Verwendung einer Vorlegierung zur Herstellung aushärtbarer Kupfer
-Titan - Legierungen Legierungen von Kupfer mit Zusätzen bis zu 5 % Titan sind bereits
seit langem bekannt. Es ist auch bekannt, daß diese Legierungen durch eine Wärmebehandlung
erheblich ausgehärtet werden können, wie dies auch bei den bekannten Kupfer-Beryllium-Legierungen
der Fall ist. Diese Wärmebehandlung besteht wie bei allen aushärtbaren Legierungen
darin, daß der Werkstoff von höheren Temperaturen abgeschreckt und anschließend
angelassen wird. Härte und Festigkeit steigen hierdurch an, während Dehnung und
Einschnürung mehr oder weniger absinken.Use of a master alloy for the production of hardenable copper
-Titanium alloys Alloys of copper with additions of up to 5% titanium are already available
known for a long time. It is also known that these alloys can be subjected to heat treatment
can be hardened considerably, as is the case with the known copper-beryllium alloys
the case is. This heat treatment exists as with all age-hardenable alloys
in that the material is quenched from higher temperatures and then
is left on. This increases hardness and strength, while elongation and
Constriction more or less sink.
Die Herstellung solcher Legierungen stößt in der Praxis dadurch auf
erhebliche Schwierigkeiten, daß es bis jetzt keine wirtschaftlichen Verfahren gibt,
um Titan in reiner Form in großer Menge herzustellen. Dieses dürfte der Grund dafür
sein, daß die seit etwa 20 Jahren bekannten binären Kupfer-Titan-Legierungen trotz
ihrer guten mechanischen Eigenschaften bis heute noch keine technische Anwendung
gefunden haben. Hinzu kommt, daß die Herstellung von Legierungen aus Kupfer und
Titan erhebliche Schwierigkeiten bereitet, da sich Titan im Kupfer nur schwer und
bei sehr hohen Temperaturen löst, so daß eine starke Überhitzung des Bades und lange
Schmelzzeiten erforderlich werden. Abgesehen davon, daß die Einrichtungen der Schwermetall-Halbzeugwerke
allgemein hierfür nicht ausreichen, wird die Herstellung dieser Legierungen auch
dadurch unwirtschaftlich.The production of such alloys is a problem in practice
considerable difficulties that there are no economical procedures up to now,
to produce titanium in pure form in large quantities. This should be the reason for this
be that despite the binary copper-titanium alloys that have been known for about 20 years
their good mechanical properties have not yet been used in technical applications
have found. In addition, the production of alloys from copper and
Titanium causes considerable difficulties because titanium is difficult and difficult to find in copper
dissolves at very high temperatures, causing severe overheating of the bath and long
Melting times become necessary. Apart from the fact that the facilities of the heavy metal semi-finished products
generally not sufficient for this, the production of these alloys will also be
therefore uneconomical.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich alle diese Schwierigkeiten
dadurch vermeiden lassen, daß man bei der Herstellung der aushärtbaren Kupfer-Titan-Legierungen
nicht vom Titan als solchen, sondern von einer Vorlegierung des Titans mit einer
dritten Metallkomponente ausgeht. An sich sind solche Legierungen in verschiedenen
Zusammensetzungen bekannt. Insbesondere ist ein Vorschlag alt, Titan in Form einer
Vorlegierung mit Aluminium einem dritten Metall und insbesondere auch Kupfer zuzusetzen.
Demgegenüber besteht die Erfindung in , der Erkenntnis der besonderen Brauchbarkeit
einer Legierung, die bei einem Kupfergehalt von 20 bis 50% noch Titan und Aluminium
in einem Verhältnis etwa 2: 1 enthält, als Vorlegierung zur Herstellung aushärtbarer
Kupfer-Titan-Legierungen.The invention is based on the knowledge that all these difficulties
can thereby be avoided that one in the production of the hardenable copper-titanium alloys
not from titanium as such, but from a master alloy of titanium with a
third metal component runs out. As such, such alloys are in various
Compositions known. In particular, one suggestion is old, titanium in the form of a
Adding a master alloy with aluminum to a third metal and, in particular, also copper.
