DE102013005158A1 - copper alloy - Google Patents
copper alloy Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013005158A1 DE102013005158A1 DE201310005158 DE102013005158A DE102013005158A1 DE 102013005158 A1 DE102013005158 A1 DE 102013005158A1 DE 201310005158 DE201310005158 DE 201310005158 DE 102013005158 A DE102013005158 A DE 102013005158A DE 102013005158 A1 DE102013005158 A1 DE 102013005158A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- max
- sulfur
- tellurium
- copper alloy
- copper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/10—Alloys based on copper with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Kupferlegierung, mit Anteilen in Gewicht-% anSilizium (Si) 0,10–2,0 Nickel (Ni) 0,50–4,0, sowie 1) Schwefel (S) 0,10–0,80 oder 1.2) Tellur (Te) 0,10–1,00 oder 1.3) Schwefel (S) 0,10–0,80 Tellur (Te) 0,10–1,00, wobei die Legierung jeweils frei ist von Beryllium (Be) und Blei (Pb) und wahlweisePhosphor (P) max. 0,05 Aluminium (Al) max. 0,50 Bor (B) max. 0,50 Chrom (Cr) max. 0,50 Eisen (Fe) max. 0,50 Magnesium (Mg) max. 0,50 Mangan (Mn) max. 0,80 Silber (Ag) max. 0,50 Zirkon (Zr) max. 0,50 Zink (Zn) max. 2,50 Zinn (Sn) max. 2,50 enthält, Rest Kupfer (Cu) sowie erschmelzungsbedingte Verunreinigungen.Copper alloy, with a percentage by weight of silicon (Si) 0.10-2.0 Nickel (Ni) 0.50-4.0, as well as 1) sulfur (S) 0.10-0.80 or 1.2) tellurium ( Te) 0.10-1.00 or 1.3) sulfur (S) 0.10-0.80 tellurium (Te) 0.10-1.00, the alloy being free of beryllium (Be) and lead (Pb ) and optionally phosphorus (P) max. 0.05 aluminum (Al) max. 0.50 boron (B) max. 0.50 chromium (Cr) max. 0.50 iron (Fe) max. 0.50 magnesium (Mg) max. 0.50 Manganese (Mn) max. 0.80 silver (Ag) max. 0.50 zirconium (Zr) max. 0.50 zinc (Zn) max. 2.50 tin (Sn) max. 2.50 contains, the remainder copper (Cu) as well as impurities caused by the melting process.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kupferlegierung mit den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie die Verwendung einer solchen Kupferlegierung mit den Merkmalen von Patentanspruch 9.The invention relates to a copper alloy with the features in the preamble of
Als an sich weiches Metall wird Kupfer insbesondere aufgrund seiner guten Legierbarkeit geschätzt. Kupferlegierungen mit beispielsweise verbesserten Festigkeitseigenschaften werden auch dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen an die Strom- und/oder Wärmeleitfähigkeit sowie Korrosionsbeständigkeit gestellt werden. Es sind daher zumeist mehrere Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen.As a per se, soft metal copper is appreciated in particular because of its good alloyability. Copper alloys with, for example, improved strength properties are also used where high demands are placed on current and / or thermal conductivity and corrosion resistance. Therefore, it is usually several requirements to meet simultaneously.
Da Kupfer mit Ausnahme von Silber den kleinsten elektrischen Widerstand aller bekannten Metalle aufweist, werden Kupferlegierungen schon allein wegen der Häufigkeit von Kupfer und dem damit verbundenen Preisvorteil gegenüber Silber bevorzugt und für elektrische Kontaktbauteile verwendet.Since copper, with the exception of silver, has the lowest electrical resistance of all known metals, copper alloys are preferred and used for electrical contact components merely because of the frequency of copper and the associated price advantage over silver.
Zu solchen Kontaktbauteilen zählen beispielsweise mechanisch miteinander verbindbare sowie trennbare Verbindungselemente sowie Quetschverbindungen.Such contact components include, for example, mechanically connectable and separable fasteners and crimp connections.
Kupferlegierungen wie beispielsweise CuNi1,5Si (C19010), CuNi2SiZn (C64725) und CuNi3Si (C70250) werden vorrangig für Steckkontakte eingesetzt, da diese eine hohe Relaxationsbeständigkeit aufweisen. Demgegenüber weisen die vorgenannten Kupferlegierung eine schlechte Zerspanbarkeit auf, so dass sie sich nicht oder nur schlecht für die Herstellung von Kontaktbauteilen durch spanende Verarbeitung eignen.Copper alloys such as CuNi1.5Si (C19010), CuNi2SiZn (C64725) and CuNi3Si (C70250) are primarily used for plug-in contacts, as these have a high relaxation resistance. In contrast, the aforementioned copper alloy have a poor machinability, so that they are not or only poorly suited for the production of contact components by machining.
