Legierung auf Kupferbasis Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Legierungen auf Kupferbasis, die Nickel, Eisen, Man gan und Zink enthalten. Die Legierungen, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind allgemein als Neusilber bekannt und finden eine ausgedehnte Ver wendung in der Industrie, beispielsweise in Federn, Telephon-, Radio- und Fernsehschaltern, -relais und -kontakten, Federringen, Membranen,
Schmucksachen Patronen für Kugelschreiber usw.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung neuer und ver besserter Legierungen, stuf Kupferbasis aus, der als Neu silber bezeichneten Klasse, die durch eine hohe Festig keit, die mindestens mit derjenigen von. im Handel er hältlichen Legierungen vergleichbar ist, und ferner durch einen erheblich geringeren Preis als im Handel erhältliche Neusilber gekennzeichnet sind. Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden im folgenden ersichtlich werden.
Es wurde nun erfindungsgemäss gefunden, dass die vorstehenden Ziele und, Vorteile leicht erreicht und neue und verbesserte Legierungen auf Kupferbasis er halten werden können, die praktisch aus 48 bis 54 Gew.-1/o Kupfer, 3 bis 6 Gew.-1/o Nickel, 1,5 bis: 2,5 Gew.-% Eisen, 7,5 bis 8,5 Gew.-% Mangan; und zum Rest aus Zink bestehen.
Es wurde gefunden, dass die besten Ergebnisse mit 52,0 bis 54,0 Gew.-% Kupfer und 3,0 bis 5,0 Gew.-% Nickel erhalten werden, wobei die Eisen-, Mangan- und Zinkgehalte wie oben angege ben sind.
Die erfindungsgemässen Legierungen sind durch physikalische Eigenschaften gekennzeichnet, die mit denjenigen vom im Handel erhältlichen hochfesten Neusilbersorten, wie z. B Legierung 178, vergleichbar sind, wobei aber der Preis erheblich geringer ist.
Dies ist eine sehr wichtige Entwicklung, da für zahlreiche Anwendungen ein hochfestes Neusilber erwünscht ist, aber wirtschaftliche Erwägungen die Verwendung einer billigeren Legierung erzwingen, beispielsweise in Pro dukten, wie Federn, die ausgezeichnete Festigkests- und Ermüdungseigenschaften haben müssen. Daher löst die vorliegende Erfindung dieses bereits lange be stehende Problem und stellt eine solche billige hochfe ste Legierung zur Verfügung.
Erfindungsgemäss müssen die Bereiche der Be standteile unbedingt innerhalb der vorstehend genann ten Werte liegen. Beispielsweise führt die Senkung des Kupfergehaltes unter 48 Gew.-% zu einer verminderten Kaltverformbarkeit und zur Bildung einer unerwünsch ten zweiten Phiase; dagegen verursacht die Erhöhung des Kupfergehaltes über 54 Gew.-1/o einen Festigkeits verlust und einen höheren Preis für das Grundmetall.
In ähnlicher Weise verursacht Zink in grösseren Men gen als den oben angegebenen eine Abnahme der Kalt verformbarkeit und begünstigt die Bildung einer uner wünschten zweiten Phase; dagegen verursacht die Sen kung des Zinkgehaltes eine Abnahme der Festigkeit der Legierung.
Nickel in Mengen von mehr als 6 Gew.-% macht die Legierung für das Kaltwalzen mittels üblicher Ver fahren ungeeignet und erhöht ausserdem die Grundme- tallkosten. Wenn Nickel in einer Menge von weniger als 3 Gew.-1/o vorhanden ist, ergibt sich eine Vermin derung der Festigkeit.
Der Eisengehalt der Legierung wird kritisch im Bereich von 1,5 bis 2,5 % gehalten. Diese Menge ergibt das optimale Verhältnis von Festigkeit zu Kaltverformbar keit. Jede Abweichung von dieser Menge beeinflusst dieses Verhältnis in nachteiliger Weise.
Das Mangan sollte vorzugsweise als Ferromangan zugesetzt werden, und daher hängt der tatsächliche Gehalt an Mangan vom vorhandenen Eisen ab. Ein Mangel an diesem Element verursacht jedoch eine: merkliche und unerwünschte Farbveränderung der Legierung.
Natürlich können übliche Verunreinigungen vor handen sein, und in der erfindungsgemässen Legierung können Abänderungen innerhalb der vorstehenden kri tischen Grenzen vorgenommen werden, beispielsweise kann Blei zugesetzt werden, um die Zerspannbarkeit zu verbessern, und es können nicht störende Ersatzwerk- stoffe zugesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung und die damit erzielten Verbesserungen werden anhand der folgenden Bei spiele erläutert.
