DE1483292A1 - Verfahren zur Verhuetung einer Wasserstoff-Versproedung von sauerstoffhaltigem Kupfer und nach diesem Verfahren erzeugtes Kupfer - Google Patents

Verfahren zur Verhuetung einer Wasserstoff-Versproedung von sauerstoffhaltigem Kupfer und nach diesem Verfahren erzeugtes Kupfer

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DE1483292A1 DE19651483292 DE1483292A DE1483292A1 DE 1483292 A1 DE1483292 A1 DE 1483292A1 DE 19651483292 DE19651483292 DE 19651483292 DE 1483292 A DE1483292 A DE 1483292A DE 1483292 A1 DE1483292 A1 DE 1483292A1
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Description

Anmelder Stuttgart^ den 6.September 1965 Haytheon Company P 125Ϊ S> Lexingt on/KasB · -
U.S.A.
Verfahren zur Verhütung einer Vasserstoff-Versprödung von sauerstoffhaltigem Kupfer und nach diesem Verfahren erzeugtes Kupfer - . _ _; .
Die Erfindung besieht sieh auf die Verhütung einer Wasserstoff-Versprödung in sauerstoffhaltigen Netallen und insbesondere auf die Erzeugung von Kupfer, das geringe Mengen feuerfester Metalloxide, aber im wesentlichen keinen Sauerstoff in einer Form enthält, die einer Reaktion mit eindiffundierte«
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Vaseerstoff zugänglich ist.
Es ist bekannt, dass einige Metalle zu einer Wasserstoff-Yersprödung neigen,, wenn diese Metalle einer Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre oder anderen Wasserstoff enthaltenden Umgebungen "bei erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind. Die
fe Wasserstoff-7ersprödung wird auf die Bildung von Wasserdampf in eauerstoffhaltigen Metallen infolge des Eindiffundier ens von Wasserstoffgas in die Metallstruktur zurückgeführt, in der Sauerstoff in fester Lösung oder in der Form ausgewählter Knötchen von Metalloxjden, beispielsweise von Kupferoxyd, vorliegt, die durch eladlffundiertan Wasserstoff leicht redusitrbar aind. Der is das Metall eindiffundierende Wasserstoff verbindet sich sit dem darin enthaltenen Sauerstoff zu Dampf und der expandierende Dampf schwächt die Metallstruktur im Bereich ihrer Koxngrensen, was su Sprödebrüchen führt, wenn
* das Metall Spannungen unterworfen wird. Hierin kann ein schwerwiegendes Problem liegen. So ist beispielsweise hammergares. Kupfer (tough pitch copper) sin hochgradig elektrolytisch oder pyrometallurgiach raffiniertes Kupfer, das nur sehr gering· metallische Verunreinigungen und gewöhnlich 0,02 und 0,07 Gewichtsprozent Sauerstoff vorwiegend in der Form von Kupferoxyd enthält· Hammergares Kupfer hat eine gute elektrische Leitfähigkeit und ist relativ leicht zu Fertiger-
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Zeugnissen zu verarbeiten· Infolge seines wenn auch geringen Gehaltes an freiem Sauerstoff, d.h. in einer der Reaktion nut βIndiffundiertem Wasserstoff zugänglichen Form vorliegenden Sauerstoff, ist dieses Material jedoch einer Wasserstoff-Vereprödung unterworfen, wenn es in einer Wasserstoff enthaltenden Umgebung erwärmt wird, wenn es beispielsweise mit Hilfe einer üblichen Azetylenflamme oder in einem Ofen in Wasserstoff-Atmosphäre geschweisst wird. Aus diesem Grunde ist die Verwendung von hammergarem Kupfer durch die Notwendigkeit, eine Wasserstoff-Vereprödung dieses Materiales zu vermeiden, in der Praxis begrenzt.