Eine gute Zerspanbarkeit wird demgegenüber bei der Verwendung bekannter Kupferlegierung wie CuSP, CuTeP oder CuSMn erreicht. Da es sich hierbei um nicht aushärtbare und um nur sehr geringfügig Mischkristallverfestigung aufweisende Legierungen handelt, besitzen diese allerdings eine nur geringe Relaxationsbeständigkeit.On the other hand, good machinability is achieved when using known copper alloys such as CuSP, CuTeP or CuSMn. Since this is non-hardenable and only very slightly solid solution hardening having alloys, but they have only a low relaxation resistance.
Die im Stand der Technik verwendeten Legierungen beinhalten zudem mitunter Bestandteile an Blei (Pb) oder Beryllium (Be), so dass sich diese Kupferlegierungen bereits aufgrund der bekannten Toxizität dieser Legierungselemente nicht für alle Anwendungen bedenkenlos einsetzen lassen.The alloys used in the prior art also sometimes contain components of lead (Pb) or beryllium (Be), so that these copper alloys can not be safely used for all applications due to the known toxicity of these alloying elements.
Vor diesem Hintergrund bietet die Zusammensetzung von Kupferlegierungen sowie deren Verwendung in Bezug auf deren jeweilige Materialeigenschaften noch Raum für Verbesserungen.Against this background, the composition of copper alloys and their use in terms of their respective material properties still has room for improvement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sowohl relaxationsbeständige als auch zerspanbare Kupferlegierung zur Verfügung zu stellen, welche frei ist von den Legierungselementen Beryllium und Blei. Weiterhin soll die Verwendung einer solchen relaxationsbeständigen und zerspanbaren sowie blei- und berylliumfreien Kupferlegierung für daraus herzustellende Produkte aufgezeigt werden.The invention has for its object to provide a both relaxation-resistant and machinable copper alloy available, which is free of the alloying elements beryllium and lead. Furthermore, the use of such a relaxation-resistant and machinable as well as lead and beryllium-free copper alloy for products to be produced from it is to be shown.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Kupferlegierung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie deren Verwendung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 9.The solution of this problem consists according to the invention in a copper alloy with the features of
Wenn es nicht anders angegeben ist, verstehen sich alle Angaben zu den Legierungselemente in Gewichtsprozent.Unless otherwise indicated, all information on alloying elements is in weight percentages.
Es wird eine Kupferlegierung vorgeschlagen, mit Anteilen in Gewicht-% an
Um die geforderte Zerspanbarkeit zu erreichen, sind zur Bildung spanbrechender Phasen weiterhin Anteile an
Je nach verwendeter Basis für die Kupferlegierung kann folglich Schwefel (S) oder Tellur (Te) allein oder in Kombination in den angegeben Grenzen hinzugefügt sein.Thus, depending on the base used for the copper alloy, sulfur (S) or tellurium (Te) may be added alone or in combination within the stated limits.
Die Legierung ist zur Vermeidung toxischer Eigenschaften frei von Beryllium (Be) und Blei (Pb).The alloy is free of beryllium (Be) and lead (Pb) to avoid toxic properties.
Wahlweise enthält die Kupferlegierung zur Verbesserung der jeweils geforderten Eigenschaften:
Es sich bei der vorgenannten Gruppe um optionale Legierungselemente. Sie können bei Bedarf einzeln oder in Kombination in den angegebenen Grenzen enthalten sein.The above group are optional alloying elements. If necessary, they can be included individually or in combination within the specified limits.
Die Legierung enthält als Rest Kupfer (Cu) und kann übliche, erschmelzungsbedingte Verunreinigungen aufweisen.The alloy contains copper (Cu) as the remainder and may contain common impurities caused by melting.
Die erfindungsgemäße Kupferlegierung vereint eine gute Zerspanbarkeit sowie hohen Relaxationsbeständigkeit. Insbesondere in Bezug auf Blei (Pb) wurde festgestellt, dass dessen Zugabe von maximal 0,1% die Zerspanbarkeit nicht verbessert. Bei Zugabe von Blei überwiegt vielmehr die Warmrissgefahr durch Bleianschmelzungen auf den Korngrenzen der Kristallite. Die Zerspanbarkeit der im Stand der Technik bekannten Kupferwerkstoffe ist in der Regel auf die Zugabe von Blei (Pb) in metallischer Form zurückzuführen.The copper alloy according to the invention combines good machinability and high relaxation resistance. Especially with respect to lead (Pb), it has been found that its addition of not more than 0.1% does not improve the machinability. When lead is added, the risk of hot cracking predominates due to lead smelting on the grain boundaries of the crystallites. The machinability of the copper materials known in the art is usually due to the addition of lead (Pb) in metallic form.