<I>Beispiel 1</I> Zwei Legierungen wurden hergestellt, die die unten angegebenen angenäherten Zusammensetzungen hatten und von denen eine erfindungsgemässe Legierung und die andere die handelsübliche Neusilberlegierung 178 war.
EMI0002.0009
<I><U>Tabelle <SEP> 1</U></I>
<tb> Element <SEP> Erfindungsgemässe <SEP> Legierung <SEP> 178
<tb> Legierung <SEP> ( /o) <SEP> ( /o)
<tb> Kupfer <SEP> 53,0 <SEP> 58,0
<tb> Nickel <SEP> 4,0 <SEP> 12,0
<tb> Eisen <SEP> 2,0 <SEP> 0,25 <SEP> max.
<tb> Mangan <SEP> 8,0 <SEP> 0,50 <SEP> max.
<tb> Zink <SEP> Rest <SEP> Rest Die physikalischen Eigenschaften der vorstehenden beiden Legierungen wurden bestimmt, und es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: 1.
Beide Legierungen hatten eine RF-Korngrösse von 0,005 mm.
EMI0002.0011
<I>Il. <SEP> Zugfestigkeit <SEP> (kg/cm-)</I>
<tb> <I><U>Tabelle <SEP> 1I</U></I>
<tb> 1o <SEP> Reduktion <SEP> Erfindungsgemässe <SEP> Legierung <SEP> 178
<tb> Legierung
<tb> weich <SEP> 5730 <SEP> 5<B>1</B>32
<tb> 10 <SEP> 6257 <SEP> 5625
<tb> 20 <SEP> 6890 <SEP> 6117
<tb> 30 <SEP> 7523 <SEP> 6820
<tb> 40 <SEP> 8015 <SEP> 7523
<tb> 50 <SEP> 8419 <SEP> 8156
<tb> <I>III.
<SEP> Streckgrenze <SEP> (kglcmE, <SEP> 0,1-Dehngrenze)</I>
<tb> <I><U>Tabelle <SEP> I11</U></I>
<tb> /o <SEP> Reduktion <SEP> Erfindungsgemässe <SEP> Legierung <SEP> 178
<tb> Legierung
<tb> weich <SEP> 2953 <SEP> 2812
<tb> 10 <SEP> 5132 <SEP> 4078
<tb> 20 <SEP> 5625 <SEP> 5132
<tb> 30 <SEP> 6398 <SEP> 6328
<tb> 40 <SEP> 6749 <SEP> 6890
<tb> 50 <SEP> 6996 <SEP> 7224
EMI0002.0012
<I>IV.
<SEP> Prozentuale <SEP> Dehnung</I>
<tb> <I><U>Tabelle <SEP> IV</U></I>
<tb> /o <SEP> Reduktion <SEP> Erfindungsgemässe <SEP> Legierung <SEP> 178
<tb> Legierung
<tb> weich <SEP> 34,00/0 <SEP> 43,00/0
<tb> 10 <SEP> 19,5% <SEP> <B>26,00/0</B>
<tb> 20 <SEP> <B>9,00/0 <SEP> <I>15,0010</I></B>
<tb> 30 <SEP> <B>2,50/0</B> <SEP> 5,5 <SEP> 0/0
<tb> 40 <SEP> <B><I>1,5010</I> <SEP> 3,00/0</B>
<tb> 50 <SEP> <B>1,00/0</B> <SEP> 2,00/0 <I>Beispiel 2</I> Der Grundmetallpreis einer erfindungsgemässen Legierung, nämlich der erfindungsgemässen Legierung von Beispiel 1,
wurde mit Legierung 178 und Legie- rung 168 (55 % Kupfer, 18 % Nickel und Rest Zink) verglichen und die folgenden Werte erhalten:
EMI0002.0028
<I><U>Tabelle <SEP> V</U></I>
<tb> Legierungen <SEP> Angenäherter <SEP> Preis
<tb> Erfindungsgemässe <SEP> Legierung <SEP> ca. <SEP> $ <SEP> 25 <SEP> pro <SEP> 45 <SEP> kg
<tb> Legierung <SEP> 168 <SEP> ca. <SEP> $ <SEP> 35 <SEP> pro <SEP> 45 <SEP> kg
<tb> Legierung <SEP> 178 <SEP> ca. <SEP> $ <SEP> 31 <SEP> pro <SEP> 45 <SEP> kg