CH148195A - Kupfer-Silizium-Zinklegierung. - Google Patents

Description

      Kupfer-Silizium-Zinklegierung.       Den Gegenstand der Erfindung bildet  eine     Kupfer-Silizium-Zinklegierung,    welche       zink,   <B>80</B> bis<B>90%</B> Kupfer und 2 bis<B>ä%</B>       Silizium    enthält.  



  Kupfer<B>-</B> Silizium<B>-</B> Zinklegierungen mit  einem     Siliziumgehalt    bis zu 4,5<B>%</B> sind schon       liero-estellt    worden, jedoch betrug bei diesen  Legierungen der Kupfergehalt bedeutend  weniger als<B>80%</B> und lag bei etwa<B>60%.</B>  Diese Legierungen sind infolge ihrer Sprö  digkeit technisch nicht verwertbar, da das  Silizium in Form eines Sonderbestandteils  auftritt, welcher infolge seiner grossen  Härte die Legierung unbrauchbar macht.  



  Ferner hat man Legierungen gefunden,  die bei einem Kupfergehalt von etwa<B>90%</B>  weniger als 2%     Silizium    enthalten. Diese       Le-,ierungen    sollen technisch noch verwert  bar sein.     M-an    hat also merkwürdigerweise       Kupfer-Zinklegierungen    mit niedrigem Kup  fergehalt mit verhältnismässig viel Silizium    und     Kupfer-Zinklegierungen    mit hohem       Kupfergehalt    mit verhältnismässig wenig Sili  zium legiert.

   Später ist dann gefunden wor  den,     dass    auch bei hohem Kupfergehalt ein  höherer     SiliziumgehaIt    zulässig ist, und zwar  soll der     Siliziumgehalt    und der Jeweilige       Zinko,ehalt    bei der betreffenden Legierung in  ungefähr gleichen Teilen vorhanden sein.  Hierbei ist ausser Acht gelassen,     dass    der     Sill-          ziumgehalt    in einer     Kupfer-Zinklegierung     niemals die höchste Grenze von<B>5</B> bis<B>6 %</B>  übersteigen kann, wenn man nicht zu     völll o-          unbrauchbaren        Legieruingen    gelangen will.

    Eine Vorschrift nach der beispielsweise bei  einer Legierung, welche<B>83%</B> Kupfer ent  hält, der Rest aus<B>8%</B> Silizium und     9/"     Zink bestellen soll, führt zu einer Legierung  die technisch überhaupt nicht verwendbar ist.       Ku#fer-Silizium-Zinklegiertingen    mit     glei-          c,liem    Silizium- und Zinkgehalt sind also nur  bei einem Kupfergehalt von über<B>90 %</B> brauch  bar.

        Es hat sieh nun herausgestellt,     dass    ge  rade Legierungen mit einem Kupfergehalt  von<B>80%</B> bis<B>90%,</B> bei denen der     Silizium-          gehalt        2/wo    bis<B>5%</B> beträgt, besonders     wert-          vo-Ile    Eigenschaften ergeben.

   Beispielsweise  besitzt eine     Kupfer#Silizium-Zinklegierung     mit<B>90 %</B> Kupfer,<B>5</B>     %    Silizium und<B>5</B>     %    Zink  eine Festigkeit von<B>28</B>     kg/mm'    und eine     Dell-          nung    von     97o    und Legierungen, bei denen  der     Zinkgehüft    höher ist als der     Silizium-          Olehalt,    haben sogar wesentlich bessere Festig  keitswerte.

   So ergibt eine Legierung mit  zirka<B>85%</B> Kupfer,     ä%    Silizium und 10:/o  Zink etwa 48 bis<B>50 kg</B> Festigkeit pro mm',  bei einer Dehnung von zirka<B>15</B>     %.    Die Härte  dieser in Sand gegossenen Legierung betrug  etwa<B>130</B> nach     Brinell.    Bei weiterer Steige  rung des     ZinkgehaItes    ergeben sieh Legie  rungen, die eine noch grössere Festigkeit be  sitzen.

