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Die Erfindung betrifft eine Kupfer-Zinklegierung zur Fertigung druckdichter Gussstücke, die durch verschiedene Giess- und Pressverfahren herstellbar sind.
Seit langem ist eine grosse Anzahl verschiedener Kupfer-Zinklegierungen bekannt. An diese Legierungen werden hinsichtlich einer oder mehrerer der folgenden Eigenschaften, wie beispielsweise hohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, gute Verschleissfestigkeit, Beständigkeit gegen Entzinkung, sowie gute Bearbeitungsfähigkeit mit spanabhebendem Werkzeug gestellt.
Ausser einer Anzahl Standardlegierungen sind auch mehrere Speziallegierungen entwickelt worden, wobei aber jede dieser verschiedenen Legierungen nur einige der oben aufgezählten Eigenschaften aufweisen. Kennzeichnend für die verschiedenen bekannten Kupfer-Zinklegierungen ist auch, dass sie sich mehr oder weniger nur für ein oder höchstens zwei Herstellungs- und Bearbeitungsmethoden eignen. Anlässlich dessen sind die Hersteller verschiedenartiger Messingteile bisher gezwungen gewesen, verschiedene für jede einzelne Giessart geeignete Legierungen für Spritzguss, Kokillenguss, Druckguss, Sandguss und zum Warmpressen auf Lager zu halten. Dies führt sowohl aus lagerungs- als auch herstellungstechnischen Gründen zu Komplikationen, und unrationeller Arbeitsweise.
Der Zweck der Erfindung ist, eine Legierung zu schaffen, die sämtliche oben angegebenen Eigenschaften in sich vereint und die sich durch folgende Merkmale auszeichnet : ausgezeichnete Giesseigenschaft und daher für Spritzguss, Kokillenguss, Sandguss und Warmpressung von verwickelten Gussstücken mit unterschiedlichen Wanddicken geeignet.
Gute chemische Beständigkeit insbesondere gegen Seewasser und Witterungseinflüsse. Hohe Abnutzungsbeständigkeit. Gute Widerstandsfähigkeit gegen Korrosions- und Kavitationsangriffe.
Bisher wurde es für gänzlich unmöglich gehalten, eine Legierung zu schaffen, die sich für alle diese hauptsächlich vorkommenden Giessmethoden eignet, was auch die grosse Anzahl der verschiedenen auf dem Markt zu findenden Kupferlegierungen beweist. Die Herstellung von Messingeinzelteilen haben auch die Forderung gestellt, dass die aus Messing gefertigten Erzeugnisse bis zu einem Druck von etwa 20 kg/cm2 druckdicht sein sollen. Bisher herrschte jedoch die allgemeine Auffassung, dass derartige Legierungen keineswegs Aluminium enthalten dürfen, wenn druckdichte Gussstücke herzustellen sind. Es ist weiterhin bekannt, dass bereits so geringe Anteile Aluminium, wie z. B. 0, 60/0 bei Kokillenguss ein Schäumen verursachen.
Es ist allerdings auch bekannt, dass geringe Anteile Aluminium in Kupferlegierungen zu besserer Giessbarkeit führen, aber anderseits wird von autoritativer Stelle behauptet, dass Aluminium und Silizium aus technologischen Gründen nicht gleichzeitig in ein und derselben Legierung vorhanden sein dürfen. Da aber Silizium in diesem Zusammenhang sehr wertvolle Eigenschaften besitzt, will man von diesem Stoff nicht absehen.
Ein Beispiel einer Zusammensetzung, bei der oben erwähnte vorteilhafte Eigenschaften festgestellt werden konnten, ist folgende Legierung, die aus :
EMI1.1
<tb>
<tb> Kupfer <SEP> 63 <SEP> %
<tb> Blei <SEP> 2 <SEP> %
<tb> Nickel <SEP> 0, <SEP> 5%
<tb> Mangan <SEP> 0, <SEP> 5%
<tb> Aluminium <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> % <SEP>
<tb> Silizium <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 0/0 <SEP>
<tb> Zinn <SEP> 0, <SEP> 5%
<tb> Antimon <SEP> 0, <SEP> 050/0 <SEP>
<tb> Zink <SEP> Rest
<tb>
besteht.
Es hat sich erwiesen, dass diese Legierung unbeschadet ihres Gehaltes an Aluminium und Silizium den Forderungen auf Druckdichtheit nachkommt und sich erstaunlicherweise für sämtliche gewöhnlich vorkommenden und oben erwähnten Giessmethoden eignet sowie ausserdem besonders gute übrige Eigenschaften besitzt, wobei hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, sowohl gegen Erosionskorrosion als auch Entzinken, beibehalten bzw. sogar verbessert werden konnte.
