CZ20220U1 - Mosaz alfa + beta se zvýšenou obrobitelností - Google Patents
Mosaz alfa + beta se zvýšenou obrobitelností Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20220U1 CZ20220U1 CZ200921726U CZ200921726U CZ20220U1 CZ 20220 U1 CZ20220 U1 CZ 20220U1 CZ 200921726 U CZ200921726 U CZ 200921726U CZ 200921726 U CZ200921726 U CZ 200921726U CZ 20220 U1 CZ20220 U1 CZ 20220U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- brass
- max
- cuzn40mgp
- lead
- alloy
- Prior art date
Links
- 229910001110 Alpha-beta brass Inorganic materials 0.000 title 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 36
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 13
- 229910000730 Beta brass Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 12
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 5
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 101100078300 Caenorhabditis elegans mtm-9 gene Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000776 Common brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001275902 Parabramis pekinensis Species 0.000 description 1
- 229910007563 Zn—Bi Inorganic materials 0.000 description 1
- HUEBVZADHUOMHL-UHFFFAOYSA-N [As].[Pb] Chemical compound [As].[Pb] HUEBVZADHUOMHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Forging (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká mosazi α+β se zvýšenou obrobitelností, jakož i s vysokou korozní odolností, určené pro lisování a kování za tepla a následné třískové obrábění.
Dosavadní stav techniky
Dosud existující tzv. dvoufázové mosazi, tvořené fázemi α+β, určené pro výkovky, lisované nebo lisované a tažené tyče a profily, jakož i pro jejich následné třískové obrábění, obvykle jako přísadu lámající třísku obsahují olovo. Z celé řady těchto α+β mosazí na bázi Cu-Zn-Pb jsou nej rozšířenější slitiny, označované jako CuZn39Pb3 a CuZn40Pb2, jejichž nevýhodou je však škodlivé působení v nich obsaženého olova na lidské zdraví, což platí zejména pro mosazi, ze kterých se zhotovují například domovní instalace pro pitnou vodu.
Tato nevýhoda je do značné míry odstraněna automatovou α+β mosazí na bázi slitiny Cu-Zn-Bi podle českého patentového spisu CZ 294891, která obsahuje v hmotnostním množství 60,0 až 75,0 % Cu, 0,5 až 4,0 % Bi, zbytek zinek a případné doprovodné prvky a nečistoty, jako napři 15 klad 0,001 až 0,2 % Pb a/nebo 0,001 až 0,3 % P, 0,001 až 3,0 % Si, 0,001 až 2,0 % Sn, max. 0,1 % AI, max. 0,4% Fe, max. 0,3 % Ni a celkem max. 0,5 % dalších prvků. Funkcí přísady lámající třísku v této mosazi nahrazuje místo olova bismut, nicméně přítomnost bismutu je zde poněkud problematická s ohledem na druhotné hutní zpracování odpadů z této mosazi, kdy je nutno bismut poměrně složitě odstraňovat.
Dalším řešením, jak plyne z užitného vzoru CZ 19671 UI a také z německého patentového spisu DE 10308778 B3 jsou pak známé slitiny mědi na bázi Cu-Zn-Si, obsahující jako hlavní slitinové prvky v hmotnostním množství 69,0 až 83,0 % Cu, 1,0 až 5 % Si a zbytek zinek. Slitiny pak mohou obsahovat další prvky jako fosfor, a to v hmotnostním množství max. 0,2 % P, případně 0,01 až 2,0 % Sn, jakož i 0,01 až 0,3 % Fe a/nebo Co, 0,01 až 0,3 % Ni, 0,01 až 0,3 % Mn, a max.
