CS238725B1

CS238725B1 - Copper-based alloy for drawing and pressing tool inserts

Info

Publication number: CS238725B1
Application number: CS826875A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Zezula; Igor Macasek; Ladislav Sibral
Original assignee: Jaroslav Zezula; Igor Macasek; Ladislav Sibral
Priority date: 1982-09-27
Filing date: 1982-09-27
Publication date: 1985-12-16
Also published as: CS687582A1

Abstract

Slitina na bázi mědi pro vložky taž-- ných a lisovacích nástrojů, zejména pro zpracování kovových materiálů - plechů - obsahuje hmotnostně kromě mědi 8,5 až 12 % křemíku, 4 až 8 % železa, 2 až 5 % niklu, přiěemž toto základní složení může být doplněno přísadami hliníku, manganu, chrómu, zinku, olova a cínu do 3,5 % jednotlivě nebo ve variabilní kumulaci.Copper-based alloy for inserts of drawing and pressing tools, especially for processing metal materials - sheets - contains by weight, in addition to copper, 8.5 to 12% silicon, 4 to 8% iron, 2 to 5% nickel, while this basic composition can be supplemented with additives of aluminum, manganese, chromium, zinc, lead and tin up to 3.5% individually or in variable accumulation.

Description

Vynález se týká slitiny na bázi mědi, převážně pro vložky tažných a lisovacích nástrojů k plošnému tváření, zejména kovových materiálů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a copper-based alloy, predominantly for inserts of drawing and stamping tools for sheet metal forming, in particular metallic materials.

Pro výrobu nástrojů nebo .jejich vložek, k tažení a lisování kovů se pro větší a velké série tvářených dílců používá nástrojů ocelových, výjimečně tvrdokovových a ze speciálních slitin hliníkových bronzů.For the production of tools or their inserts, for drawing and stamping metals, for large and large series of molded parts, steel tools, exceptionally hard metal and special aluminum bronze alloys are used.

Nevýhodou ocelových nástrojů je, že zvláště při zpracování ocelových plechů vyšší pevnosti dochází brzy k zadírání výtažků vlivem přilnutí drobných částeček zpracovávaného materiálu na funkční ploše nástroje.The disadvantage of steel tools is that, especially when processing steel sheets of higher strength, the seizures soon become seized due to the adherence of small particles of material to be processed on the functional surface of the tool.

Tuto nevýhodu lze někdy částečně odstranit použitím dokonalejších maziv.This disadvantage can sometimes be partially eliminated by using superior lubricants.

Tvrdokovové nástroje nejsou tolik choulostivé na přilnuti zpracovávaného materiálu, ale jsou vhodné pro vysokou cenovou náročnost pouze pro velkosériovou výrobu.Tungsten carbide tools are not so delicate to adhere the workpiece, but are suitable for high cost demands only for large-scale production.

Nástroje ze speciálních slitin hliníkových bronzů odstraňují částečně předchozí nevýhody. Obvykle však jsou náročné na technologií odlévání. Při nepatrných technologických nedostatních vznikají porézní místa na odlitku, která znamenají jeho vyřazení nebo snížení životnosti. Také jejich obrábění je hlavně časově náročné.Tools made of special aluminum bronze alloys partially eliminate previous disadvantages. However, they are usually demanding on casting technology. In the case of slight technological deficiencies, porous spots on the casting result in its casting out or reducing its service life. Their machining is also time-consuming.

částečně tuto nevýhodu řeší slitina hliníkového bronzu s vyšším hmotnostním obsahem procenta železa, manganu a niklu.partly this disadvantage is solved by an aluminum bronze alloy with a higher weight content of iron, manganese and nickel.

Uváděné nevýhody podstatnou měrou odstraňuje slitina na bázi mědi, jejíž podstata spočívá v tom, že kromě mědi obsahuje hmotnostně 8,5 až 1 2 % křemíku, 4 až 8 % železa a 2 až 5 % niklu.The aforementioned disadvantages are substantially eliminated by the copper-based alloy, which consists in addition to copper of 8.5 to 12% by weight of silicon, 4 to 8% of iron and 2 to 5% of nickel.

Dále může obsahovat též v menší míře přísady hliníku, manganu, chrómu a některé další doprovodné prvky, jako zinek, olovo, cín, a to jednotlivě nebo ve variabilní kombinaci až do 3,5 % hmotnosti.It may also contain, to a lesser extent, aluminum, manganese, chromium and some other accompanying elements, such as zinc, lead, tin, individually or in variable combination up to 3.5% by weight.

Při zkouškách vlivu různých kovových přísad na tvrdost křemíkových bronzů se prokázal rozhodující vliv křemíku na tvrdost křemíkového bronzu.Tests of the influence of various metallic additives on the hardness of silicon bronze have shown a decisive influence of silicon on the hardness of silicon bronze.

