Zinklegierung. Es sind Zinklegierungen bekannt, für die Aluminium, Kupfer und Magnesium als Legierungsbestandteile verwendet werden.
Solche Legierungen enthalten beispielsweise 1-15% Aluminium plus Kupfer und 0,01 bis 0A% Magnesium. Man kennt ferner Zinkspritzgusslegierungen mit 2 bis 1-0 Aluminium, bis zu 2.% Kupfer und 0,01 bis 0,3% Magnesium.
Schliesslich sind schon Zinklegierungen mit Zusätzen von Kupfer, Aluminium und Magnesium angegeben wor- ,den, bei denen der Kupfergehalt grösser sein soll als der Aluminiumgehalt und dieser wieder grösser als der Magnesiumgehalt. Man kennt auch Legierungen, :
die neben wech selnden Kupfer- und Magnesiumgelialten und Aluminiumgehalten von. mehr als 1 andere Legierungsbestandteile wie Nickel, Titan oder Silber enthalten.
Gegenstand des vorliegenden Patentes ist eine Zinklegierung mit Aluminium-, Magne sium- und Kupfergehalten:, in welcher der Gehalt an Aluminium .nicht über 2%, der Gehalt an. Kupfer bis zu I%' der -magne- siumgehalt 0,001-0,1 % beträgt, und:
die als Rest Feinzink mit weniger als je 0,01 Zinn, Blei, Kadmium enthält. Weiterhin soll der Aluminiumgehalt dieser Legierungen mindestens gleich sein wieder Kupfergehalt.
Vorzugsweise enthalten die Legierungen :einen Aluminiumgehalt von 0,1 bis 1,0 und einen Kupfergehalt von 0,09 bis 0,7 %, insbesondere die Legierungen mit 0,7 bis 0,9-% Aluminium, beispielsweise <B>0,8 %</B> Alu minium und<B>0,3</B> bis <B>0,5%</B> Kupfer, beispiels weise 0,4% Kupfer, sowie 0;
00'1, bis 0,02,% Magnesium, beispielsweise 0"0l% Magne sium oder 0,02% Magnesium, Rest Fein zink, haben sich besonders :gut bewährt.
Es hat sich gezeigt, @dass Legierungen der gemannten Zusammensetzung sich ausgezeich- net verarbeiten lausen und besser verformbar sind als die bisher bekannten Zinklegierun- gen mit höheren -Gehalten an Aluminium und/oder Kupfer.
Die Legierungen lassen sich sowohl durch Strang-pressen wie durch Gesenkpressen, Walzen oder Ziehen verfor men. Entsprechend den bisherigen Kennt nissen über die Beziehungen zwischen Dauer- standverhalten und Plastizität war zu erwar ten, dass die genannten Legierungen infolge ihrer guten Verformbarkeit eine verhältnis mässig niedrige Dauerstandfestigkeit auf weisen würden.
Es hat sieh nun im Gegen satz zu diesen Erwartungen überraschender weise gezeigt, da.ss die Legierungen -durch eine hohe Dauerstandfestigkeit ausgezeich net sind, die die der Legierungen mit höhe ren Gehalten an Aluminium und Kupfer übertrifft.
Als Beispiel sei eine Legierung mit 0,8 % Aluminium, 0,475 Kupfer und<B>0,02%</B> Ma gnesium ,genannt. Diese Legierung ist gut zu Blechen, Bändern und Drähten verarbeitbar. An einem aus dieser Legierung gewalzten Blech von 1 mm Stärke wurden im Anliefe- rungszustand folgende Werte bestimmt:
Festigkeit 36 kg/mm\ Dehnung 52 Die Dauerstandfestigkeit hat etwa den fünffachen Wert bisher bekannter handels üblicher, aluminiumhaltiger Zinklegierungen. Ferner lassen sieh aus der Legierung.Stan- gen, Profile und Gesenkpressteile herstellen.
Auch als Gusslegierungen sind die Legie- ivngen mit Aluminium- und Kupfergehalten bis je 1 % gut geeignet, und zwar sowohl im Sand- als' auch Kokillen- und Spritz,guss. Auch für diesen Zweck wird der Aluminium gehalt mindestens gleich dem Kupfergehalt gewählt.
Der besondere technische Vorteil der Legierungen für Gusszwecke liegt darin, dass wegen :der .geringen Gehalte an Legie- rungsbesta.ndteilen die Gefahr der Ent stehung von Seigerungen stark vermindert ist. Trotz der geringen Gehalte an Legie- rungsbestandteilen sind die Gussstücke fein körnig.
Als bemerkenswerte Eigenschaft der Gussstücke aus diesen Legierungen sei auf die hohe Dauerstandfestigkeit hingewiesen, ,die die der bisher verwendeten, höher legier- ten Zinklegierungen um ein Mehrfaches übertrifft. Diese Eigenschaft macht sich be sonders da vorteilhaft bemerkbar, wo Guss- stücke für freitragende Teile verwendet werden, wie z. B. Kandelaberarme.