   Wählt man statt<B>10</B>     7o    Zink einen       Zinkgeha.It    von 14     7o,    einen Kupfergehalt von  <B>81 %</B> bei einem     Siliziumgehalt    von<B>5 %,</B> so  kommt man bei in Sand gegossenen Zerreiss  stäben zu einer Festigkeit von etwa  <B>55</B>     kg/mm'.    Die Dehnung dieser Legierung  ist allerdings zurückgegangen. Sie beträgt       el        zn     noch etwa<B>7</B> bis<B>10%.</B> Bei fallendem     Sili-          ziumgelialt        wer-den    grössere Dehnungsziffern  erzielt.

   Bei etwa 4% Silizium und<B>10%</B>  Zink erhält man eine Dehnung bis zu<B>30%,</B>  welche noch weiter erhöht werden kann,  wenn man in der Legierung den     Silizium-          gehalt    weiter ermässigt. Die Festigkeit;     gellt     hierdurch entsprechend zurück.  



  Wie aus den vorstehenden     Zahlenan--aben,     die aus     ein-er    Fülle von vorhandenem Mate  rial ausgewählt worden sind,     hervorge'ht,    las  sen sieh bei geeigneter Kombination des Sili  zium- und des     Zinh-ehaltes    Legierungen     her-          stellen"deren        EigenEehaften    hinsichtlich Deh  nung und Festigkeit in weiten Grenzen  variabel sind.  



  Durch weitere     umfancreiehe        Untersueliun-          n     gen ist festgestellt worden.,     dass    geringe     Zu.-          ;Z        t'          sätze    anderer Metalle zu dieser Legierung die       Eic,ensehaften    teils günstig, teils ungünstig       ID     beeinflussen.     NiGht        sehädliali    ist ein Bleizu-         satz    bis zu<B>1%,</B> wie er beispielsweise durch  Verwendung von nicht ganz reinem Zink für  die Legierung hineingeraten kann. Dasselbe  gilt für das Eisen.

   Auch ein Eisengehalt bis  <B>zu 1 %</B> beeinträchtigt die mechanischen  Werte der Legierung nicht wesentlich. An  dere Zusätze, wie zum     Be4iel    solche von  Aluminium, Mangan, Kobalt, Nickel, Chrom,       Zirkon,    Wolfram,     Molybdän    oder Titan und  Zinn in den Grenzen von<B>0,1</B> bis<B>3</B>     %    allein  oder in geeigneter Kombination, können     be-          züglie,h        meohanischer    Festigkeit, oder     hin-          siel-itlich    der Verbesserung -physikalischer  Werte, die Legierung günstig beeinflussen.

    Besonders ein Gehalt von Zinn wirkt sieh  insofern günstig auf die Legierung aus, als  er ihre Verwendbarkeit als     Lacermetall        für-          dert.    Durch den Zinnzusatz wird das     Gefü-e     in der Weise verändert, wie man es bei einem  Lagermetall voraussetzt.  



  Im     Ge-,ensatz    zu den bekannten     Kupfer-          Zinnleggierun,gen    lassen sieh die beispielsweise  beschriebenen     Kupfer-Silizium-Ziul-.legierun-          ,gen    schmieden, walzen und pressen. Es kön  nen daher     SsshmiedestüeI"e,    Bleche, Stangen  und Rohre aus ihnen     hero-estellt    werden.     Dip     Festigkeit von     gepressten    Stangen ist     natür-          lieh    erheblich grösser als diejenige der in  Sand gegossenen Legierung.

   So erhält man  bei einer Legierung mit etwa<B>85%</B> Kupfer,  <B>5%</B> Silizium und etwa<B>10%</B> Zink eine  Festigkeit von zirka<B>65</B> eine Deh  nung von etwa,<B>30 %</B> und eine     Ilärte    von  etwa<B>150</B> nach     Brinell.    Durch     nachträuliehes     Ziehen einer derartigen Stange kann man       Festigkeiten    erhalten, die etwa<B>80</B>     kg/mm2     betragen, wobei die Dehnung noch zirka<B>15</B>  bis 20% ergibt, Zahlen, wie sie bisher bei       pressbaren    Kupferlegierungen nicht erreicht  worden sind.  



