DE1160634B

DE1160634B - Verwendung einer Kupfer-Zirkonium-Legierung fuer temperaturbeanspruchte Teile mit hoher elektrischer Leitfaehigkeit

Info

Publication number: DE1160634B
Application number: DEM47965A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Hans-Ulri Zwicker
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1961-02-08
Filing date: 1961-02-08
Publication date: 1964-01-02

Description

Verwendung einer Kupfer-Zirkonium-Legierung für temperaturbeanspruchte Teile mit hoher elektrischer Leitfähigkeit Es sind Kupferlegierungen hoher Leitfähigkeit mit einem Zusatz von Zirkonium zwischen 0,1 und 5'0/0 bekannt, die infolge des Zirkoniumzusatzes eine hohe Warmfestigkeit aufweisen. Ferner sind Kupfer-Zirkonium-Legierungen bekannt, die neben 0,05 bis 5% Zirkonium noch 0,05 bis 3% Beryllium sowie 0,1 bis 30% Eisen, Kobalt oder Nickel enthalten und die neben guter elektrischer Leitfähigkeit eine hohe Warmfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit besitzen. Darüber hinaus ist es auch bekannt, durch einen Zusatz von 0,02 bis 1.,5% Niob in Kupfer und a-Kupferlegierungen, wie a-Messing und a-Zinnbronze, die Warmfestigkeit dieser Legierungen erheblich zu steigern. Die bekannten Legierungen haben jedoch den Nachteil, daß sie für viele Zwecke eine noch nicht genügende Oxydationsbeständigkeit aufweisen und deshalb nicht zum Einsatz für solche Teile geeignet sind, für die neben der hohen Leitfähigkeit eine hohe Oxydationsbeständigkeit verlangt wird. Teile, für die solche Eigenschaften erwünscht sind, sind z. B. Kollektorlamellen für Hochleistungs-Elektromotoren, Zuleitungen für Heizgeräte u. ä.
Erfindungsgemäß wird für die genannten Zwecke eine niobhaltige Kupfer-Zirkonium-Legierung vorgeschlagen, die bei einem Zirkoniumanteil von 0,1 bis 1%, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5'% Zirkonium, einen Gehalt von 0,01 bis 0,21/o Niob aufweist. Gegebenenfalls kann die Legierung noch die Elemente Beryllium und/oder Eisen in Mengen von 0,01 bis weniger als 0,10/0, vorzugsweise 0,01 bis weniger als 0,05%, und/oder Kobalt, Seltene Erden, Indium und/ oder Nickel in Mengen von 0,01 bis 0,2%, vorzugsweise 0,01 bis weniger als 0,1%, enthalten.
Durch den Zusatz von Niob zu der Kupfer-Zirkonium-Legierung, vorzugsweise dann, wenn außer Niob noch Beryllium in den genannten Mengen in der Legierung vorhanden ist, wird eine besonders oxydationsbeständige Legierung mit hoher Leitfähigkeit und guter Warmfestigkeit erhalten. In der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung sollen zweckmäßigerweise außer Kupfer und Zirkonium Beryllium und Niob enthalten sein, und zwar sollen die letztgenannten Elemente in einem Gewichtsverhältnis von 1:4 bis 1:7 vorliegen.
Die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung zeigt besondere Vorzüge bei einer starken Temperaturwechselbeanspruchung, wie die nachfolgenden Beispiele zeigen. Hierbei wurden eine bekannte Kupfer-Zirkonium-Legierung, eine bekannte Kupfer-Zirkonium-Legierung mit Beryllium und Kobalt, eine niobhaltige Kupfer-Zirkonium-Legierung und zwei Kupfer-Zirkonium-Legierungen, denen Beryllium und Niob im angegebenen Verhältnis zugegeben waren, einer Temperaturwechselbeanspruchung in der Weise unterworfen, däß die Proben in 20 Minuten auf 300° C aufgeheizt, 5 Minuten auf Temperatur gehalten und in 20 Minuten wieder auf Raumtemperatur abgekühlt wurden. Die nach 100 Stunden einer derartigen Beanspruchung unterworfenen Proben wurden auf ihre Gewichtszunahme gemessen:

Claims

Patentansprüche: 1. Verwendung einer Kupfer-Zirkonium-Legierung, bestehend aus 0,1 bis 1%, vorzugsweise 0,1 bis 0,5% Zirkonium, 0,01 bis 0,2% Niob, Rest Kupfer, ass Werkstoff für Teile, die gute Oxydationsbeständigkeit bei hoher Leitfähigkeit und guter Warmfestigkeit aufweisen müssen.
2. Verwendung einer Legierung der in Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung, die jedoch noch 0,01 bis weniger als 0,1%, vorzugsweise 0,01 bis weniger als 0,05% Beryllium und/ oder Eisen und/oder 0,01 bis 0,2%, vorzugsweise 0,01 bis weniger als 0,1% Kobalt, Seltene Erden, Indium und/oder Nickel enthält, für den im Anspruch 1 genannten Zweck.
3. Verwendung einer Legierung der in Anspruch 2 angegebenen Zusammensetzung, bestehend aus Zirkonium, Niob, Beryllium und Kupfer, mit der Maßgabe, daß der Beryllium- zu dem Niobgehalt im Verhältnis von 1:4 bis 1:7 steht, für den im Anspruch 1 genannten Zweck. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2137 283, 2 422 752; belgische Patentschrift Nr. 494 414; »Journal of the Institute of Metals«, Vol. 81 (1952/ 53), S. 229 bis 234, und Vol. 88 (1960), Juni, S. 427 bis 432.