Die Wasserstof f-Versprödung von Metallen und insbesondere von Kupfer kann verhindert werden, Indem so vollständig wie möglich in dem Kupfer oder einem anderen Metall vorhandener Sauerstoff, der für eine Reaktion mit Wasserstoff zur Verfugung steht, eliminiert wird. Sie Erzeugung von Kupfer, das im wesentlichen ( sauerstoffrei ist, erfordert ein kostspieliges und schwieriges Verfahren unter Verwendung von aufwendigen Schmelzöfen und Glessma8ohinen, die speziell so ausgebildet sind, dass sie eine Desoxydation des Kupfers ermöglichen und eine Reoxydation verhindern. Saueretoffreies Kupfer hoher Reinheit hat eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und kann durch übliche Techniken in wasserstoffhaltiger Atmosphäre verarbeitet werden,
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ohne dass die Gefahr einer Wasserstoff-Versprödung des erhaltenen Werkstückes besteht. Jedoch ist OFHC-Kupfer, wie dieses säuerstoffreiβ Material hoher Leitfähigkeit genannt wird, ein weicher und schmiegsamer Werkstoff, der nur geringe mechanische Festigkeit aufweist, wenn er erwärmt wird. OFHC-Kupfer 1st deshalb nicht für Erzeugnisse geeignet, die eine gewisse Festigkeit und eine gute Forastabilität bei erhöhten Temperaturen haben müssen, wie es beispielsweise bei Hochleistunge-7akuumröhren und anderen elektronischen Bauteilen der Fall ist, in denen durch dl· darin rerbrauoht« elektrische Energie hohe Temperaturen erseugt werden·
Ba ist bekannt, dass die mechanische Festigkeit von Kupfer hoher Reinheit, also beispielsweise Ton OFHC-Kupfer, bedeutend durch ein Verfahren erhöht werden kann,, das ale Dispersionshärtung bekannt 1st. Die Erhöhung der Festigkeit und Hftrte von dispersionsgehärtetem Kupfer bleibt auch bei den hohen Temperaturen erhalten, bei denen andere Kupfersorten wie hamergares Kupfer, OFHC-Kupfer, ausacheidungsgeh&rtetes Kupfer und dergleichen verhältniamäaeig welch werden und. keine mechanische Festigkeit mehr aufweisen· Bei diesem Verfahren wird eine sehr kleine, jedoch ausschlaggebende Henge eines bestimmten Metalloxyds, beispielsweise Aluminiumoxyd, Chromoxyd
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Zirkonoxyd, Berylliumoxyd und andere feuerfeste Metalloxyde in dem sonst relativ reinen Gitter des festen Kupfers dispergiert. Durch die Anwesenheit dieser Metalloxyde wird das Kupfer gehärtet und verfestigt und das so verfestigte Kupfer behält seine Festigkeit und Härte bei Temperaturen, bei denen andere Kupferarten und Kupferlegierungen erweichen und ihre Festigkeit verlieren·
Die gegenwärtige Behandlung des Kupfers, die zur gewünschten Dispersion der härtenden Metalloxyde erforderlich ist, ist kompliziert und schwierig und kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden· Bei dem meistbenutzten Verfahren wird im wesentlichen reines Kupfer mit einer kleinen, aber ausschlaggebenden Menge eines Metalles legiert, welches dann das härtende Oxyd bildet. Dann wird die Legierung gegossen, extrudiert oder auf andere Welse in geeignete Barren oder andere Gebilde geformt und es wird dl· feste Kupferlegierung dann bei erhöhter Temperatur auf solche Weise einer Sauerstoffquelle ausgesetzt, dass eine Diffusion von Sauerstoff In das Inner· de· Metallblockes stattfindet, wo der Sauerstoff mit dem Legierungsmetall reagiert und das gewünschte feuerbeständige Metalloxyd bildet, das dann über das ganze Kupfergitter verteilt 1st· Der sich ergebende, mit Sauerstoff behandelte Metallblock ent-
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hält feuerbeständige Oxyde, die das Metall härten und ausserdem eine kleine, aber doch bedeutende Menge freien Sauerstoffes vornehmlich in der Form von ausgeschiedenem Kupferoxyd und elementarem Dauerstoff, der in dem Metall gelöst ist. Dies hat zur Folge, dass trotz der bedeutend verbesserten Festigkeit» Steifigkeit und Härte auch bei hohen Temperaturen das diepereionsgehärtete Kupfer einer Wasserstoff-Yersprödung unterworfen ist, wenn es bei hohen Temperaturen Wasserstoff ausgesetzt, ist, weil es freien Sauerstoff enthält. In dieser Hinsicht gelten tür den Gebrauch von diapersionsgehärtetem Kupfer die gleichen Einschränkungen wie für den Gebrauch von hammergarem Kupfer und anderen sauerstoffhaltigen Kupferarten.