  Die Legierungen lassen sieh ausserdem  gut in Sandformen vergiessen und ergeben  ein vollkommen dichtes     Gefüae.    Diese Be  obachtung macht man besonders dann, wenn  der Zinkgehalt in den Grenzen zwischen<B>10</B>  und     15%        lieut,        z.B.   <B>81%</B>     Cu,    M%     Zn#     4,5<B>%</B>     Si    und<B>0,5 %</B>     Sn.    Bei niedrigem und  höherem Zinkgehalt wird das Gefüge mehr      oder weniger porös.

   Wegen dieser guten       Giessbarkeit    und den besonders unten mecha  nischen Werten, die bei den Legierungen mit  dem angegebenen Mischungsverhältnis     beob-          in        tn          aehtet    werden, lassen sie sich zur Herstellung       von    Glocken 'gut verwenden. Der Ton einer       .,Olchen    aus     Kupfer-Silizium-Zinklegierung          ("("(ros",enen        Gloche    hat die     -leiche    Höhe wie  der einer Bronzeglocke, wobei die Resonanz  noch eine besondere ist.  



  Ausserdem stellen die Legierungen ein       z#     gutes Material zur Herstellung von     Kokil-          leng        ussteilen    und     Spritzgussteilen    dar, weil  <B>?m</B>       die    Oberfläche     derarti(rer        Gussteile        infolo-c     <B>c></B> n       (les        Siliziumgehaltes    besonders glatt wird,  und weil das     Soliwindmass,    verglichen mit  andern hochkupferhaltigen Legierungen     ge-          rin-,    ist.  



  Die Legierungen lassen sieh wegen der  bekannten     desoxydierenden    Wirkung des Sili  ziums gut schweissen, wobei die bearbeiteten  Stellen vollkommen dicht sind. Auch das  Löten der Legierungen bietet, im Gegensatz       züi    Kupferlegierungen, die Aluminium ent  halten, keine Schwierigkeiten. Die Legierung       Olemäss    der     Erfinduno,    wird in an sieh     be-          hannter    Weise durch Zusammenschmelzen  hergestellt.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Kupfer-Silizium-Zinklegieruno-, dadurch t# (rekennzeichnet, dass sie Zink,<B>80</B> bis<B>90 %</B> <I>n</I> Kupfer und 2 bis 5% Silizium enthält. UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 85% Kupfer, 5/,o Silizium und<B>10 %</B> Zink.

   L <B>2</B> . Kupfer-Silizium-zinklegierung nach Pa- tentanspruch, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Aluminium in den Grenzen von<B>0,1</B> bis<B>3</B> lwo. <B>3.</B> Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch eiiieii k# Gehalt an Maugan in den Grenzen voo <B>0, 1</B> bis<B>3 %.</B> 4.

   Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa- tentanspruch, gekennzeielinet durch i eiiit#ii Gehalt an Kobalt in den Grenzen von 0,1 bis<B>3</B> %. <B>5.</B> l#upèr-Siliziurn-ZinklecierLiiig nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch eineii Gehalt an Nickel in den Grenzen von <B>0,1</B> bis<B>3 %.</B> <B>6.</B> Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa- tentan,sprueli,

   'gekennzeichnet durch einen Gehalt an Chrom in den Grenzen von <B>0,1</B> bis<B>'3 %.</B> <B>7.</B> Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa- tenta,nspruch, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Zirkon in den Grenzen von 0,1 bis<B>3</B> %. <B>8.</B> Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa- tenlanspruch, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Wolfram in den Grenzen von <B>0,1</B> bis<B>3 %.</B> <B>9.</B> Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa- tentansprucb,

   gekennzeichnet durch einen Gehalt an Molybdän in den Grenzen von <B>0,1</B> bis<B>3 %.</B> <B>10.</B> Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Titan in den Grenzen von<B>0,1</B> bis<B>3 %.</B> <B>11.</B> Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa- tentansprueh, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Zinn in den Grenzen von 0,1 bis<B>3 %.</B> <B>19-</B> Kupfer-Silizium-Zinklegierung nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet, durch einen Gehalt von<B>81 %</B> Kupfer, 4,5<B>%</B> Siliziums 14<B>%</B> Zink und<B>0,5 %</B> Zinn.