Durch den vorliegenden gezielten Verzicht auf Blei (Pb) wird daher die Zugabe von Schwefel (S) und/oder Tellur (Te) vorgeschlagen, wahlweise, aber auch insbesondere in Kombination mit Mangan (Mn). Die Zugabe von Schwefel (S) und/oder Tellur (Te) wurde bewirkt, dass auch ohne Blei (Pb) spanabrechende Phasen gebildet werden können.The present deliberate abandonment of lead (Pb) therefore the addition of sulfur (S) and / or tellurium (Te) is proposed, optionally, but also in particular in combination with manganese (Mn). The addition of sulfur (S) and / or tellurium (Te) has the effect that span-breaking phases can be formed even without lead (Pb).
Mangan (Mn) wirkt verfestigend und dient als Desoxidationsmittel innerhalb der Kupferlegierung. Weiterhin kann durch Mangan (Mn) das Korn der Kupferlegierung verfeinert werden.Manganese (Mn) acts as a hardening agent and serves as a deoxidizer within the copper alloy. Furthermore, by manganese (Mn), the grain of the copper alloy can be refined.
Schwefel (S) verbessert die Zerspanbarkeit des Kupferwerkstoffs. Durch Mangan (Mn) wird die Phasenbildung des Schwefel (S) mit anderen Legierungselementen verhindert oder vermindert.Sulfur (S) improves the machinability of the copper material. Manganese (Mn) prevents or reduces the phase formation of sulfur (S) with other alloying elements.
Neben der verbesserten Zerspanbarkeit sowie Relaxationsbeständigkeit besitzt die erfindungsgemäße Kupferlegierung eine gute elektrische Leitfähigkeit, die je nach untersuchter Zusammensetzung von 24 MS/m bei z. B. CuNi3SiS oder CuNi3SiTe bis 32 MS/m bei z. B. CuNi1SiS oder CuNi1SiTe reicht.In addition to the improved machinability and relaxation resistance, the copper alloy according to the invention has a good electrical conductivity, depending on the examined composition of 24 MS / m at z. B. CuNi3SiS or CuNi3SiTe to 32 MS / m at z. CuNi1SiS or CuNi1SiTe is sufficient.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2 bis 8. Advantageous developments of the inventive concept are the subject of the
Hiernach können die Legierungsbestandteile aus der vorstehenden Gruppe, sofern sie zulegiert werden, bezüglich Zink (Zn) und Zinn (Sn) in einem Bereich von jeweils 0,01–2,50 Gewicht-% enthalten sein.Hereinafter, the alloy components of the above group, if added, may be contained in a range of 0.01-2.50% by weight each with respect to zinc (Zn) and tin (Sn).
Mangan (Mn) kann in einem Bereich von 0,01–0,80% enthalten sein.Manganese (Mn) may be contained in a range of 0.01-0.80%.
Weiterhin können die Anteile an Aluminium (Al), Bor (B), Chrom (Cr), Eisen (Fe) sowie Magnesium (Mg), Silber (Ag) und Zirkon (Zr) jeweils 0,01%–0,5% betragen.Furthermore, the proportions of aluminum (Al), boron (B), chromium (Cr), iron (Fe) and magnesium (Mg), silver (Ag) and zirconium (Zr) can each be 0.01% -0.5% ,
Phosphor (P) kann ein einem Bereich von 0,001%–0,05% enthalten sein.Phosphorus (P) may be included in a range of 0.001% -0.05%.
Die bedarfsweise Zugabe von Phosphor (P) und/oder Bor (B) dient dazu, der Wasserstoffkrankheit entgegenzuwirken. Der im Kupfermischkristall gelöste Sauerstoff wird durch die Zugabe von Phosphor (P) und/oder Bor (B) an diese/diesen gebunden. Bei Aufnahme von Wasserstoff im Werkstoff kann kein Wasserdampf entstehen, der die Gefügestruktur auflockert. Phosphor (P) und/oder Bor (B) fungieren als Desoxidationsmittel.The addition of phosphorus (P) and / or boron (B) as needed serves to counteract the hydrogen disease. The oxygen dissolved in the copper mixed crystal is bound thereto by the addition of phosphorus (P) and / or boron (B). When hydrogen is absorbed in the material, no water vapor can form, which loosens up the microstructure. Phosphorus (P) and / or boron (B) act as deoxidizers.
