DE102015013201A1

DE102015013201A1 - Nickelfeie weiße CuZn-Legierung und Verwendung derselben

Info

Publication number: DE102015013201A1
Application number: DE102015013201.6A
Authority: DE
Inventors: Norbert Gaag; Florian Seuss
Original assignee: Diehl Metall Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl Metall Stiftung and Co KG
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2017-04-13
Anticipated expiration: 2035-10-10
Also published as: US20170101701A1; KR20170042474A; DE102015013201B4; EP3156510B1; EP3156510A1; JP2017133094A; US10041149B2

Abstract

Nickelfreie weiße CuZn-Legierung, mit folgenden Legierungselementen: – 63,0 bis 67,0% Cu, – 0,01 bis 0,15% Pb, – 0,01 bis 0,2% Fe, – 1,3 bis 2,5% Al, – 12,0 bis 15,0% Mn, – Rest Zn sowie – unvermeidbare Verunreinigungen.

Description

Die Erfindung betrifft eine nickelfreie weiße CuZn-Legierung sowie eine Verwendung einer solchen nickelfreien weißen CuZn-Legierung.
Nickelfreie weiße CuZn-Legierungen zeichnen sich durch ihre weiße Farbe sowie ihre antiallergenen Eigenschaften aus. Sie werden deshalb insbesondere zur Herstellung von Reißverschlüssen, Metallknöpfen und dgl. verwendet. Es wird dazu beispielhaft auf die EP 1 319 728 A1 verwiesen. Die daraus bekannte nickelfreie weiße CuZn-Legierung besteht aus den Elementen Cu, Zn und Mn.
Die DE 100 16 525 A1 sowie die dazu korrespondierende EP 1 045 042 A1 offenbaren eine nickelfreie weiße CuZn-Legierung, welche zur Verbesserung der Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit 0,5 bis 4% Al enthält. Außerdem können Legierungselemente aus einer Gruppe aus Si, Ti und Cr enthalten sein.
Die DE 43 25 217 C2 offenbart eine weitere nickelfreie weiße CuZn-Legierung zur Herstellung von Reißverschlüssen. Daraus ist es bekannt, der Legierung zur Verbesserung der Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit einen Gehalt von 2% Al zuzusetzen.
Die bekannten nickelfreien weißen CuZn-Legierungen weisen keine besonders guten Strangpresseigenschaften auf. Es besteht ein Bedarf an der Bereitstellung einer nickelfreien weißen CuZn-Legierung mit verbesserten Strangpresseigenschaften.
Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Bedarf zu befriedigen.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine nickelfreie weiße CuZn-Legierung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 8. Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird im Patentanspruch 9 eine Verwendung der nickelfreien weißen CuZn-Legierung vorgeschlagen.
Nach Maßgabe der Erfindung wird eine nickelfreie weiße CuZn-Legierung (im Weiteren: Legierung), mit folgenden Legierungselementen vorgeschlagen:

– 63,0 bis 67,0% Cu,
– 0,01 bis 0,15% Pb,
– 0,01 bis 0,2% Fe,
– 1,3 bis 2,5% Al,
– 12,0 bis 15,0% Mn,
– Rest Zn sowie
– unvermeidbare Verunreinigungen.

Die vorgeschlagene Legierung zeichnet sich durch verbesserte Strangpresseigenschaften aus. Sie ist weiß und weist insbesondere gute antimikrobielle Eigenschaften auf. Sie eignet sich deshalb insbesondere zur Herstellung von Beschlägen in Gebäuden des Gesundheitsbereichs, z. B. Krankenhäuser, Pflegeheime oder Arztpraxen, sowie in allen öffentlichen Gebäuden mit hohem Publikumsverkehr. Die vorgeschlagene Legierung kann beispielsweise zur Herstellung von Beschlägen für Türen, Fenster, z. B. Tür- und Fenstergriffe, Türplatten sowie von Handläufen verwendet werden.
Die Legierung kann 0 bis 0,2% Sn enthalten.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in der Legierung 63,5 bis 66,0%, vorzugsweise 64,0 bis 65,5%, Cu enthalten.
Die Legierung enthält nach einer weiteren Ausgestaltung 0,03 bis 0,1%, vorzugsweise 0,05 bis 0,08%, Pb. Sie kann ferner 1,5 bis 2,3%, vorzugsweise 1,9 bis 2,1%, Al enthalten. Ferner können 12,8 bis 14,7%, vorzugsweise 13,0 bis 14,4%, Mn enthalten sein.
Die Legierung besteht vorteilhafterweise aus den vorgenannten Legierungselementen.
Unter ”%” werden im Sinne der Erfindung ”Gew.%” verstanden.
Beispiel:
Legierung, bestehend aus den folgenden Legierungselementen:

