AT134254B - Zinklegierung, insbesondere für Spritzguß. - Google Patents

Description

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  Zinklegierung, insbesondere fiir Spritzguss. 



   Den Gegenstand der   Erfindung bilden Zinklegierungen für Spritzglss.   



   Eisen und Stahl, welche zur Herstellung des Schmelztiegels sowie der Düsen und Formen für Spritzguss verwendet werden müssen, werden von geschmolzenem Zink angegriffen, und die Erfahrung hat gelehrt, dass man dem Zink mindestens 0-25% Aluminium zusetzen muss, um diese zerstörende Einwirkung so weit herabzumindern, dass die Lebensdauer der Vorrichtungen ein   annehmbares Mass erreicht.   



    Legierungen für Spritzguss müssen, um   in die Formen gut einzufliessen und diese   vollständig     auszufüllen,   
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 erwünscht erscheinen. 



   Zink-Aluminium-Legierungen mit weniger als etwa 80% Aluminium unterliegen nach Festwerden einer   Strukturänderung,   die allgemein   unter "Phasenänderung" oder   in diesem Falle insbesondere unter 
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 Formen oder Phasen aus einer vorher bestandenen Phase und ist von gewissen Änderungen in den physikalischen Eigenschaften der Legierung, z. B. Erhöhung der Dichte, Härte und Zugfestigkeit und Abnahme an   Duktilität.   und Schlagfestigkeit begleitet. Diese   Phasenänderung   kann während der dem
Giessen folgenden Abkühlung vor sich gehen und kann durch Beeinflussungen verzögert oder   aufgehoben   werden, in welchen Fällen sie sich bei gewöhnlichen Temperaturen im Verlaufe von Monaten allmählich vollziehen kann. 



   Ein zweites, manchmal vorkommendes Stadium von Phasenänderung ist das Anwachsen oder Coaleszieren der ausserordentlich kleinen, erst gebildeten Teilchen zu grösseren Teilchen. Dieses Stadium kann von einem Erweichen und einer Herabminderung der Zugfestigkeit sowie von einer   Erhöhung   an Duktilität und Schlagfestigkeit begleitet sein. 



     Zink-Aluminium-Legierungen innerhalb   des angegebenen Zusammensetzungsbereiches unterliegen ferner auch einer Art von Desintegration, die gewöhnlich als   interkristaIlini8che   Oxydation bezeichnet wird. In Grenzfällen kann unter der Einwirkung von Wärme und Feuchtigkeit die interkristallinisehe Oxydation Stücke aus diesen Legierungen gänzlich durchsetzen und ein Quellen, Werfen, ja selbst einen vollständigen Zerfall hervorrufen. 



   Interkristallinische Oxydation geht einigermassen mit der Phasenänderung Hand in Hand und ist zum Teil von letzterer abhängig. 



   Man hat bereits erkannt, dass manche andere Metalle bei ihrer Anwesenheit in diesen ZinkAluminium-Legierungen entweder auf die   Phasenänderung   oder auf die interkristallinische Oxydation oder auf beide Erscheinungen wesentlichen Einfluss ausüben. So ist es z.   B.     bekannt, dass Kupfer   und   Magnesium   auf die Phasenänderung entweder hinsichtlich der Geschwindigkeit, mit welcher diese sich vollzieht, oder hinsichtlich   Vollständigkeit   der Reaktion oder auch in manchen andern, bisher nicht restlos erkannten Belangen einwirken.

   Die von Kupfer und Magnesium auf die Phasenänderung hervorgebracht eigenartige Wirkung äussert sieh in günstiger Weise als Erhöhung des Widerstandes der   Legierungen   
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Im Verlaufe ausgedehnter Untersuchungen wurde festgestellt, dass die Neigung von ZinkAluminium-Legierungen zu interkristalliniseher Oxydation dadurch wesentlich vermindert werden   kann,   dass man die schädlichen Verunreinigungen, insbesondere Blei und Zinn und unter besonderen Verhältnissen Kadmium, beseitigt. Diese Erkenntnis wurde bei der Herstellung der bevorzugten Zusammen- 
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 Zinkmetall (z. B.   Horsehead-Brand-Zink)   für die Legierung verwendete.