Durch die Erfindung wird nun die wasserstoff-Versprödung von hammergarem, dispersionsgehärtetem und anderem /freien Sauerstoff enthaltenden Kupfer oder einer solchen Kupferlegierung praktisch vollständig verhindert· Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht ι dass das Kupfer in festem Zustand mit elementarem Bor in solcher Weise behandelt wird, dass der in dem Kupfer enthaltene freie Sauerstoff wirksam gebunden wird und keine schädlichen Wirkungen mehr eintreten, wenn anschliessend das so behandelte Kupfer bei erhöhter Temperatur Wasserstoff ausgesetzt wird. Mehr im einzelnen wird nach der Erfindung freien Sauerstoff enthaltendes Kupfer, womit gemeint ist, dass
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das Kupfer oder die Kupferlegierungen Sauerstoff in solcher Form enthalten« dass es für eine Reaktion mit eindiffundiertem Wasserstoff verfügbar ist, bei erhöhten Temperaturen Bordampf ausgesetzt, so dass das Bor in das Gitter des festen Kupfers eindiffundiert und mit dem darin vorhandenen freien Sauerstoff reagiert, um abgeschiedene Teilchen von Boroxyd au bilden die in dem Kupfergitter gleichm&ssig verteilt sind. Bas mit Bor behandelte Kupfer enthält ausserdem elementares Bor, das in dem Gitter des festen Kupfers in der Menge gelöst ist, in der es in diesem Metall lösbar ist. Demnach umfasst das erfindungsgemäsee Verfahren zur Verhinderung einer Wasserstoff-Versprödung von freien Sauerstoff enthaltendem Kupfer die Schritte, das feste, Sauerstoff enthaltende Kupfer dem Dampf von elementarem Bor bei einer wenigstens etwa 800° C betragenden, aber unterhalb des Schmelzpunktes von Kupfer liegenden Temperatur genügend lange auszusetzen, um dem Bor zu ermöglichen, in das Gitter des festen Kupfers elnzudif fundier en j und mit dem flnrin enthaltenen freien Sauerstoff zu reagieren und weiterhin das Kupfergitter mit elementarem Bor im wesentlichen zu sättigen. Das so erhaltene Borkupfer enthalt Boroacyd, im wesentlichen keinen freien Sauerstoff und gelöstes elementares Bor bis zur Grenze der Lösbarkeit von Bor in festem Kupfer, oder bis zu etwa 0,06 Gewichtsprozent gelösten elementaren Bors,
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Das erfindungsgemässe Verfahren kann zur Bindung des freien Sauerstoffes jeden Metalles wie Kupfer oder Legierungen auf Kupferbasis verwendet werden, das einer Wasserstoff-Versprödung unterworfen ist, und es ist, wie oben bemerkt, besonders nützlich b'ei der Behandlung von hammergarem Kupfer und dispersionsgehärtetem Kupfer, um den Gehalt an freiem W Sauerstoff dieser Werkstoffe zumindest auf ein Niveau zu vermindern, das etwa dem Niveau von sauerstoff frei em oder OFHC-Kupfer gleicht· Elementares Bor diffundiert leicht bei hohen Temperaturen in das Gitter von-Kupfer hoher Beinheit und von Kupferlegierungen, obwohl di# Löslichkeit von Bor in festem Kupfer nicht mehr als 0,06 Gewichtsprozent Bor beträgt. Darüber hinaus reagiert Bor leicht mit dem freien Sauerstoff, der in dem Gitter des festen Metalles vorhanden ist, also mit dem in dem Metall vorhandenen Sauerstoff, der mit elementarem wasserstoff reagieren würde, der in das feste Metall eindiffundiert, und bildet ein stabiles feuerfestes Metalloxyd (BgO,), das anschliessend nicht durch eindiffundierten wasserstoff reduzierbar ist ..Hieraus ergibt sich, dass Bor schnell in das erwärmt· Kupfergitter eindiffundierfc und mit dem darin vorhandenen freien Sauerstoff reagiert, um ausgeschiedene Teilchen von Boroxyd zu bilden und dass das Eindiffundieren elementaren Bors in das Kupfer so lange andauert, bis der gesamte verfügbare Sauerstoff durch die Umwandlung in Boroxyd