0,5 % Ag, a dále AI, As, Mg, Sb, Zr jako doprovodné prvky či nečistoty. Nevýhodou těchto mosazí resp. slitin mědi jsou vysoké obsahy jak mědi tak i křemíku, neboť zejména z důvodu vyššího obsahu mědi jsou u této mosazi značně vyšší její výrobní náklady, negativně ovlivňující i cenu z ní zhotovených výrobků. Obsah křemíku pak zapříčiňuje při obrábění této mosazi podstatně sníženou životnost obráběcích nástrojů. Obdobné nevýhody má i bezolovnatá snadno ob30 robitelná slitina mědi dle patentového spisu US 6413330, obsahující v hmotnostním množství 69,0 až 79 % Cu, více než 3,0 % Si, zbytek Zn a případné další doprovodné prvky jako Bí, Te, Se, Sn, AI, P, Sb, As.
Podstata technického řešení
Výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky v této oblasti jsou do značné míry odstra35 něny mosazí α+β se zvýšenou obrobitelností na bázi slitiny mědi Cu a zinku Zn podle předkládaného technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 0,1 až 0,6 % hmotn. hořčíku Mg, 0,1 až 0,6 % hmotn. fosforu P, max. 0,1 % hmotn, hliníku AI, max. 0,4 % hmotn. železa Fe, max. 0,3 % hmotn. niklu Ni, jakož i celkem max. 0,2 % hmotn. dalších doprovodných prvků, přičemž obsah mědi Cu činí 57,0 až 61,0 % hmotn.
Podstata technického řešení spočívá rovněž i v tom, že tato mosaz může dále obsahovat max. 0,3 % hmotn. olova Pb, přičemž spodní hranice obsahu olova Pb činí s výhodou min. 0,1 % hmotn. Zbytek pak tvoří zinek Zn.
Výhodou mosazi α+β se zvýšenou obrobitelností podle tohoto technického řešení, kterou možno dle dosud používaných pravidel označit například jako CuZn40MgP, je to, že neobsahuje olovo vůbec, nebo ho obsahuje pouze v malém množství. Na rozdíl od výše zmíněné známé automatové mosazi dle patentu CZ 294891 a křemíkové mosazi dle užitného vzoru CZ 19671 UI plní funkci
-1CZ 20220 Ul přísady lámající třísku místo bismutu nebo křemíku v plné míře kombinace přísad Mg a P, čímž jsou odstraněny případné problémy jak se zpracováním odpadu, které existují u bismutových mosazí, tak problémy s rychlým opotřebením obráběcích nástrojů pří třískovém obrábění křemíkových mosazí v důsledku jejich vysoké tvrdosti. Případná přítomnost Pb, zvláště pak v rozmezí
0,1 až 0,3 % hmotn., pak hlavně plní funkci přísady, která jen dále zvyšuje její obrobíteInost.
Proti slitinám mědi dle výše uvedených patentových dokumentů DE 10308778 a US 6413330 a
CZ 19671 Ul jsou u mosazi dle tohoto technického řešení zejména vzhledem k menšímu obsahu mědi podstatně sníženy náklady na její výrobu resp. náklady na z ní následně zhotovované výrobky, přičemž vhodnou kombinací v ní obsažených jednotlivých prvků a jejich hmotnostního io množství je u této mosazi dle technického řešení docíleno optimálního poměru jejích mechanických, zejména pevnostních vlastností a její obrobitelnosti.
Příklady provedení technického řešení
V kelímkové indukční peci byly připraveny dvě tavby (první a druhá) ze slitiny o základním složení podle tabulky 1. Tavby se připravily z mědi 99,5, zinku 99,5, Mg 99,5 a předslitiny CuPlO.
Z první ί z druhé tavby byly stacionárním odlitím do grafitové formy odlity čepy o průměru
190 mm a délky 400 mm.
Tabulka 1
| Tavba | Průměr odlitku | Cu | Fe | Mg | P | Pb | Zn |
| 1. | 190 mm | 59,43 | 0,045 | 0,45 | 0,32 | 0,0030 | zbytek |
| 2. | 190 mm | 59,30 | 0,068 | 0,46 | 0,50 | 0,1 | zbytek |
Odlité čepy z obou taveb byly soustruženy na průměr 185 mm a průtlačně lisovány nepřímo na 20 košili na výlisky o průměru 50 mm. Z výlisků byly odebrány zkušební tyče a určeny mechanické vlastnosti s těmito výsledky (tabulka 2).