   Ein solches hochwertiges Zink enthält aber immer noch etwa 0'05% Blei ; um nun bei Anwesenheit einer solchen Menge von Blei eine Legierung zu erzeugen, die zu interkristalliniseher Oxydation nicht neigt, ist der Zusatz sowohl von Kupfer als auch   Magnesium   notwendig, da diese Metalle je für sich interkristallinisehe Oxydation verzögern oder verhindern und bei gleichzeitiger Anwesenheit weitere mehr oder minder günstige Wirkungen ausüben. 



   Fortgesetzte Versuche mit einem Zink, welches wesentlich weniger Blei enthält als hochwertiges Zink, liessen erkennen, dass hiebei bedeutungsvolle Möglichkeiten bestehen. Die erste wichtige   Erkenntnis   
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 ist und Zinn praktisch vollständig fehlt, die Anwesenheit von   0'1% Magnesium   in einer Legierung   mit   4%   Aluminium   (ohne Kupfer) genügt, die interkristallinische Oxydation hintanzuhalten und dass eine 

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 einer besseren Beibehaltung dieser Schlagfestigkeit beim Altern bei Zimmertemperatur oder auch bei erhöhter Temperatur.

   Die Ausscheidung von Kupfer aus der Legierung, die aus 4% Aluminium, 3% Kupfer und   0'1% Magnesium   und Zink besteht, ergab jedoch eine Herabsetzung der Zugfestigkeit, die unter manchen Verhältnissen den Wert der Legierung beeinträchtigt. 



   Weiters wurde festgestellt, dass es nicht notwendig ist, das ganze Kupfer auszuscheiden, um die guten Eigenschaften der letztgenannten Legierung zu erzielen. Im Gegenteil, es wurde erkannt, dass Zusätze von Kupfer bis zu 1% begleitet sind von einer etwas besseren Zugfestigkeit, ohne dadurch hervorgebrachte Nachteile. 



   Die vorliegende Erfindung fusst auf der   Entdeckung, dass   in einer Legierung, welche aus Zink von hoher Reinheit hergestellt ist und Aluminium, beispielsweise   4%, enthält, die Anwesenheit,   einer kleinen Menge von Kupfer (ohne Magnesium), z. B.   1% Kupfer, genügt, um   eine praktisch vollständige Be- 
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 Legierung mit   4% Aluminium, 0#1% Magnesium,   die aus einem Zinkmetall der gleichen Reinheit hergestellt ist, hat eine magnesiumfreie Legierung mit 4% Aluminium und 1% Kupfer den Vorzug einer   grosseren Anfangsschlagfestigkeit   sowie einer etwas höheren Schlagfestigkeit, wenn sie während J 0 Tagen einer mit Feuchtigkeit gesättigten Luft von   950 C ausgesetzt wird,

     Die erfindungsgemässe Legierung hat ferner eine bemerkenswert höhere Zugfestigkeit nach einer derartigen Behandlung. 



   Die Zinklegierung nach der vorliegenden Erfindung ist demzufolge praktisch frei von Magnesium und enthält 2-10% Aluminium, 0'05-2% Kupfer und Zink von hoher Reinheit mit mindestens   99'98%   Zink, vorzugsweise mit   99'99%   Zink. Die bevorzugte Ausführung der erfindungsgemässen Legierung besteht aus ungefähr 4% Aluminium, ungefähr 1% Kupfer und Zink von   99'99% Reinheit.   