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gebunden ist und bis das Kupfer in wesentlichen mit gelöstem elementarem Bor gesättigt ist, wenn freies Sauerstoff ent* haltendes Kupfer den Dämpfen von elementarem Bor bei hohen Temperaturen ausgesetzt wird· Die ausgeschiedenen feilchen dea Boroxyds, die über das ganze Kupfergitter verteilt sind, haben keine schädliche Wirkung auf die erwünschten Eigenschaften des Kupfers, sondern können vielmehr dazu dienen, das ™ Kupfer in der gleichen Weise zu verfestigen und zu härten, in der dispergierte Teilchen eines feuerfesten Metalloxyds wie Aluminiumoxyd, Zirkonoxyd und dergleichen dazu dienen, diapersionsgehärtetes Kupfer zu verfestigen und zu härten.
Da· mit Bor zu behandelnde, freien Sauerstoff enthaltend· Kupfer kann den Dämpfen elementaren Bors in jeder geeigneten Weise ausgesetzt werden. So. kann beispielsweise das fest·, Sauerstoff enthaltend· Kupferteil in einer Atmosphäre von Borgas bei «iner Temperstur von beispielsweise 95O0O während etwa einer Stund· gehalten worden· Statt dessen könnte das Kupferteil in Borpulver eingepackt und das derart verpackte Teil in einen Ofen oder eine andere geeignete Wärmekammer gelegt werden, wo es bei einer Temperatur von etwa 8000C bis 95O0C für eine genügend lange Zeitspanne gehalten wird, um eine vollständige Reaktion des freien Sauerstoffes mit dem Bor zu gewährleisten. Das Eupferteil könnte auch mit einer Mischung aus Borpulver und einem geeigneten Bindemittel
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- ίο -
beispielsweise Nitrocellulose, bestrichen und das so bestrichene Teil auf eine Temperatur zwischen 8000C und
950 C erwärmt werden, bei welcher Temperatur es dann genügend lange gehalten wird,daß der in dem Kupfer enthaltene freie Sauerstoff praktisch vollständig durch die Reaktion mit des Bor gebunden ist· Das mit dem Bor zu behandelnde Kupferteil sollte bei einer Temperatur von wenigstens 800°C, aber unterhalb der Temperatur gehalten werden, bei der das Kupfer übermäßig weich wird· Ea sollte«.- vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen etwa 8000C und 95O0C während der Borbehandlung gehalten werden. Die Zeitspanne, die benötigt wird, un eine Im wesentlichen vollständige Reaktion zwischen den eindiffundierten Bor und dan freien Sauerstoff des Kupferteiles ftu gewährleisten, hängt von der Behandlungetemperatur und von der Größe und Zusammensetzung dee Kupferteilea ab ο Allgemein sollte die Zeit, während der das Teil den Bordämpfen ausgesetzt ist, genügend lang sein, um eine vollständige Sättigung des Kupferteiles mit elementarem Bor zu ermöglichen. Sie hierzu benötigte Zeit' kann dann in jedem Fall durch Beobachtung und Bestimmung des Gehaltes des behandelten Kupfers an elementarem Bor bestimmt werden.