Weiterhin verhindert die Zugabe von Phosphor (P) die Oxidation von einzelnen Legierungselementen. Überdies können auch die Fließeigenschaften der Kupferlegierung beim Gießen durch die Zugabe von Phosphor (P) verbessert werden.Furthermore, the addition of phosphorus (P) prevents the oxidation of individual alloying elements. Moreover, the flow properties of the copper alloy during casting can also be improved by the addition of phosphorus (P).
Durch die erfindungsgemäße Zugabe von Aluminium (Al) kann die Härte des Kupferwerkstoffs und dessen Dehngrenze ohne Verminderung der Zähigkeit erhöht werden. Bei Aluminium (Al) handelt es sich um ein Legierungselement, welches die Festigkeit sowie die Bearbeitbarkeit und die Verschleißbeständigkeit der Kupferlegierung bei hohen Temperaturen verbessert werden kann. Dies gilt im Übrigen auch für eine Verbesserung der Oxidationsresistenz der Kupferlegierung durch die Zugabe von Aluminium (Al).By the addition of aluminum (Al) according to the invention, the hardness of the copper material and its yield strength can be increased without reducing the toughness. Aluminum (Al) is an alloying element which can improve the strength, machinability and wear resistance of the copper alloy at high temperatures. Incidentally, this also applies to an improvement in the oxidation resistance of the copper alloy by the addition of aluminum (Al).
Die Zugabe von Chrom (Cr) und Magnesium (Mg) dient ebenfalls zur Verbesserung der Oxidationsresistenz der Kupferlegierung bei hohen Temperaturen. Besonders gute Ergebnisse werden in diesem Zusammenhang dabei beobachtet, wenn Chrom (Cr) und Magnesium (Mg) in Kombination mit Aluminium (Al) hinzulegiert werden. Auf diese Weise kann ein vorteilhafter Synergieeffekt dieser Bestandteile erzielt werden.The addition of chromium (Cr) and magnesium (Mg) also serves to improve the oxidation resistance of the copper alloy at high temperatures. Particularly good results are observed in this context when chromium (Cr) and magnesium (Mg) are added in combination with aluminum (Al). In this way, an advantageous synergy effect of these components can be achieved.
Eisen (Fe) dient generell zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit der Kupferlegierung.Iron (Fe) generally serves to increase the corrosion resistance of the copper alloy.
Zirkon (Zr) kann die Warmumformbarkeit des erfindungsgemäßen Kupferwerkstoffs verbessern.Zircon (Zr) can improve the hot workability of the copper material according to the invention.
Insbesondere bei einer zumindest teilweisen Verzinnung der Kupferlegierung wird vorgeschlagen, einen Anteil an Zink (Zn) in einem Bereich von 0,01–2,50% hinzuzulegieren. Zink (Zn) verbessert die Haftung der Verzinnung bzw. verbessert die Beständigkeit gegenüber dem Ablöseverhalten von Verzinnungen (peeling off).In particular, in the case of an at least partial tin-plating of the copper alloy, it is proposed to add a proportion of zinc (Zn) in a range of 0.01-2.50%. Zinc (Zn) improves the adhesion of the tin-plating or improves the resistance to the peel-off behavior of peelings.
Durch Zinn (Sn) kann ferner die Mischkristallverfestigung der erfindungsgemäßen Kupferlegierung gesteigert werden.Tin (Sn) can further increase the solid solution hardening of the copper alloy according to the invention.
Schwefel (S) und/oder Tellur (Te) als Spanbrecher können bevorzugt mit Mangan (Mn) kombiniert werden. Schwefel und Mangan bilden Mangansulfide, welche die Zerspanbarkeit gegenüber Kupfersulfiden erhöhen.Sulfur (S) and / or tellurium (Te) as chip breakers may preferably be combined with manganese (Mn). Sulfur and manganese form manganese sulfides, which increase the machinability towards copper sulfides.
Die Kupferlegierung hat bevorzugt für die Legierungselemente Si, Ni, S, Te und Mn die folgenden, alternativen Zusammensetzungen, jeweils mit Rest Kupfer und erschmelzungsbedingten Verunreinigungen:
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand in den Figuren dargestellten Abbildungen sowie Tabellen insbesondere in Abgrenzung gegenüber dem Stand der Technik näher erläutert. Es zeigen: The present invention will be explained in more detail below with reference to the figures and tables, in particular as a distinction from the prior art. Show it:
Um die positiven Eigenschaften und Unterschiede der erfindungsgemäßen Kupferlegierung gegenüber den im Stand der Technik bekannten Kupferlegierung zu erläutern, wurden vorliegend zunächst eine Gruppe aus den bekannten Kupferlegierungen CuSP (CW114C), CuTeP (CW118C, C14500) und CuSMn (C14750) näher untersucht.In order to explain the positive properties and differences of the copper alloy according to the invention compared to the copper alloy known in the prior art, a group of the known copper alloys CuSP (CW114C), CuTeP (CW118C, C14500) and CuSMn (C14750) were first examined in more detail.