Obsahuje-li slitina více než 8,2 % Si, vytváří se velmi tvrdé strukturní složky. Slitiny o obsahu Si od 8,2 % do 12,3 % mají strukturu vytvořenou krystaly γ, c , Ύ , eventuálně krystaly křemičitanů železa FeSi a FeSi^ při obsahu Fe větším než 1,5 %.If the alloy contains more than 8.2% Si, very hard structural components are formed. Alloys with Si content from 8.2% to 12.3% have a structure formed by crystals γ, c, Ύ, eventually iron silicates FeSi and FeSi ^ at Fe content greater than 1.5%.

Vzájemnou kombinaci prvků ve slitině se pak dosahuje potřebných vlastností nutných pro dané využití. Nutnou podmínkou vytváření tvrdé strukturní složky k vytvoření krystalů γ, r. , η' , s krystaly křemičitanů železa je zvýšené procento křemíku oproti normálním křemíkovým bronzům a vhodné doplňující prvky patrné z příkladu.The mutual combination of elements in the alloy then achieves the necessary properties necessary for the given application. A necessary condition for the formation of a hard structural component to form crystals γ, r., Η 'with iron silicate crystals is an increased percentage of silicon compared to normal silicon bronze and suitable complementary elements evident from the example.

Jako příklady slitin na bázi mědi podle vynálezu se uvádí v hmotnostníoh procentech: 10,8 % Si, 6,2 % Fe, 3,6 % Ni, 1,7 % Al_ř 0,4 % Mn, 0,5 % Cr, 0,3 % Zn, 0,1 % Pb, 0,3 % Sn, zbytek měň; podle dalšího příkladu slitina obsahuje 8,5 % Si, 7,5 % Fe,.2,5 % Ni, 0,6 % Al, 1,1 % Mn, 0,3 % Cr, 0,15 % Zn, 0,1 * Pb, 0,1 % Sn, zbytek měá.Examples of copper-based alloys according to the invention is given in percent w of 10.8% Si, 6.2% Fe, 3.6% Ni, 1.7% _of Al 0.4% Mn, 0.5% Cr, 0.3% Zn, 0.1% Pb, 0.3% Sn, the remainder currents; according to another example, the alloy comprises 8.5% Si, 7.5% Fe, 2.5% Ni, 0.6% Al, 1.1% Mn, 0.3% Cr, 0.15% Zn, O, 1 * Pb, 0.1% Sn, the rest has.

U slitin podle vynálezu bylo dosaženo požadované tvrdosti 390 až 430 vyvolané odpovídajícími tvrdými strukturními složkami. Slitiny vykazují výhodnější slévárenské vlastnosti. Jsou méně náchylné k naplynění a vytváření kysliěníkových blan, mají meněí sklon k pořezitě, vykazují meněí objemové smrštění při tuhnutí než speciální hliníková bronzy.With the alloys of the present invention, the desired hardness of 390 to 430 induced by the corresponding hard structural components was achieved. The alloys exhibit more advantageous foundry properties. They are less susceptible to gassing and formation of oxygen membranes, have less tendency to cut, exhibit less solidification shrinkage than special aluminum bronzes.

Z těchto důvodů byla použita při výrobě odlitků jednodušší technologie, nebylo nutné náročné dodržování technologických opatření, zamezujících vzniku výše uvedených slévárenských vad. Rovněž opracovávání odlitků ze slitin podle vynálezu je snadnější, vyrobené odlitky jsou při opracovávání méně náchylné k vylamování obráběných hran.For these reasons, simpler technology was used in the production of castings, and it was not necessary to observe the technological measures to prevent the occurrence of the above foundry defects. Also, the machining of the alloy castings according to the invention is easier, the castings produced are less susceptible to chipping of the machined edges.

Na základě výsledků ověřovacích zkoušek se na>nástrojích s vložkami ze slitin podle vynálezu vyrobilo nejméně 70 000 výtažků z nerezavějících ocelí. Tvrdost slitiny však musí dosahovat 390 až 430 Hg.Based on the results of the verification tests, at least 70,000 stainless steel extracts were produced on the alloy inserts of the invention. However, the hardness of the alloy must be 390 to 430 Hg.

Vyšší společenský prospěch při využití slitiny podle vynálezu spočívá v jednodušší technologii odlévání a snadnějším obrábění.The greater social benefit of using the alloy of the invention is simpler casting technology and easier machining.

Využití slitiny se jeví výhodné pro vložky lisovacích nástrojů, zejména pro materiály s vyšší pevností a mezí kluzu, jako na příklad u nerezavějících ocelí.The use of the alloy appears to be advantageous for dies of stamping tools, especially for materials with higher strength and yield strength, such as stainless steels.

Uvedené vlastnosti byly ověřeny u zkušebních odlitků pro vložky lisovacích nástrojů.These properties have been verified in test castings for die tool inserts.

V provozu se nástroje vyrobené ze slitiny podle vynálezu plně osvědčily.In use, tools made from the alloy of the invention have been fully proven.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Copper-based alloy for drawing tool dies, in particular for the processing of metallic materials, characterized in that, besides Cu, it contains 8.5 to 12% Si by weight, 4 to 8% Fe, 2 to 5% Ni.

2. Copper-based alloy as claimed in claim 1, characterized in that it contains additives Al, Mn, Cr, Zn, Sn, Fb as accompanying elements, either individually or in variable storage up to a maximum value of 3.5% by weight.