Hammergares Kupfer enthält gewöhnlich zwischen etwa 0,02 und 0,07 Gewichtsprozent von Sauerstoff, vorwiegend in der Form von Kupferoxydj also einer Form, mit der ein diffundierter Wasserstoff reagiert und die zu einer Wasserstoff-Versprödung
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des Kupfers führen würde, sofern dieser Sauerstoff nicht nach der Erfindung gebunden wirdo Wenn hammergares Kupfer nach der Erfindung mit elementarem Bor behandelt wird, enthält das resultierende Säuerstoffreie Erzeugnis »wieeheη etwa 0,02 und 0,08 Gewichtsprozent Boroxyd,bis zu etwa 0,06 Gewichtsprozent elementaren Bors und praktisch keinen freien Sauerstoff, der für eine Reaktion mit elementaren Wasserstoff zur Verfügung stünde, ähnlich kann typisches dispersionsgehärtetes Kupfer bis zu 0,5 .oder 0,6 Gewichtsprozent Sauerstoff vorwiegend in der Form von Kupferoxyd enthalten. Wenn dispersionsgehärtetes Kupfer mach der Erfindung alt Bor behandelt wird, enthält das gewonnene Erzeugnis im wesentlichen keinen freien Sauerstoff, bis zu etwa 0,8 oder 0,9 Gewichtsprozent Boroxyd und bis zu etwa 0,06 Gewichtsprozent in dem Kupfer gelöstes elementares Bor, zusätzlich zu den härtenden feuerfesten Metalloxyden, die darin vorhanden sind«
Das nach der Erfindung gewonnene säuerstoffreie Erzeugnis ist ein·? Wasserstoff-Versprödung nicht unterworfen und behält im Falle von dispersionsgehärteten Kupfer seine hohe Festigkeit und Härte auch bei hohen Temperaturen.
Zur Veranechaulichung der Erfindung werden nachstehend einige Anwendungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren gegeben, die jedoch keinerlei einschränkende Bedeutung haben.
•Λ"
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Beispiel I
Ein Probestreifen elektrolytischen haamergaren Kupfere ■it einem Gehalt von etwa 0,04 Gewichtsprozent von vorwiegend in der Form von Kupferoxyd vorliegendem Sauerstoff wurde in Borpulver eingepackt und dieser eingepackte Streifen dann in einem Ofen während zwei Stunden auf einer Temperatur von 8000C gehaltene Die erhaltenen Teststreifen von Borkupfer enthielten 0,05 Gewichtsprozent Boroxyd und 0,06 Gewichteprozent elementaren, in dem Kupfergitter gelösten Bor·« Der Teststreifen wurde dann für eine Stunde in eine Wasserstoff enthaltende Atmosphäre bei einer Temperatur von 85O0C gelegt/Der Teststreifen wurd· dann wiederholten Biegungen unterworfen, ohne daß nach einem Dutzend Biegungen um 180° ein Bruch oder ein Versagen infolge von Wasserstoff-Veraprödung auftrat.
Sin zweiter Probeetreifen aus elektrolytisches hanmergareii Kupfer, der den gleichen Gehalt an freies Sauerstoff hatte wie der erste Probeetreifen wurde in die gleiche Wasserstoffhaltige Atmosphäre bei der gleichen Temperatur und bei der gleichen Zeitspanne wie der erste Probestreifen gegeben· Haoh dem Herausnehmen aus der Wasserstoffatmosphäre wurd· der zueite Probestreifen einer Biegeprobe unterworfen. Der Probeetreifen erlitt einen Sprödebruch nach einer Biegung von 4-5° in einer Richtung infolge der eingetretenen
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C / β
Waeserstoff-Versprödung.