Vorgenommene Proben an 14 mm starken Probestäben, hergestellt nach der erfindungsgemässen Legierung haben zu folgenden, sehr guten Endergebnissen geführt :
EMI1.2
<tb>
<tb> Streckgrenze <SEP> (0,'2f1/0) <SEP> = <SEP> 19 <SEP> kp/mm
<tb> Bruchgrenze <SEP> = <SEP> 37, <SEP> 4 <SEP> kp/rnrn2 <SEP>
<tb> Ziehbarkeit <SEP> bei <SEP> 70 <SEP> mm <SEP> Messlänge <SEP> = <SEP> 12, <SEP> 6% <SEP>
<tb> Kontraktion <SEP> = <SEP> 15%.
<tb>
Die Bestandteile der erfindungsgemässen Legierung können, wie durch Versuche ermittelt wurde, innerhalb bestimmter Grenzen verändert werden, ohne dass ihre vorteilhaften Eigenschaften verloren gehen.
Als Grenz-
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werte für die verschiedenen Bestandteile wurden die folgenden ermittelt :
EMI2.1
<tb>
<tb> Kupfer <SEP> 62-65 <SEP> % <SEP>
<tb> Blei <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> 0/0 <SEP>
<tb> Nickel <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 80/0 <SEP>
<tb> Mangan <SEP> 0, <SEP> 2-0, <SEP> 8% <SEP>
<tb> Aluminium <SEP> 0, <SEP> 1-0, <SEP> 6% <SEP>
<tb> Silizium <SEP> 0, <SEP> 3-1, <SEP> 0% <SEP>
<tb> Zinn <SEP> 0, <SEP> 2-1, <SEP> 0% <SEP>
<tb> Antimon <SEP> 0, <SEP> 02- <SEP> 0, <SEP> 2% <SEP>
<tb> Zink <SEP> Rest.
<tb>
Es wurde bei Kokillenguss eines schwierigen Armaturteiles in Massenfabrikation festgestellt, dass es bei Verwendung eines üblich empfohlenen Kokillenmessings zu einem Ausschuss von etwa 50% infolge undichter Einzelteile führte, während es sich bei Verwendung der erfindungsgemässen Legierung zeigte, dass der Ausschuss auf Grund undichter Gusswaren bis unter 7% herabsank. Dieses sehr gute Ergebnis ist zurückzuführen auf die gute Giessbarkeit der Legierung, wodurch die Gefahr der Lufteinschliessung und des Auftretens von Oberflächenschäden weitgehend ausgeschlossen werden konnte.
Die Legierung gemäss der Erfindung kann auf Grund ihrer oben beschriebenen Eigenschaften und der Möglichkeit, Gussstücke aus dieser Legierung durch verschiedene Giess- und Bearbeitungsverfahren herzustellen, zur Fertigung sämtlicher, einem Armatursystem zugehörigen Einzelteile verwendet werden. Hiedurch werden noch weitere Vorteile gewonnen, indem die Gefahr einer galvanischen Korrosion zwischen den verschiedenen Einzelteilen beseitigt ist. Da nur eine einzige Legierung auf Lager gehalten zu werden braucht, ist es auch möglich, die Herstellungskosten wesentlich herabzusetzen.
Durch die Möglichkeit, nur eine einzige Legierung zu verwenden, wird verhindert, dass aus verschiedenen Legierungen bestehende Armaturenteile verwechselt werden, was bisher ein Problem war, da es für einen Nichtfachmann schwierig, um nicht zu sagen, unmöglich war, zu beurteilen, aus welchem Material und durch welches Verfahren ein gewisses Armaturenteil hergestellt ist.
Durch verschiedene Herstellungsverfahren erhaltene Abfälle (Schrot, Späne usw.) werden gewöhnlich umgeschmolzen, und es ist hiebei erwünscht, dass die Abfälle verschiedener Zusammensetzung bei der Umschmelzung nicht miteinander vermischt werden, da es schwierig sein kann, der Schmelze die erwünschte Zusammensetzung zu erteilen. Aus diesem Grunde war man bisher zu kostspieligem Hantieren der Abfälle gezwungen. Durch die Erfindung ist eine Legierung geschaffen, welche sich für die meisten vorkommenden Herstellungsverfahren eignet, wodurch das Problem mit der differentierten Abfallhantierung ausgeschalten ist.
PATENTANSPRÜCHE :
EMI2.2
EMI2.3
<tb>
<tb> Kupfer <SEP> 62-65 <SEP> % <SEP>
<tb> Blei <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> 0/0 <SEP>
<tb> Nickel <SEP> 0, <SEP> 2-0, <SEP> 8% <SEP>
<tb> Mangan <SEP> 0, <SEP> 2-0, <SEP> 8% <SEP>
<tb> Aluminium <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 60/0 <SEP>
<tb> Silizium <SEP> 0, <SEP> 3-1, <SEP> 0% <SEP>
<tb> Zinn <SEP> 0, <SEP> 2-1, <SEP> 0% <SEP>
<tb> Antimon <SEP> 0, <SEP> 02-0, <SEP> 2% <SEP>
<tb> Zink <SEP> Rest
<tb>
besteht.