Aus
Das sich ergebende Spanbild wurde dabei in eine von insgesamt acht Spanformklassen (1–8) eingeteilt, wie in der ersten Spalte, links neben den schematisch dargestellten Spänen zu erkennen ist. Den einzelnen Spanbildern sind entsprechend ihrer Ausgestaltung passende Terminologien zugeordnet, welche von ”Bandspäne” bis ”Bröckelspäne” reichen.The resulting chip image was divided into one of eight chipforming classes (1-8), as can be seen in the first column, to the left of the chips shown schematically. The individual chip images are associated with appropriate terminology according to their design, ranging from "band chips" to "shavings".
In der rechts neben den Spanformklassen gelegenen Spalte ist die Spanraumzahl R aufgeführt, welche das Verhältnis zwischen dem Raumbedarf einer ungeordneten Spanmenge (Vspan) und dem Werkstoffvolumen derselben Spanmenge (V) angibt. Eine kleine Spanraumzahl R lässt auf kleine Späne schließen, welche in ihrer räumlichen Ausgestaltung entsprechend wenig Platz benötigen. Somit sind diese in ihrer Handhabung gegenüber großen Spänen deutlich leichter. Demgegenüber lässt eine große Spanraumzahl R auf einen hohen Platzbedarf der Späne schließen, so dass deren Handhabung aufgrund des sich ausdehnenden Volumens deutlich erschwert ist. In the column to the right of the chip forming classes, the chip space number R is listed, which indicates the relationship between the space requirement of a disordered chip quantity (V span ) and the material volume of the same chip quantity (V). A small chip space number R suggests small chips, which require little space in their spatial design. Thus, these are much easier to handle compared to large chips. In contrast, a large number of chip spaces R makes it possible to close a large space requirement of the chips, so that their handling is made considerably more difficult due to the expanding volume.
Die Spanformklassen und die jeweiligen Spanraumzahlen R sind in der ganz rechten Spalte in
Die mit
Aus
Wie zu erkennen, bleibt die Spanformklasse insbesondere der Kupferlegierung CuSMn somit sowohl bei Variation der Schnittgeschwindigkeit als auch bei Variation der Schnitttiefe in den jeweils vorliegenden Bereichen konstant.As can be seen, the chip form class, in particular of the copper alloy CuSMn, thus remains constant both in the case of variation of the cutting speed and in the case of variation of the cutting depth in the respectively present areas.
Weiterhin bewegt sich die Gruppe der untersuchten Kupferlegierungen auch bei Variation der Schnitttiefe ap in einem Bereich der Spanformklassen 3 bis 5.Furthermore, the group of investigated copper alloys also moves with variation of the cutting depth a p in a range of
Aus
Die so erhaltenen und in den
Als Referenzwert wurde die bekannte Kupferlegierung CuZn39Pb3 verwendet, welche insbesondere in Deutschland als die Hauptlegierung für Zerspanung gilt. Besagter Kupferlegierung findet überall dort seinen Einsatz, wo es verstärkt auf eine spanende sowie spanabhebende Formgebung ankommt. Im Zusammenhang mit der vorliegend als Referenz genutzten Kupferlegierung CuZn39Pb3 wird deren Zerspanbarkeit mit einem Zerspanungsindex von 100% angenommen.The reference value used was the well-known copper alloy CuZn39Pb3, which is considered to be the main alloy for machining, especially in Germany. Said copper alloy is used everywhere, where it increasingly depends on a cutting and cutting shaping. In connection With the copper alloy CuZn39Pb3 used as a reference in the present case, its machinability is assumed to have a cutting index of 100%.
Demgegenüber erreicht reiner Kupferwerkstoff einen Zerspannungsindex von 20% bis maximal 30%. Bei diesen Kupfersorten handelt es sich um niedrig legierte und aushärtbare Kupferwerkstoffe, welche keine spanbrechende Elemente wie Schwefel (S), Tellur (Te) sowie Schwefel (S) und Mangan (Mn) sowie Blei (Pb) beinhalten.In contrast, pure copper material achieves a stress index of 20% to a maximum of 30%. These types of copper are low-alloyed and hardenable copper materials that do not contain chip-breaking elements such as sulfur (S), tellurium (Te), sulfur (S) and manganese (Mn), and lead (Pb).
