DE1154641B - Verwendung warmaushaertbarer Kupfer-Titan-Legierungen fuer funkenfreie Werkzeuge - Google Patents

Description

• Verwendung warmaushärtbarer Kupfer-Titan-Legierungen für funkenfreie Werkzeuge In der Industrie, die sich mit explosiven Stoffen beschäftigt, werden funkenfreie Werkzeuge benötigt. Sie sind beispielsweise in Form von Kabeln, Stempeln und anderen Ausrüstungsgegenständen für den Bergbau aus hochvergüteten Aluminiumlegierungen mit einem Zinkgehalt bis 10% und einem Magnesiumzusatz bis 5°/o gefertigt worden. Diese Aluminium-Mehrstofflegierungen weisen jedoch nicht die notwendige Härte und in manchen Fällen auch nicht die volle Funkenfreiheit auf. Bessere diesbezügliche Werkstoffe sind hochfeste Kupferlegierungen, wie z. B. Aluminiumbronzen oder ausgehärtete Kupfer-Beryllium-Legierungen. Die Aluminiumbronzen weisen jedoch nicht die notwendige Härte und auch in manchen Fällen nicht die Funkenfreiheit des Berylliumkupfers auf. Andererseits konnten sich jedoch die aus Kupfer-Beryllium-Legierungen hergestellten Werkzeuge infolge des außerordentlich hohen Preises nur in beschränktem Umfange einführen.
• Die bislang angestellten Untersuchungen über temäre Kupfer-Beryllium-Legierungen, die unter anderem auch Titan enthalten können, haben keine Auskunft über eine etwaige Funkenfreiheit gegeben, so daß offensichtlich nicht alle hochfesten warmaushärtbaren Kupferlegierungen als funkenfrei gelten können.
• Außer dieser Eigenschaft müssen die Werkzeuge gleichzeitig noch hohe Härte aufweisen und auch wirtschaftlich herstellbar sein.
• Die nach der Erfindung für den in Frage kommenden Betrieb verwendeten funkenfreien Werkzeuge bestehen aus 0,6 bis 6%, vorzugsweise 2 bis 6'% Titan, Rest Kupfer, mit den üblichen technischen Verunreinigungen, wobei jedoch der Gehalt an Oxyden bzw. Sulfiden unter 0,11/9, möglichst unter 0,05010 liegt.
• Werkstoffe auf Kupferbasis, die Titan enthalten, können durch die Menge der Legierungsbestandteile in verhältnismäßig weiten Grenzen auf verschiedene Festigkeitsstufen gebracht werden. Weiterhin ist es möglich, die Festigkeit durch eine Kaltverformung in starkem Maße zu erhöhen, ohne daß die Verformungsfähigkeit des Werkstoffes in nennenswertem Maße abnimmt. Das hohe Verformungsvermögen beruht auf einer durch die Oxydfreiheit bedingten großen Einschnürungsdehnung, welche gestattet, beispielsweise an dem kaltverformten Werkstoff noch ein Anstauchen von Schraubenköpfen vorzunehmen, ohne das Auftreten von Rissen befürchten zu müssen.
• Weiterhin kann diese Legierungsart auch durch Wärmebehandlung in ihren Festigkeitseigenschaften verändert werden.
• Um die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen herzustellen, wird vorteilhaft Kupfer zunächst mit den üblichen technischen Hilfsmitteln oxydierend erschmolzen und anschließend durch Zusatz von Phosphor oder anderen Desoxydierungsmitteln, wie beispielsweise Lithium, Beryllium, Magnesium, Calcium u. dgl., desoxydiert. Anschließend kann das Titan entweder in Form des Reinmetalls oder in Form von Titanschwamm oder aber auch als Vorlegierung, die entweder auf dem Sinter- oder auf dem Schmelzwege hergestellt wurde, zulegiert werden. Infolge der hohen Affinität von Titan zu Sauerstoff sind besondere Maßnahmen zur Verhütung der Oxydation zu ergreifen, wie beispielsweise Schmelzen unter Schutzgas oder Schmelzen unter einer Salz-oder Schlackendecke. Besonders vorteilhaft hat sich das Schmelzen im Vakuum erwiesen, wobei das Vakuum zweckmäßig zwischen 10-i und 10-4 Torr liegt. Anschließend wird die Legierung im Einzelguß oder im kontinuierlichen Gießverfahren zu Blöcken oder Barren beliebiger Form und Größe vergossen. Es können aber auch Einzelteile im Sand-, Kokillen-oder Spritzguß oder nach einem Genaugußverfahren hergestellt werden.
• Die durch Schmieden oder Kneten weiterzuverarbeitendenErzeugnissewerden entweder sofort ohne vorher abzukühlen oder aber nach ihrer Abkühlung durch ein Wiedererwärmen lösungsgeglüht und sodann mittels Strangpressen oder Schmiedewerkzeugen weiterverarbeitet. Um die Legierungen in einen ausscheidungsfähigen Zustand zu bringen, ist es notwendig, entweder sofort aus der Gieß-, Preß- oder Schmiedehitze Gußteile, Stangen, Rohre oder Preßteile auf eine Temperatur über der jeweiligen Löslichkeitsgrenze zu erwärmen, um sie dann in Wasser abzuschrecken oder langsam an Luft erkalten zu lassen. Durch eine derartige Abschreckbehandlung gelingt es, dem Werkstoff eine außerordentlich große Weichheit zu verleihen. Die Brinellhärte beträgt in diesem Zustand 45 bis 90 kg/mm2. Die Dehnungs- und Verformungsfähigkeit in diesem Zustand ist sehr hoch, so daß die Legierungen durch Pressen, Walzen oder Ziehen sehr stark kaltverfestigt werden können, ohne dabei Gefahr zu laufen, das Verformungsvermögen zu erschöpfen.
• ES wurde nun gefunden, daß die in der vorbeschriebenen Weise behandelten Kupfer-Titan-Legierungen funkenfrei sind und außerdem völlig unmagneti'sch, so daß sie sich besonders gut für die Herstellung funkenfreier Werkzeuge, vorzugsweise für Hämmer, Meißel, Schraubenzieher, Zangen, Spaten, Spachtel und andere zur Bearbeitung von Baustoffen dienende Hilfsmittel, eignen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung warmaushärtbarer Kupferlegierungen, bestehend aus 0,6 bis 6%, vorzugsweise 2 bis 6% Titan, Rest Kupfer mit den üblichen Verunreinigungen, wobei jedoch der Oxyd- bzw. Sulfidgehalt unter 0,1% liegt, als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen, die funkenfrei sein müssen, wie beispielsweise Hämmer, Meißel, Schraubenzieher, Zangen Spaten, Spachtel und andere zur Baustoffbearbeitung dienende Hilfsmittel. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 593 783, 924171; deutsche Patentanmeldung V 549 V1 a / 40b (bekanntgemacht am 23. 11. 1950); »Metall«, 6 (1952); S. 438; »Chemische Technik«, 5 (1953), H. 12, S. 708 bis 714.