  Das verwendete Zinkmetall soll nicht mehr als etwa 0'01% Blei plus Kadmium enthalten. Sehr zufriedenstellende Ergebnisse wurden mit einem Zink   erhalten, welches 99'99% Zink, weniger als 0'003% Blei,   weniger als   0'003% Kadmium   und weniger als   0#001%   Zinn enthält. Zinn soll praktisch gänzlich ferngehalten werden und in   keinem   Fall   0'001%   übersteigen. 



   Die folgende Tabelle zeigt die wesentlichen physikalischen Eigenschaften von   Gussstucken   aus einer Legierung nach der Erfindung im Vergleiche mit andern Legierungen. 
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<tb> 
<tb> 



  Zusammensetzung.
<tb> 



  Leg.-Nr. <SEP> 1 <SEP> Leg.-Nr. <SEP> 4
<tb> (amerik. <SEP> Pat. <SEP> Leg.-Nr. <SEP> 2 <SEP> Leg.-Nr. <SEP> 3 <SEP> (nach <SEP> der
<tb> Nr. <SEP> 1. <SEP> 596. <SEP> 761) <SEP> Erfindung)
<tb> Aluminium................... <SEP> 4#0% <SEP> 4#0% <SEP> 4#0% <SEP> 4#0%
<tb> Kupfer <SEP> ...................... <SEP> 3#0% <SEP> 0 <SEP> 1#0% <SEP> 1#0%
<tb> Magnesium................... <SEP> 0#1% <SEP> 0#1% <SEP> 0#1% <SEP> von <SEP> grosser <SEP> von <SEP> grosser <SEP> von <SEP> grosser
<tb> Qualität <SEP> des <SEP> Zinks <SEP> .............. <SEP> hochwertig <SEP> Reinheit <SEP> Reinheit <SEP> Reinheit
<tb> 99#99% <SEP> Zn <SEP> 99#99% <SEP> Zn <SEP> 99#99% <SEP> Zn
<tb> Eigenschaften <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Guss.
<tb> 



  Zugfestigkeit <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> Flachmuster <SEP> .... <SEP> 3248 <SEP> 2770 <SEP> 3002 <SEP> 2864
<tb> Zugfestigkeit <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> Rundmuster <SEP> .... <SEP> 3206 <SEP> 2622 <SEP> 3030 <SEP> 2939
<tb> Schlagfestigkeit <SEP> in <SEP> mkg/cm2 <SEP> ......... <SEP> 2#31 <SEP> 2#79 <SEP> 3#62 <SEP> 6#17
<tb> Eigenschaften <SEP> nach <SEP> 10tägigen <SEP> Aussetzen <SEP> von <SEP> Dampf <SEP> bei <SEP> 95  <SEP> C.
<tb> 



  Zugfestigkeit <SEP> in <SEP> kg/cm2 <SEP> Flachmuster <SEP> .... <SEP> 1954 <SEP> 2222 <SEP> 2348 <SEP> 2425
<tb> Zugfestigkeit <SEP> in//c <SEP> Rundmuster.... <SEP> 2306 <SEP> 2242 <SEP> 2418 <SEP> 2531
<tb> Schlagfestigkeit <SEP> in <SEP> tM//cm............ <SEP> 0-17 <SEP> 3-04 <SEP> 2-94 <SEP> 3-64
<tb> Ausdehnung <SEP> (19 <SEP> mm <SEP> Breite) <SEP> in <SEP> Millimeter. <SEP> 0#19 <SEP> 0#03 <SEP> 0#02 <SEP> 0#015
<tb> Ausdehnung <SEP> (12 <SEP> mm <SEP> Breite) <SEP> in <SEP> Millimeter. <SEP> 0-17 <SEP> 0-04 <SEP> 0-015 <SEP> 0-017
<tb> 

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : EMI2.4 durch einen Gehalt von 0'05-2% Cu, 2-10%, vorzugsweise 4%, Al, Rest Zn, wobei die Zinkkomponente aus einer Zinksorte besteht, die mindestens 99'99% Zn, neben höchstens 0#01% Pb und Cd enthält.

   DruckderÖsterreichischenStaatsdruckereiinWien.