Beispiel II
Ein Probeatreifen von dispersionsgehärtetem Kupfer mit einem Gehalt von etwa 0,2 Gewichtsprozent Zirkonoxyd und etwa 0,CW- Gewichtsprozent vorwiegend in der Form von Kupferoxyd vorliegendem Sauerstoff wurde in pulverförmiges Bor eingepackte Der so verpackte Teststreifen wurde dann in -einen Ofen mit einer Temperatur von 8000C gegeben und darin während zwei Stunden belassene Nach Abschluß der Vorbehandlung enthielt der Probeetreifen aus Borkupfer 0,05 Gewichtsprozent Boroxyd, etwa 0,06 Gewichtsprozent elementaren Bors und im wesentlichen keinen für eine Reaktion mit elementarem Wasserstoff verfügbaren Sauerstoff, Der Probeetreifen wurde dann für eine Zeitspanne von einer Stunde bei einer Temperatur von 90O0C in eine Wasserstoffhaltige Atmosphäre gegeben» Anschließend wurde der Probestreifen wiederholten Biegungen unterworfen, ohne daß Fehler infolge von Wasserstoff -Versprödung auftraten.
Ein zweiter Probestrelfen aus dispersionsgehärtetem Kupfer, der dem ersten Teststreifen identisch War, wurde für die gleiche Zeitspanne und bei der gleichen Temperatur in die gleiche wasBerstoffhaltlge Atmosphäre gegeben wie der erste Probeatreifen. Des? resultierende, mit Wasserstoff behandelte^*
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dispersionsgehärtete Probestreifen wurde dann gewogen. Der Teststreifen zerbrach infolge einer Wasserstoff™7ersprödung schon vor Vollendung der ersten Biegung«
Beispiel III
Ein Frobestreifen aus dispersionsgehärtetem Kupfer mit einem Gehalt von 0,8 Gewichtsprozent Aluminiumoxid, das in feinverteilter Form gleichmäßig in dem gesamten Gitter des festen Kupfers dispergiert war, und etwa 0,04- Gewichtsprozent vorwiegend in der Foiüi von Kupferoxyd vorliegendem freiem Sauerstoff wurde in Borpulver eingepacktο Dann wurde der so eingepackte Frobestreifen für zwei Stunden bei einer Temperatur von 8000C in einen Ofen gegeben., Nach der Borbehandlung enthielt der Probestreifen 0,05 Gewichtsprozent Boroxyd, etwa 0,06 Gewichtsprozent elementaren Bors und im wesentlichen keinen für eine Reaktion mit Wasserstoff verfügbaren Sauerstoff» Der borbehandelte, dispersionsgehärtete Probestreifen wurde dann in eine' Wasserstoff enthaltende Atmosphäre bei einer Temperatur von 9000C gegeben und darin eine Stunde belassen. Der Probestreifen wurde dann wiederholten Biegungen unterworfen, ohne daß ©in Versagen infolge von Wasserstoff"Versprödung auftrat,
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Ein zweiter Frobeatreifen dispersionsgehärteten Kupfers, aft? die gleiche Zusammensetzung wie der erste Probe streifen hatte, wurde für di«s glsiehe Zeitisp^une bei clsiclier Temperatur in die gleiche wasserstoff haltige AtmonphSre . gegeben wie der erste Probeβtrelfen. Der erhaltene, mit Wasserstoff behandelte, dispersionsgehärtete Kupferstreifen wurde dann einem Biegeversuch unterworfen. Der Probeetreifen zerbrach infolge von Wasserstoff-Versprödung schon vor Beendigung einer vollständigen Biegung.
