DE1183692B

DE1183692B - Zaehe und feste Kupferlegierung und Verfahren zur Verbesserung der Warmwalzbarkeit derselben

Info

Publication number: DE1183692B
Application number: DEV11467A
Authority: DE
Inventors: Dr Eugen Vaders
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-11-03
Filing date: 1956-11-03
Publication date: 1964-12-17

Description

Zähe und feste Kupferlegierung und Verfahren zur Verbesserung der Warmwalzbarkeit derselben Kupfer-Zink-Nickel-Legierungen mit den verschiedensten Gehalten an Kupfer und Nickel sind seit langem bekannt. Nach DIN 17663 können sie bei-. spielsweise 10 bis 26% Nickel enthalten und sollen möglichst nur geringe Zusätze an Mangan, dessen Höchstgehalt mit 0,7 % angegeben ist, aufweisen. Man hat aber auch Kupfer-Zink-Nickel-Legierungen mit höheren Mangangehalten entwickelt und gefunden, daß durch diese Mangänzusätze mechanisch wertvolle Legierungen erhalten werden, die sich einesteils durch gute Verarbeitbarkeit, andererseits aber auch durch günstige mechanische Eigenschaften auszeichnen. Eine dieser Legierungen enthält,. bis zu 12% Nickel und bis zu 16% Mangan bei einem Kupfergehalt von nur 30 bis 45%. Eine weitere bekannte Legierung besteht aus 40 bis 77% Kupfer, 8 bis 25 % Mangan, 5 bis 35 % Nickel, Rest Zink. Derartige manganhaltige Kupfer-Zink-Nickel-Legierungen können außerdem noch Zusätze an Aluminium. und Eisen enthalten, durch welche die mechanischen Eigenschaften und bei richtiger Wahl der Zusammensetzung auch die Korrosiönsbeständigke'it 'verbessert werden.
Die Erfindung besteht in der Feststellung, daß sich ein Chromgehalt von 0,05 bis 2% in Küpfer-Nickel-@ Zink=Mangan-Legierungen nicht nur auf die mechanischen Eigenschaften vorteilhaft auswirkt, sondern daß er auch die Korrosionsbeständigkeit günstig beeinflußt. Diese Kupfer-Nickel-Zink-Mangan-Legierungen weisen im übrigen einen Kupfergehalt von über 50 bis 75 %, einen Mangangehalt von mehr als 5 bis 25 %, einen Nickelgehalt von mehr als 5 bis 30% und einen Aluminiumgehalt von mehr als 0,5 bis 5 % auf, während der Rest über 5% Zink beträgt. Der Einfluß des Aluminiums zeigt sich vor allem in einer Verbesserung der Gießbarken; besonders bei verhältnismäßig hohen Manganzusätzen: Während nämlich die aluminiumfreien Kupfer-Mangan-Zink-Nickel-Legierungen eine durch die Bildung von Manganoxyden beeinträchtigte rauhe und heutige Oberfläche besitzen, erhält man durch die Beigabe von wenig mehr als 0;5 % Aluminium sehr glatte Oberflächen, wie sie auch von aluminiumhaltigen Kupfer-Zink-Legierungen, den Sondermessingen, her bekannt sind. Bei diesen ist allerdings der Mangangehalt wesentlich geringer. Es war demnach ein überraschendes Ergebnis, daß bereits so geringe Aluminiumgehalte, wie angegeben, ausreichend sind, um eine genügende Oberflächenverbesserung zu erzielen. Legierungen nach der Erfindung mit geringen Aluminiumgehalten eignen: sich gut zur Herstellung von Halbfabrikaten; wie Blechen, Stangen, Rohren usw., die sowohl warm als auch kalt verarbeitet werden müssen. Wird dagegen größerer Wert auf höhere Festigkeit--gdlegt --und =kommt es _ auf - eine Kaltverarbeitbarkeit nicht an, so kann der Aluminiumgehalt bis auf 5% heraufgesetzt werden.
Den günstigen Einfluß des Chromzusatzes auf die Korrosionsbeständigkeit kann man durch die Gegenwart der Eisenmetalle Mangan und Nickel erklären, ` die die Löslichteit 'äes'Chroms-iih Kupfer steigern, nachdem Mangan und Nickel mit Kupfer eine ununterbrochene Reihe von MischlMstallen bilden und sich andererseits Chrön mit Mangan und vor allem mit Nickel leicht legiert.
Zur Eizielung eindr größeren`1Heinkörnigkeit des Bruchgefüges und auch zur Verbilligung der Legierung kann noch ein weiterer' Zusatz von Iris zu 5 % Eisen erfolgen: Dieser Eisenzusatz bewirkt gleichzeitig eine Verfestigung. Was für das Chrom gilt, gilt auch für das Eisen. Durch die verhältnismäßig hohen ' Gehalte' an Mangan uriund Tick elwird seine an sich geringe Löslichkeit im Kupfer heraufgesetzt, so daß einheitliche Legierungen erhalten werden.
Hauptsächlich zum Zweck der f Desoxydation und zur gleichzeitigeir Erhähnng der Warrnwalzbarkeit hochnickeMaltiger Legierungen nach der Erfindung kann noch ein Magnesiumzumfiz in Höhe bis zu 1'% erfolgen, der zu dem angegebenen Zweck restlos verbraucht wird; so daß die fertige Legierung kein Magnesium enthält.
Wie die Neusilberlegierungen; so können auch die Legierungen nach der Erfindung einen gewissen Bleigehalt besitzen, der dang von Bedeutung ist, wenn aus der Legierung hergestellte Preßstangen durch Drehen verarbeitet werden sollen; da das Blei die Zerspanbarkeit wesentlich verbessert. Dieser Bleigehalt soll- bis 5% betragen. Durch den Bleigehalt wird die Dehnbarkeit der Legierung nicht wesentlich herabgesetzt. Bevorzugte Legierungen im Rahmen der Erfindung sind die folgenden: 1. 60 bis 70 % Kupfer, 6 bis 15 b/o Mangan, 7 bis 12% Nickel, über 0,5 bis 2% Aluminium, 0,05 bis 1% Chrom, Rest Zink über 5 %. 2. 60 bis 7001o Kupfer, 6 bis 15 9/o Mangan, 6 bis 12% Nickel, über 0,5 bis 2% Aluminium, 0,05 bis 1% Chrom, 0,05 bis 0,59/o Magnesium *), Rest Zink über 5 "/o. 3. 70 bis 75 0/e Kupfer, 6 bis 10°/o Mangan, 6 bis 10% Nickel, 2 bis 5 % Aluminium, 0,5 bis 1,5% Chrom, 0,5 bis 3% Eisen, Rest Zink über 5 010.
*) Das zugegebene Magnesium wird zur Desoxydation restlos verbraucht.

