch vergossen, um ein zu starkes Abkühlen der Schmelze zu vermeiden. 



   Alle diese Massnahmen und ganz besonders die letzte, die stattfindet, nachdem der Tiegel den Ofen verlassen hat, müssen sehr rasch ausgeführt werden. 

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   Verfährt man in der angegebenen Weise, so kann man den Schmelzverlust auf einen Mittelwert von   1-2% herabmindern, während dieser Verlust   bei allen ähnlichen Legierungen 2% übersteigt. 



   Es empfieht sich überdies, die Legierung Kupfer-Kadmium besonders herzustellen, indem man 50 Teile Kathodenkupfer und 50 Teile Kadmium verwendet, da die im Handel erhältlichen Legierungen für die Genauigkeit der nötigen Verhältnismengen keine genügende Gewähr leisten und nicht immer frei sind von schädlichen Verunreinigungen. 



   Die Einhaltung der Mengenverhältnisse des   AI,   Mg, Si, Mn und Cd ist ausserordentlich wichtig für ihre Wirkung. Würde man von diesen Elementen z. B. 100 g mehr als die äussersten Grenzwerte verwenden, so würde man eine unvollständige Legierung erhalten, die beim Heisswalzen brüchig würde. Das Fehlen eines dieser Elemente würde für die Legierung ebenfalls schädlich sein ; die Vollkommenheit der Legierung wäre nicht erreichbar, und ihre Beschaffenheit wäre mangelhaft. 



   Es ist bekannt, dass die Zugabe von Kadmium zum Kupfer je nach den verwendeten Verhältnismengen eine brüchige oder eine geschmeidige und dehnbare Legierung gibt. In kleinen Mengen verwendet, erhöht das Kadmium die Geschmeidigkeit und Dehnbarkeit des Kupfers. 



   Diese Wirkung wird noch in Gegenwart von geringen Mengen Mangan erhöht. 



   Die Elemente AI, Mg, Si, Mn und Cd, vor allem durch ihre Reaktion auf die Grundlegierung Cu-Ni-Zn, dann durch gegenseitige Reaktionen, bewirken, dass die Endlegierung eine dauernde Geschmeidigkeit beibehält, die die Wirkungen des   Harlwerdens   aufhebt. Sie behalten dabei ihre energische reduzierende Wirkung gegenüber den sich bildenden Metallsalzen, die ohne die Einwirkung der fünf Elemente bestehen wurden. Eine Legierung, die z. B. nur aus   Cu-Ni-Zn-AI-Fe-Si-Mg   zusammengesetzt wäre, würde wohl im kalten Zustande infolge geeigneten Ausglühens eine gute Geschmeidigkeit aufweisen, aber im heissen Zustande würde sie reissen und durch Oxydbildung die zu ihrer Bearbeitung verwendeten Werkzeuge schädigen.

   Diese Legierung hätte also folgende Nachteile :
Zunahme der Schmelzverluste ; Zunahme der Abfallverluste während der aufeinanderfolgenden Umbildungen ; Beeinträchtigung der Umbildung im heissen Zustande und folglich Erhöhung der Umbildungskosten ; Beschädigung der Werkzeuge durch Eindrücken von Oxyden in die Walzen der   Walzwerke, was eine häufige   Instandsetzung dieser letzteren bedingt ; Benötigung einer hohen Temperatur   (1000    C) für ihre Umbildung im heissen Zustande, was ein Verbrennen des Metalls zur Folge hätte. 



   Die Zusammensetzung des unveränderlichen Weissmetalls nach vorliegender Erfindung ermöglicht dagegen : ein reines Vergiessen des Metalls, wobei die Gase ausgetrieben werden ; eine kräftige Behandlung, ebenso leicht, wenn nicht einfacher als die Behandlung eines reinen Metalls, wie z. B. Kupfer, bei gleicher Arbeitsschnelligkeit und bei einer normalen Temperatur (750  C), die das Metall nieht verbrennt. 



   Die vorzügliche Bearbeitbarkeit der erfindungsgemässen Legierungen ist aus folgendem Beispiel ersichtlich :
Ein Gussblock von   100 leg   Gewicht und   90 mm   Durchmesser, rund oder vierkantig, in eine Gussform gegossen, wird sofort beschrotet und während 30 Minuten wieder erwärmt. Dann wird er im Walzwerk zwischen profilierten Walzen gewalzt, die das Metall rasch, z. B. in   31/2   Minuten, zu einem Drahte von 8   ww   Durchmesser reduzieren (Maximalreduktion 22 mm auf einmal ; von 40   111m   rund zu 18   MM     oval).   Dieser runde Draht von 8 mm Durchmesser wurde nach Erkalten, ohne Ausglühen weder vorher noch während des Ziehens, bis zu einigen hundertstel Millimetern ausgezogen.

   Der gleiche Draht, von 8 mm bis auf 3 mm ausgezogen, hatte noch einen Zugwiderstand von   83 lcg/mm2 bei   einer Dehnung von   4, (l/o.   



   Die unveränderliche weisse Metallegierung nach vorliegender Erfindung lässt sich autogen   schweissen, u. zw.   ohne vorheriges Abbeizen oder Reinigen oder ohne Verwendung von fremden Metallen oder besonderen Lötmetallen, was eine vollkommene Homogenität der Legierung beweist.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : EMI2.1