– 64,7% Cu,
– 0,06% Pb,
– 0,08% Fe,
– 0,05% Sn,
– 2,0% Al,
– 13,2% Mn,
– Rest Zn sowie
– unvermeidbare Verunreinigungen.

Die verbesserten Strangpresseigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung werden aus den anliegenden Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
1 das Ergebnis von Stauchversuchen bei 600°C und
2 das Ergebnis von Stauchversuchen bei 700°C.
Die zur Durchführung der in den 1 und 2 gezeigten Stauchversuche verwendeten Proben hatten folgende Abmessungen:

Probendurchmesser: 10 mm

Probenhöhe: 20 mm
Die Vergleichslegierung hatte folgende Zusammensetzung:

Cu: 65,6%

Al: 0,98%

Mn: 14,5%

Zn: Rest
Die erfindungsgemäße Legierung hatte folgende Zusammensetzung:

Cu: 64,7%

Al: 2,0%

Mn: 13,2%

Pb: 0,06%

Fe: 0,08%

Zn: Rest
Die 1 zeigt das Ergebnis von Stauchversuchen von 600°C. Die erfindungsgemäße Legierung lässt sich deutlich besser verformen. Eine bei Ausübung der Maximalkraft der zur Durchführung der Stauchversuche verwendeten Presse sich ergebende ”maximale mögliche Verformung” liegt bei der Vergleichslegierung bei 53,5%, bei der erfindungsgemäßen Legierung bei 71,5%.
2 zeigt das Ergebnis von Stauchversuchen bei 700°C. Die Vergleichslegierung zeigt bereits ab einem Verformungsgrad von 60% eine deutliche Rissbildung. Die erfindungsgemäße Legierung kann dagegen bis zu einem maximalen Verformungsgrad von 74,5% rissfrei verformt werden.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, zeichnet sich die erfindungsgemäße Legierung durch verbesserte Verformungseigenschaften und damit auch durch verbesserte Strangpresseigenschaften aus.
Die vorteilhaften Eigenschaften der Legierung werden insbesondere darauf zurückgeführt, dass die Legierung im Vergleich zu entsprechenden Legierungen nach dem Stand der Technik 0,01 bis 0,15% Pb sowie 0,01 bis 0,2% Fe enthält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1319728 A1 [0002]
DE 10016525 A1 [0003]
EP 1045042 A1 [0003]
DE 4325217 C2 [0004]

Claims

Nickelfreie weiße CuZn-Legierung, mit folgenden Legierungselementen: – 63,0 bis 67,0% Cu, – 0,01 bis 0,15% Pb, – 0,01 bis 0,2% Fe, – 1,3 bis 2,5% Al, – 12,0 bis 15,0% Mn, – Rest Zn sowie – unvermeidbare Verunreinigungen.
Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach Anspruch 1, enthaltend 0 bis 0,2% Sn.
Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 63,5 bis 66,0%, vorzugsweise 64,0 bis 65,5%, Cu enthalten sind.
Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 0,03 bis 0,1%, vorzugsweise 0,05 bis 0,08%, Pb enthalten sind.
Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 1,5 bis 2,3%, vorzugsweise 1,9 bis 2,1%, Al enthalten sind.
Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 12,8 bis 14,7%, vorzugsweise 13,0 bis 14,4%, Mn enthalten sind.
Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei sie aus den Legierungselementen besteht.
Verwendung der nickelfreien weißen CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Beschlägen für Türen, Fenster oder Möbel sowie von Handläufen.