Aus der vorstehenden Beschreibung des neuen Verfahrens zur Verhütung der Wasaerstoffvereprödung von Kupfer und anderer solcher Metalle let ersichtlich, daß die Erfindung einen wesentlichen Fortschritt auf dem einschlägigen Fachgebiet bedeutet.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1) Verfahren rut Verhütung einer Wasserstoff-Versprödung von sauerstoffhaltigem Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß festes, freien Sauerstoff enthaltendes Kupfer elementarem Bordampf bei einer Temperatur von wenigstens etwa 8000C während einer Zeitspanne ausgesetzt ist, die für ein Eindiffundieren des Bors in das Git.ter des festen Metalles und eine Reaktion mit dem darin enthaltenen freien Sauerstoff ausreichend ist, wodurch ein Metall gewonnen wird, das Boroxyd und gelöstes atomares Bor, aber im wesentlichen keinen freien Sauerstoff enthälto
    2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Kupfer dem Bordampf bei einer Temperatur ausgesetzt wird, die geringer ist als der Schmelzpunkt des Kupfers und vorzugsweise im Bereich von 800°C bis 95O°C liegt o
    5) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Kupfer einer Bordampf enthaltenden Atmosphäre ausgesetzt wirdo
    O / O
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    1Λ83292
    4) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Kupfer in elementares Borpulver eingepackt wirdo
    5) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2s dadurch gekennzeichnet, daß das säuerstoffhaltige Kupfer mit einer Mischung aus Borpulver und einem neutralen Bindemittel bestrichen wird»
    ■ ■ *
    6) Sauerstoffhaltiges Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß es Boroxyd und im Kupfer gelöstes elementares Bor, aber im wesentlichen keinen mit eindiffundierendem Wasserstoff reaktionsfähigen Sauerstoff enthalte
    7) Kupfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gitter des festen Kupfers feine Teilchen eines feuer» festen Metalloxyds dispergiert sind»
    8) Kupfer nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Metalloxyd von Aluminiumoxyd, Berylliumoxyd, Chromoxyd oder Zirkonoxyd gebildet wird.
    9) Kupfer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 0,06 Gewichtsprozent an gelöstem elementarem Bor enthalte
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DE1483292A 1964-09-29 1965-09-16 Verfahren zur weitgehenden Verhinderung der Wasserstoffversprödung von sauerstoffhaltigem, insbesondere zähgepoltem oder dispersionsgehärtetem Kupfer oder einer solchen Kupferlegierung Expired DE1483292C3 (de)

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Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1483292A1 true DE1483292A1 (de) 1970-04-23
DE1483292B2 DE1483292B2 (de) 1973-12-20
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017691A1 (de) * 2000-04-08 2001-10-11 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Ausbildung einer Schwächungslinie in einem bruchtrennbaren Bauteil, insbesondere mit einer Lageranordnung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58126946A (ja) 1982-01-25 1983-07-28 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 硼化物分散銅合金の製造方法
US4426598A (en) * 1982-02-02 1984-01-17 Scm Corporation Incandescent lamp leads of dispersion strengthened copper wires
US4462845A (en) * 1982-02-17 1984-07-31 Scm Corporation Oxygen-free dispersion-strengthened copper and process for making same
DE3427034C2 (de) * 1984-07-21 1996-06-27 Km Europa Metal Ag Verwendung eines durch Bor bzw. Lithium desoxidierten sauerstofffreien Kupfers für Hohlprofile

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2183592A (en) * 1939-12-19 Electrical conductor
US845606A (en) * 1906-03-29 1907-02-26 Emmett Jefferson Anderson Process of hardening copper.
US2001017A (en) * 1930-09-13 1935-05-14 Feussner Otto Metal article
US2195433A (en) * 1938-02-03 1940-04-02 American Brass Co Process for producing boron-copper alloys
GB654962A (en) * 1943-02-27 1951-07-04 Philips Nv Improvements in or relating to methods of hardening alloys
US2493951A (en) * 1945-02-08 1950-01-10 Hartford Nat Bank & Trust Co Process of hardening alloys by indiffusion of a metalloid
BE464343A (de) * 1945-07-11

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017691A1 (de) * 2000-04-08 2001-10-11 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Ausbildung einer Schwächungslinie in einem bruchtrennbaren Bauteil, insbesondere mit einer Lageranordnung

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DE1483292C3 (de) 1974-07-18
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US3352667A (en) 1967-11-14

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