Zwischen diesen beiden Kupferwerkstoffen reiht sich die vorliegend untersuchte Gruppe derart ein, dass CuSP einen Zerspannungsindex von 70% aufweist, währen CuTeP einen Zerspannungsindex von 80% besitzt. Letztlich erreicht CuSMn den höchsten Zerspannungsindex aus der Gruppe von 90%.Between these two copper materials, the group investigated here is such that CuSP has a stress index of 70%, while CuTeP has a stress index of 80%. Finally, CuSMn achieves the highest stress index in the group of 90%.
Neben den in der ganz linken Spalte untereinander aufgeführten Werkstoffen sind jeweils rechts daneben deren zugehörige Größen aus weiteren Untersuchungen zu entnehmen, beginnend mit der 0,2%-Dehngrenze Rp0,2. Rechts daneben findet sich die Zugfestigkeit Rm sowie Bruchdehnung A.In addition to the materials listed below each other in the left-hand column, their corresponding sizes can be found on the right next to each other, starting with the 0.2% proof stress R p0.2 . Right next to it there is the tensile strength R m and elongation at break A.
In der sich daran anschließenden rechten Spalte ist die jeweilige Brinellhärte (HBW) angegeben und in der rechts darauf folgenden Spalte die Leitfähigkeit der einzelnen Werkstoffe. Die ganz rechts gelegenen, letzten beiden Spalten zeigen zunächst qualitativ die jeweilige Relaxation sowie die Zerspanbarkeit in Form des Zerspannungsindexes in %.In the following right column, the respective Brinell hardness (HBW) is given and in the right following column, the conductivity of the individual materials. The last two columns on the far right show qualitatively the respective relaxation and the machinability in the form of the stress index in%.
Die vorliegende Tabelle in
In der untersten Zeile findet sich die erfindungsgemäße Kupferlegierung mit den dort aufgeführten Größenordnungen ihrer einzelnen Legierungskomponenten wieder, näherhin CuNi1,5Si0,2S0,35.In the bottom line is the copper alloy according to the invention with the listed there orders of magnitude of their individual alloy components again, more precisely CuNi1,5Si0,2S0,35.
Wie zu erkennen ist, weist diese Kupferlegierung im direkten Vergleich mit den anderen Werkstoffen eine hohe 0,2%-Dehngrenze sowie Zugfestigkeit Rm auf. Das gilt auch für die Brinellhärte HBW, welche mit 175 fast doppelt so hoch ist wie bei dem als Referenz gewählten und in der obersten Zeile der Tabelle aus
Erfindungsgemäß weist die erfindungsgemäße Legierung eine sehr hohe Relaxationsbeständigkeit auf, welche in der Tabelle mit „+++” kenntlich gemacht ist und damit zumeist deutlich gegenüber der jeweiligen Relaxationsbeständigkeit der anderen aufgeführten Werkstoffe liegt. Lediglich der Werkstoff CuNi1,551 besitzt eine ähnlich gute Relaxationsbeständigkeit, weist demgegenüber allerdings eine deutlich schlechtere Zerspanbarkeit von lediglich 25% gegenüber der erfindungsgemäßen Kupferlegierung CuNi1,5Si0,2S0,35 auf.According to the invention, the alloy according to the invention has a very high relaxation resistance, which is indicated in the table by "+++" and thus usually lies clearly above the respective relaxation resistance of the other listed materials. Only the material CuNi1.551 has a similarly good relaxation resistance, but in contrast has a significantly poorer machinability of only 25% compared to the copper alloy according to the invention CuNi1.5Si0.2S0.35 on.
Auffällig hierbei ist, dass die in den ersten vier Zeilen aufgeführten Werkstoffe zwar einen ähnlich guten und mit 100% bei CuZn39Pb3 entsprechend höheren Zerspanungsindex besitzen, demgegenüber allerdings in ihrer jeweiligen Relaxationsbeständigkeit der Kupferlegierung Cu Ni1,5Si0,2S0,35 der Erfindung deutlich unterliegen.It is conspicuous that the materials listed in the first four lines have a similarly good and with 100% CuZn39Pb3 correspondingly higher cutting index, however, in their respective relaxation resistance of the copper alloy Cu Ni1,5Si0,2S0,35 of the invention clearly subject.
Die vorliegend aufgeführten Werte für den jeweiligen Zerspannungsindex der im Stand der Technik bekannten Werkstoffe wurde zum Teil aus dem Informationsdruck 118 des deutschen Kupferinstituts ”Richtwerte für die spanende Bearbeitung von Kupfer und Kupferlegierungen” entnommen.The values listed here for the respective stress index of the materials known in the prior art were taken in part from the Informationsdruck 118 of the German Copper Institute "Guidelines for the Machining of Copper and Copper Alloys".