In der nachstehenden Tabelle sind nochmals die bevorzugten Legierungsgruppen mit ihren Gehaltsgrenzen zusammengefaßt, und die hieran anschließende Zusammenstellung enthält eine Anzahl von Einzelzusammensetzungen, die hauptsächlich Verwendung finden.

Tabelle I

Cu Mn Ni Cr AI Zn

0/0 o/0 0/0 o/0 0/0 0/0

über 50 bis 60 6 bis 20 6 bis 30 0,05 bis 2 über 0,5 bis 2 über 5

60 bis 70 6 bis 15 6 bis 20 0,05 bis 2 über 0,5 bis 2 über 5

70 bis 75 6 bis 10 6 bis 10 0,05 bis 2 über 0,5 bis 5 über 5

hierzu wahlweise 0 bis 5 Fe

0 bis 1 Mg*)

0 bis 5 Pb

*) Das zugegebene Magnesium wird zur Desoxydation restlos verbraucht.

Tabelle II

°/o Cu % Mn °/o Ni 0/0 Al 0/0 Cr 0/e Fe % Mg *) 0% Pb ( % Zn

51 20 15 1 0,5 - - - Rest

60 7 . 8 1 0,6 0,9 - - Rest

65 15 7 2 0,5 - 0,05 - Rest

65 12 12 3 1 - 0,1 - Rest

65 11 6 2 0,5 1 0,05 - Rest

70 7 6 3 1 2 - - Rest

73 6 6 5 1 3 - - Rest

73 6 6 1 1 - - - Rest

* Das zugegebene Magnesium wird zur Desoxydation restlos verbraucht.

Claims

Patentansprüche: 1. Feste und zähe Kupferlegierung, insbesondere zur Herstellung von Stangen und Blechen auf warmem und kaltem Wege, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß sie aus mehr als 50 bis 75'% Kupfer, mehr als 5 bis 25% Mangan, mehr als 5 bis 30% Nickel, 0,05 bis 2% Chrom, mehr als 0,5 bis 5 01o Aluminium, Rest mehr als 5 9/0 Zink besteht.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie noch bis 5% Eisen enthält und der Zinkgehalt mehr als 5,% beträgt.
3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie noch bis 5% Blei enthält und der Zinkgehalt mehr als 5% beträgt.
4. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 60 bis 700/@, Kupfer, 6 bis 15% Mangan, 7 bis 12®/o Nickel, mehr als 0,5 bis 2% Aluminium, 0,05 bis 1% Chrom, Rest mehr als 519/o Zink besteht.
5. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 70 bis 754/o Kupfer, 6 bis 10% Mangan, 6 bis 10% Nickel, 2 bis 50/e Aluminium, 0,5 bis 1,5 % Chrom, 0,5 bis 3 % Eisen, Rest mehr als 5 01o Zink besteht.
6. Verfahren zur Verbesserung der Warmwalzbarkeit der Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geschmolzenen Legierung bis 1% Magnesium zugesetzt wird.
7. Verfahren zur Verbesserung der Warmwalzbarkeit der Legierung nach Anspruch 1, bestehend aus 60 bis 70% Kupfer, G bis 15% Mangan, 6 bis 12'% Nickel, mehr als 0,5 bis 2% Aluminium, 0,05 bis 1% Chrom, Rest mehr als 5 % Zink, dadurch gekennzeichnet, daß der geschmolzenen Legierung 0,05 bis 0,5% Magnesium zugesetzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 343 739, 831453, 889 984; österreichische Patentschrift Nr. 144 897; französische Patentschrift Nr. 897 484.