Die hohe Dauerstandfestigkeit sei an fol gendem Beispiel veranschaulicht: Eine Le gierung mit<B>0.8%</B> Al, 0,4% Cu und, 0,02% Mg, Rest Feinzink, zeigte (in Härte- fliessversuchen) ein 4 bis 5mal geringeres Ausmass des F'liessens als eine Legierung mit 4;0 % Al, 1,0 % Cu und 0,03 % Mg unter gleichen Versuchsbedingungen aufweist.
Aus der vorgenannten Legierung wurden beispielsweise Wasserleituugszapfventile her gestellt. Die Hähne zeigten eine saubere, glatte Oberfläche und feinkörniges Bruch gefüge. Die Ventile zeigten ferner für Guss- teile eine bemerkenswert hohe Verformbar keit. Bei der Installation wurde das Ge winde an der Wandscheibe so stark an gezogen, dass eine Verdrehung der Hähne eintrat.
Trotzdem wurde weder das Gewinde zerstört, noch trat ein Bruch des Ventilkör pers ein.
Zinc alloy. Zinc alloys are known for which aluminum, copper and magnesium are used as alloy components.
Such alloys contain, for example, 1-15% aluminum plus copper and 0.01-0A% magnesium. Zinc injection-molded alloys with 2 to 1-0 aluminum, up to 2% copper and 0.01 to 0.3% magnesium are also known.
Finally, zinc alloys with additions of copper, aluminum and magnesium have already been specified, in which the copper content should be greater than the aluminum content and this again greater than the magnesium content. Alloys are also known:
which in addition to changing copper and magnesium gels and aluminum contents of. contain more than 1 other alloy component such as nickel, titanium or silver.
The subject of the present patent is a zinc alloy with aluminum, magnesium and copper contents: in which the aluminum content .not more than 2%, the. Copper up to 1% of the magnesium content is 0.001-0.1%, and:
the remainder of which is fine zinc with less than 0.01 each of tin, lead and cadmium. Furthermore, the aluminum content of these alloys should be at least equal to the copper content.
The alloys preferably contain: an aluminum content of 0.1 to 1.0 and a copper content of 0.09 to 0.7%, in particular the alloys with 0.7 to 0.9% aluminum, for example 0.8 % </B> aluminum and <B> 0.3 </B> to <B> 0.5% </B> copper, for example 0.4% copper, and 0;
00'1 to 0.02% magnesium, for example 0.1% magnesium or 0.02% magnesium, the remainder being fine zinc, have proven particularly successful.
It has been shown that alloys of this composition can be processed excellently, are lousy and more malleable than the previously known zinc alloys with higher aluminum and / or copper contents.
The alloys can be shaped by extrusion, die pressing, rolling or drawing. In accordance with the previous knowledge about the relationship between fatigue strength and plasticity, it was to be expected that the alloys mentioned would have a relatively low fatigue strength due to their good deformability.
In contrast to these expectations, it has now surprisingly shown that the alloys are characterized by a high fatigue strength that exceeds that of the alloys with higher contents of aluminum and copper.
An example is an alloy with 0.8% aluminum, 0.475 copper and <B> 0.02% </B> magnesium. This alloy is easy to process into sheets, strips and wires. The following values were determined on a sheet of 1 mm thick rolled from this alloy:
Strength 36 kg / mm \ elongation 52 The fatigue strength has about five times the value of previously known commercially available, aluminum-containing zinc alloys. You can also use the alloy to produce rods, profiles and die-pressed parts.
The alloys with aluminum and copper contents of up to 1% each are also well suited as cast alloys, both in sand, permanent mold and injection molding. For this purpose too, the aluminum content is chosen to be at least equal to the copper content.
The special technical advantage of the alloys for casting purposes is that because of the low content of alloy constituents, the risk of segregation is greatly reduced. Despite the low content of alloy components, the castings are fine-grained.
A remarkable property of the castings made from these alloys is the high fatigue strength, which exceeds that of the higher alloyed zinc alloys used up to now. This property is particularly advantageous where castings are used for self-supporting parts, such as B. Candelabra Arms.
The high fatigue strength is illustrated by the following example: An alloy with <B> 0.8% </B> Al, 0.4% Cu and 0.02% Mg, the remainder fine zinc, showed a 4 (in hardness flow tests) has up to 5 times less flow than an alloy with 4.0% Al, 1.0% Cu and 0.03% Mg under the same test conditions.
For example, Wasserleituugszapfventile were made from the aforementioned alloy. The taps showed a clean, smooth surface and a fine-grain break. The valves also showed a remarkably high deformability for cast parts. During installation, the thread on the wall panel was tightened so much that the cocks twisted.
Nevertheless, the thread was not destroyed, nor did the valve body break.