Die Bestimmung der mechanischen Kennwerte für die vorliegende Tabelle erfolgte nach
Die
Aus
Neben dem Kupfermischkristall liegen vereinzelt Nickelsilizide vor. Die Nickelsilizide haben keine spanbrechende Wirkung. Beim Zerspanen des Werkstoffs entstehen ungünstig lange Späne (
Aus
Dessen Fertigung lag das Gießen im Strangguss zugrunde, mit einem Pressen von Durchmesser 273 mm an Durchmesser 28 mm. Weiterhin beinhaltete die Fertigung das Ziehen von Durchmesser 28 mm an Durchmesser 24 mm. Anschließend erfolgte das Aushärten bei 440°C über 16 Stunden hinweg an Umgebungsluft.Its production was based on continuous casting, with a diameter of 273 mm and a diameter of 28 mm. Furthermore, the production involved the pulling of diameter 28 mm to diameter 24 mm. This was followed by curing at 440 ° C for 16 hours in ambient air.
Je nach Anforderungsprofil lassen sich somit aus den zerspanbaren erfindungsgemäßen Kupferlegierungen entsprechende Eigenschaftskombinationen heraussuchen. Ein besonderes Merkmal der Kupferlegierung ist, dass eine Verarbeitbarkeit mit konventionellen Fertigungs- und Bearbeitungsmaschinen möglich ist. In vorteilhafter Weise besitzt die erfindungsgemäße Kupferlegierung sowohl eine ausreichende Kaltverformbarkeit als auch eine sehr gute Warmverformbarkeit.Depending on the requirement profile, it is thus possible to select suitable combinations of properties from the machinable copper alloys according to the invention. A special feature of the copper alloy is that a processability with conventional manufacturing and processing machines is possible. Advantageously, the copper alloy according to the invention has both a sufficient cold workability and a very good hot workability.
Vorliegend ist die Erfindung auch auf die Verwendung einer solchen Kupferlegierung für die Herstellung eines spanend zu fertigenden Produktes gemäß Patentanspruch 9 gerichtet.In the present case, the invention is also directed to the use of such a copper alloy for the production of a product to be machined according to claim 9.
Weiterhin ist die Erfindung auf die Verwendung einer solchen Kupferlegierung auch für die Herstellung eines nicht spanend zu fertigenden Halbzeugs gemäß Patentanspruch 10 gerichtet. Dabei kann es sich insbesondere um ein Walz-, Press-, Zieh-, Schmiede- oder Gussprodukt handeln. Zum Beispiel können Stangen und Drähte aus Press- und Ziehfolgen als Halbzeuge geliefert werden.Furthermore, the invention is directed to the use of such a copper alloy for the production of a non-cutting to be manufactured semi-finished product according to
Aus den Stangen und Drähten können zum Beispiel folgende Produkte über eine spanende Fertigung hergestellt werden: Steckkontakte, Quetschhülsen, Crimpverbinder, Nägel mit gebohrtem Schaft, Motorteile, Schrauben, Fixierstifte, Klemmen, Schweißdüsen, Schneidbrennerdüsen, Ventile, Fittings, Muttern, Armaturenteile, Kontraktrohre, Kontaktstifte.From the bars and wires, for example, the following products can be produced by machining: plug contacts, crimping sleeves, crimp connectors, drilled shank nails, motor parts, screws, locating pins, clamps, welding nozzles, cutting torch nozzles, valves, fittings, nuts, fittings, contraelectrons, contact pins.