Tabulka 2
| Tavba | Označení slitiny | Stav | Rp0,2 [MPa] | Rm [MPa] | A5 . [%] | HV30 | HB |
| 1. | CuZn40MgP | po lisování za tepla | 136 | 450 | 24 | 101 | 97 |
| 2. | CuZn40MgP | 130 | 441 | 20 | 97 | 94 |
Z tyčí průměru 50 mm z obou taveb byly připraveny přířezy o délce 46 mm, které se kovaly v uzavřené zápustce za vhodných podmínek na výkovek složitého tvaru. Kvalita výkovků a jejich rozměry byly srovnatelné s výkovky ze slitiny CuZn40Pb2.
Dále byly výkovky zhotovené z mosazi dle příkladného provedení technického řešení, označované dále jako mosaz CuZn40MgP, z obou taveb podrobeny provoznímu obrábění na obráběcím automatu na konečný tvar. Výsledky byly porovnány s obráběním stejných výkovků zhotovených ze známé mosazi CuZn40Pb2 a dále z rovněž běžných mosazí CuZn37 a CuZn40. Kvalita obrobků z mosazi dle technického řešení byla srovnatelná s obrobky ze slitiny CuZn40Pb2. Výsledky ukázaly, že výkovky z mosazi CuZn40MgP lze bez potíží obrábět na obráběcích automatech podobně jako lze obrábět výkovky z mosazi CuZn40Pb2. Naproti tomu výkovky z běžných α+β mosazí CuZn37 a CuZn40 bez obsahu olova nelze na obráběcích automatech obrábět. Při obrá35 bění se tvoří dlouhá tříska, která se nabaluje na řezné nástroje a je nutné obrábění přerušit. Navíc kvalita obrobeného povrchu výkovků z běžných α+β mosazí CuZn37 a CuZn40 bez obsahu olova je podstatně horší než kvalita obrobků z mosazi CuZn40MgP nebo z mosazi CuZn40Pb2.
-2CZ 20220 Ul
Tyče z mosazi CuZn40MgP dle technického řešení z první a druhé tavby byly podrobeny laboratorním zkouškám obrobitelnosti. Jedna ze zkoušek hodnotila utváření třísky při podélném soustružení výlisků. Výsledky zkoušek obrobitelnosti u mosazi CuZn40MgP byly porovnány s výsledky zkoušek obrobitelnosti běžných α+β mosazí CuZn37 a CuZn40 bez obsahu olova. Porov5 nání ukázalo, že dělení třísky při obrábění mosazi CuZn40MgP je podstatně větší než dělení třísky běžných α+β mosazí CuZn37 a CuZn40 bez obsahu olova.
Z vylisovaných tyčí z mosazi CuZn40MgP z první a druhé tavby a z tyčí z kovárenské olovnaté mosazi CuZn40Pb2 a z arsenové olovnaté mosazí CuZn40Pb2As se zvýšenou odolností proti odzinkování byly odebrány vzorky, na kterých byla stanovena odolnost proti odzinkování podle io podmínek uvedených normě ČSN EN ISO 6509. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3. Ze zkoušených mosazí vykazovaly nejlepší odolnost proti odzinkování mosazi CuZn40MgP.
Tabulka 3
| Tavba | Označení slitiny | Stav | Max. hloubka odzinkování [mm] |
| 1. | CuZn40MgP | po lisování za tepla | 0,23 |
| 2. | CuZn40MgP | 0,245 | |
| Referenční slitina | CuZn40Pb2 | 0,945 | |
| Referenční slitina | CuZn36Pb2As | 0,350 |
Výkovky po obrobení na konečný rozměr z mosazi CuZn40MgP a ze známé mosazi CuZn40Pb2 15 byly podrobeny zkoušce náchylnosti ke koroznímu praskání za napětí. Zkouška byla provedena expozicí v parách amoniaku za podmínek stanovených normou ISO 6957. Výsledky ukázaly, že u mosazi CuZn40MgP podobně jako u mosazi CuZn40Pb2 je náchylnost ke koroznímu praskání nízká. Dosažené výsledky jsou v tabulce 4.
Claims (3)
- NÁROKY NA OCHRANUL Mosaz α+β se zvýšenou obrobitelnosti na bázi slitiny mědi Cu a zinku Zn, vyznačující se tím, že obsahuje 0,1 až 0,6 % hmotn. hořčíku Mg, 0,1 až 0,6 % hmotn. fosforu P, max. 0,1 % hmotn. hliníku AI, max. 0,4 % hmotn. železa Fe, max. 0,3 % hmotn. niklu Ni, jakož i25 celkem max. 0,2 % hmotn. dalších doprovodných prvků, přičemž obsah mědi Cu činí 57,0 až 61,0 % hmotn.
- 2. Mosaz podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje max. 0,3 % hmotn. olova Pb.
- 3. Mosaz podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že spodní hranice obsahu olova 30 Pb činí min. 0,1 % hmotn.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200921726U CZ20220U1 (cs) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Mosaz alfa + beta se zvýšenou obrobitelností |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200921726U CZ20220U1 (cs) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Mosaz alfa + beta se zvýšenou obrobitelností |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20220U1 true CZ20220U1 (cs) | 2009-11-09 |
Family
ID=41297151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ200921726U CZ20220U1 (cs) | 2009-09-23 | 2009-09-23 | Mosaz alfa + beta se zvýšenou obrobitelností |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ20220U1 (cs) |
-
2009
- 2009-09-23 CZ CZ200921726U patent/CZ20220U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK2952596T3 (en) | EASY TO USE RUST-RESISTANT BRASS ALWAYS WITH GOOD THERMO FORMING EFFECT | |
| CN100354443C (zh) | 耐脱锌性优良的铜基合金 | |
| JP6239767B2 (ja) | 無鉛、高硫黄、かつ易切削性の銅マンガン合金、およびその調製方法 | |
| CN105039777B (zh) | 一种可切削加工黄铜合金及制备方法 | |
| CA2639394C (en) | Tin-free lead-free free-cutting magnesium brass alloy and its manufacturing method | |
| EP2761042B1 (en) | Leadless free-cutting copper alloy | |
| EP2194150A1 (en) | Lead-free free-cutting silicon brass alloy with high zinc and its manufacturing method | |
| US20120082588A1 (en) | Lead-free copper alloy for casting with excellent mechanical properties | |
| CA2639301C (en) | Lead-free free-cutting phosphorous brass alloy and its manufacturing method | |
| NL8802520A (nl) | Legeringen. | |
| CA2926331A1 (en) | White antimicrobial copper alloy | |
| US20250283197A1 (en) | Shaped parts made of a corrosion-resistant and machinable copper alloy | |
| JP2019504209A (ja) | 鋳造用の低コストで鉛非含有の脱亜鉛耐性黄銅合金 | |
| CZ294891B6 (cs) | Automatová mosaz | |
| PL183835B1 (pl) | Stop aluminium o dobrej skrawalności oraz sposób obróbki cieplnej stopu aluminium o dobrej skrawalności | |
| CZ20220U1 (cs) | Mosaz alfa + beta se zvýšenou obrobitelností | |
| KR20230017150A (ko) | 무연 및 무안티모니 황동 합금 | |
| US9951400B1 (en) | Wrought machinable brass alloy | |
| CN101363086A (zh) | 一种无铅易切削黄铜合金 | |
| KR20140045933A (ko) | 단조성, 내응력 부식 균열성 및 내탈아연 부식성이 우수한 구리 베이스 합금 | |
| CZ19671U1 (cs) | Křemíková mosaz | |
| US10745779B1 (en) | Wrought machinable brass alloy | |
| CN101012521A (zh) | 一种环保型硒铋黄铜合金材料 | |
| AU2009341842A1 (en) | Lead-free brass alloy | |
| CZ306429B6 (cs) | Obrobitelná mosaz se sníženým obsahem olova vhodná pro tváření válcováním za studena |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20091109 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20130923 |