In contrast, the invention consists in the knowledge of the particular usefulness
an alloy that contains titanium and aluminum with a copper content of 20 to 50%
in a ratio of about 2: 1, as a master alloy for the production of hardenable
Copper-titanium alloys.
Die Herstellung solcher Vorlegierungen ist in an sich bekannter Weise
insbesondere auf aluminothermischern Wege möglich.The production of such master alloys is known per se
possible in particular by aluminothermic routes.
Es hat sich gezeigt, daß sich derartige Vorlegierungen in geschmolzenem
Kupfer bei 1100 bis 1200° ohne Schwierigkeiten in kurzer Zeit auflösen lassen. Hierdurch
treten die Herstellungsschwierigkeiten wie bei den binären Kupfer-Titan-Aluminium-Legierungen
nicht mehr auf. Es wurde gefunden, daß eine Vorlegierung, die aus Kupfer als Hauptbestandteil
und Titan und Aluminium als Legierungszusätzen besteht, weitere erhebliche Vorzüge
gegenüber den binären Kupfer-Titan-Legierungen aufweist.It has been shown that such master alloys in molten
Let copper dissolve quickly and easily at 1100 to 1200 °. Through this
the manufacturing difficulties occur as with the binary copper-titanium-aluminum alloys
no longer open. It has been found that a master alloy consisting of copper as the main component
and titanium and aluminum are alloy additions, other significant benefits
compared to the binary copper-titanium alloys.
Während die binären Kupfer-Titan-Vorlegierungen beim Schmelzen und
Gießen gegenüber der Einwirkung der Luft außerordentlich empfindlich sind, wird
durch den Aluminiumgehalt der ternären Vorlegierung diese Empfindlichkeit erheblich
vermindert. Titan hat bekanntlich zu Sauerstoff und insbesondere zu Stickstoff eine
sehr hohe Affinität und neigt zur Bildung besonders von Nitriden, durch die die
Schmelze angesteift und damit unbrauchbar wird. Das Schmelzen binärer Kupfer-Titan-Vorlegierungen
muß daher unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen, z. B. Schutzgasatmosphäre bzw. im
Vakuum, erfolgen. Es wurde nun gefunden, daß bereits durch geringe Gehalte der Schmelze
an Aluminium diese Empfindlichkeit so herabgesetzt wird, daß sich ternäre Kupfer-Titan-Aluminium-Vorlegierungen
ebenso wie andere bekannte Kupferlegierungen unter einer dünnen Schutzdecke von
Glas, Borax oder Chloriden, vorzugsweise BaCl2, schmelzen lassen. Die Schutzwirkung
des Aluminiums kommt dadurch zustande, daß sich die Schmelzoberfläche an der Luft
sofort mit einem dünnen Film von Aluminiumoxyd überzieht,
der das
flüssige Metall vor weiterer Einwirkung der Luft schützt.While the binary copper-titanium master alloys in melting and
Pouring are extremely sensitive to the action of air
this sensitivity is considerable due to the aluminum content of the ternary master alloy
reduced. As is well known, titanium has a relationship with oxygen and especially nitrogen
very high affinity and tends to form nitrides in particular, which cause the
The melt becomes stiffened and thus unusable. The melting of binary copper-titanium master alloys
must therefore take special precautions, e.g. B. protective gas atmosphere or im
Vacuum. It has now been found that even low contents of the melt
on aluminum this sensitivity is so reduced that ternary copper-titanium-aluminum master alloys
as well as other well-known copper alloys under a thin protective cover of
Let glass, borax or chlorides, preferably BaCl2, melt. The protective effect
of aluminum comes about when the surface of the melt is exposed to air
immediately covered with a thin film of aluminum oxide,
the that
protects liquid metal from further exposure to air.