Daraus lassen sich die gegenseitigen Wechselwirkungen der Legierungselemente ablesen.From this the mutual interactions of the alloying elements can be read off.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN ISO 6892-1 [0079] DIN ISO 6892-1 [0079]
- DIN 50125 [0079] DIN 50125 [0079]
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310005158 DE102013005158A1 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | copper alloy |
PCT/DE2014/000084 WO2014154191A1 (en) | 2013-03-26 | 2014-03-04 | Copper alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310005158 DE102013005158A1 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | copper alloy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013005158A1 true DE102013005158A1 (en) | 2014-10-02 |
Family
ID=50943002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310005158 Withdrawn DE102013005158A1 (en) | 2013-03-26 | 2013-03-26 | copper alloy |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013005158A1 (en) |
WO (1) | WO2014154191A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107497880A (en) * | 2017-08-17 | 2017-12-22 | 徐高杰 | A kind of production method of tellurium selenium copper rod |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104313388A (en) * | 2014-10-29 | 2015-01-28 | 王健英 | Copper alloy |
CN107263029A (en) * | 2017-06-23 | 2017-10-20 | 扬中市第蝶阀厂有限公司 | A kind of Albrac valve body manufacturing process |
CN113502408B (en) * | 2021-06-17 | 2022-06-07 | 四川科派新材料有限公司 | High-conductivity copper alloy containing tellurium and nickel and preparation method thereof |
CN115404379A (en) * | 2022-08-29 | 2022-11-29 | 江阴电工合金股份有限公司 | Preparation method of high-stability low-conductivity silicon alloy copper |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1224937B (en) * | 1963-06-07 | 1966-09-15 | Kurt Dies Dr Ing | Use of copper alloys for objects subject to sliding, friction and wear and a process for producing the same |
USRE30854E (en) * | 1977-12-30 | 1982-01-26 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Free machining Cu--Ni--Sn alloys |
JPS62253743A (en) * | 1986-04-24 | 1987-11-05 | Daido Steel Co Ltd | Free-cutting oxygen-free copper |
JP3376840B2 (en) * | 1996-11-25 | 2003-02-10 | 日立電線株式会社 | Manufacturing method of copper alloy material |
JP2004307905A (en) * | 2003-04-03 | 2004-11-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Cu ALLOY, AND ITS PRODUCTION METHOD |
DE102006019826B3 (en) * | 2006-04-28 | 2007-08-09 | Wieland-Werke Ag | Strip-like composite material for composite sliding elements or connectors comprises a layer made from a copper multiple material alloy with a protective layer of deep-drawing steel, tempering steel or case hardening steel |
JP4287878B2 (en) * | 2006-11-20 | 2009-07-01 | 日鉱金属株式会社 | Cu-Ni-Si-Mg copper alloy strip |
JP4357536B2 (en) * | 2007-02-16 | 2009-11-04 | 株式会社神戸製鋼所 | Copper alloy sheet for electrical and electronic parts with excellent strength and formability |
KR101294508B1 (en) * | 2010-04-07 | 2013-08-07 | 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 | Wrought copper alloy, copper alloy part, and process for producing wrought copper alloy |
-
2013
- 2013-03-26 DE DE201310005158 patent/DE102013005158A1/en not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-03-04 WO PCT/DE2014/000084 patent/WO2014154191A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DIN 50125 |
DIN ISO 6892-1 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107497880A (en) * | 2017-08-17 | 2017-12-22 | 徐高杰 | A kind of production method of tellurium selenium copper rod |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014154191A1 (en) | 2014-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10308779B3 (en) | Lead-free copper alloy and its use | |
EP1683882B1 (en) | Aluminium alloy with low quench sensitivity and process for the manufacture of a semi-finished product of this alloy | |
EP1452613B1 (en) | Lead-free copper alloy and use thereof | |
EP2013371B1 (en) | Use of a copper-nickel-tin alloy | |
EP2467507B1 (en) | Brass alloy | |
EP2806044A2 (en) | Copper-zinc alloy, method for its manufacture and use | |
DE102013005158A1 (en) | copper alloy | |
DE102013014502A1 (en) | copper alloy | |
DE102014014239B4 (en) | Electrical connecting element | |
DE102015212937A1 (en) | brass alloy | |
EP3004413A1 (en) | Refill for a ball-point pen and use thereof | |
EP3529389B1 (en) | Copper-zinc alloy | |
DE102013007274B4 (en) | Construction part made of a cast copper alloy | |
DE2842321C2 (en) | Process for the production of objects from alloys based on Cu-Ni-Sn with a predominantly spinodal structure | |
EP3908682B1 (en) | Pb-free cu-zn alloy | |
EP3041966B1 (en) | Copper alloy, which contains iron and phosphor | |
AT393697B (en) | IMPROVED COPPER-BASED METAL ALLOY, IN PARTICULAR FOR THE CONSTRUCTION OF ELECTRONIC COMPONENTS | |
EP3581667A2 (en) | Moulded parts made from a corrosion resistant and machinable alloy | |
EP2823077B1 (en) | Copper-nickel-zinc alloy containing silicon | |
EP3423606B1 (en) | Aluminium casting alloy | |
DE102013014500A1 (en) | copper alloy | |
EP1748088A1 (en) | Al-Mg-Mn aluminium alloy exhibiting cold and warm formability | |
EP3781719B1 (en) | Copper-zinc-nickel-manganese alloy | |
EP3992320A1 (en) | Lead-free cu-zn alloy | |
DE1194153B (en) | Use of a copper-manganese-zinc alloy as a material for machine parts exposed to sliding stress |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |