DE1533159C - Neusilber-Legierung - Google Patents
Neusilber-LegierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Neusilber-Legierung mit wesentlich verbesserter Warmverformbarkeit.
Als der wirtschaftlichste Weg zur Dickenverringerung eines Metallbarrens gilt allgemein das Warmwalzen,
da dabei keine Verfestigung erfolgt und eine starke Verminderung der Dicke erzielt werden kann.
Neusilber-Legierungen eignen sich im allgemeinen nur sehr schlecht zur Warmverformung und können
zur Verminderung der Materialdicke nicht warm gewalzt werden, ohne daß das gewalzte Metall starke
Rißbildungen zeigt.
• Es sind zwar schon Verfahren entwickelt worden, die Eigenschaften von Neusilberlegierungen durch
Zulegieren anderer Metalle zu beeinflussen. Beispielsweise konnte durch einen Zusatz von 0,5 bis 3,5%
Cadmium eine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und eine Erhöhung der Härte erzielt werden.
Zur Verbesserung der Warmhärtung oder Vergütung werden gemäß einer Weiterbildung des vorgenannten
Verfahrens der cadmiumhaltigen Neusilberlegierung die folgenden Elemente einzeln oder in Kombination
zugesetzt: 0,1 bis 7,5% Blei, 0,1 bis 5% Rhodium, 0,1 bis 3% eines oder mehrerer der Elemente Silicium,
Mangan, Titan, Vanadium, Beryllium und Molybdän, wobei die Gesamtmenge dieser Zusatzelemente einschließlich
Blei und Rhodium 10% der Legierung nicht übersteigen sollte. Der Zusatz der Elemente
Titan, Vanadium, Beryllium und Molybdän bewirkt eine weitere Steigerung der Härte. Jedoch können die
so erhaltenen Legierungen zur Verringerung ihrer Dicke nicht warm gewalzt werden, ohne daß dabei
Rißbildung eintritt. .
Neusilber-Legierungen können aus zwei Gefügearten bestehen, einem einphasigen α-Neusilber und
einem zweiphasigen α + ^-Neusilber. Das α + /S-Neu-
silber kann zwar warm verformt werden, jedoch nicht
mit dem Erfolg, der bei Messing-Legierungen möglich
ist; die a-Neusilber-Legierungen konnten bis jetzt noch nicht erfolgreich warm verformt werden, ohne
daß die obenerwähnte Schwierigkeit des Warmbruchs aufgetreten wäre; diese Legierungen sind daher für
. solche Verwendungszwecke eingesetzt worden, die eine Duktilität im kalten Zustand erfordern, da sie
gut kalt bearbeitbar sind. Trotz dieser guten Kaltbearbeitbarkeit ist die Verminderung der Materialstärke
von a-Neusilber-Legierungen durch Kaltwalzen ein aufwendiges Verfahren, da diese Legierungen bei der
Kaltbearbeitung rasch hart werden und daher häufig angelassen werden müssen, außerdem neigen sie beim
Anlassen zum Warmbruch, wodurch erhebliche Metallverluste auftreten.
Ein ähnliches Problem, das bei den einphasigen a-Messing-Legierungen auftrat, konnte dadurch gelöst
werden, daß man die Verunreinigung durch Blei unter 0,015% hielt. Bei Neusilber-Legierungen, die
sich wegen des Zinkgehaltes eher wie eine a-Messing-Legierung verhalten als wie eine Kupfer-Nickel-Legierung,
konnte dadurch, daß der Bleigehalt in Grenzen gehalten wurde, das Problem des Warmbruchs jedoch
nicht gelöst werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Warmverformbarkeit von Neusilber-Legierungen derart
zu verbessern, daß sie ohne Rißbildung warmgewalzt werden können.
·. Diese Aufgabe ist bei Neusilber-Legierungen aus
7 bis 30% Nickel,
5 bis 43% Zink,
Rest 45 bis 75% Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen
dadurch gelöst worden, daß die Legierung zusätzlich noch 0,003 bis 0,3% Titan enthält.
Vorzugsweise soll der Titangehalt 0,1% nicht übersteigen. Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der
Warmverformbarkeit werden bei Nickelgehalten von nicht mehr als 25% erzielt. Außerdem hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, den Zinkgehalt nicht höher als 32% zu wählen.
Bei Legierungen aus
7 bis 25% Nickel,
5 bis 32% Zink,
Rest 45 bis 75% Kupfer und unvermeidbaren Verunreinigungen
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen Titanzusatz von 0,003 bis 0,1 % anzuwenden. Natürlich können diesen
Legierungen auch 0,003 bis 0,3% Titan zugesetzt werden.
Bei den erfindungsgemäßen Legierungen ist die Walztemperatur auf solche Werte herabgesetzt, wie
sie auch beim Walzen von Messing angewandt werden, so daß sich auch eine Ersparnis in der beim Warmbearbeiten
aufzuwendenden Wärmemenge ergibt. Darüber hinaus ergeben sich, obwohl die durch den Titanzusatz
verursachte Kornverfeinerung noch nicht vollständig bestimmt ist, weitere Eigenschaftsverbesserungen
auf die neue Legierung, und zwar speziell im Hinblick auf Brüche infolge von Spannungskorrosion,
wie sich in einfacher Weise durch den Test mit Quecksilber(II)-nitrat
feststellen läßt. Des weiteren ist auch die Neigung zum Warmbrechen beim ein- oder zweimaligen
Anlassen in der Endphase der Bearbeitung beseitigt.
ίο
Es ist darauf hinzuweisen, daß die α + /3-Neusilber-Legierungen
zwar auch ohne den Zusatz von Titan bis zu einem gewissen Grad warm bearbeitet werden
können, während dies bislang bei den a-Neusilber-Legierungen nicht der Fall war. Jedoch wirkt sich ein
Titanzusatz zu den α + ^-Neusilber-Legierungen ebenfalls sehr günstig aus. Mit »α-Neusilber« wird eine
Kupfer-Nickel-Zink-Legierung bezeichnet, die 45 bis 75% Kupfer, 7 bis nicht mehr als ungefähr 25% Nickel
und 5 bis höchstens ungefähr 32% Zink enthält, und die unter den Bedingungen des gefügemäßigen Gleichgewichts
aus einer einphasigen, festen Lösung besteht, die mit Kupfer isomorph ist; bei Zink-Gehalten von
über ungefähr 32% erhält man die zweiphasigen α + /S-Neusilber-Legierungen.
In einem Beispiel wurden vier Schmelzen von 18%igem α-Neusilber (72% Kupfer, 18% Nickel,
9,74% Zink, 0,25% Mangan und 0,01% Magnesium) in einem halbkontinuierlichen Verfahren zu Platten
der ungefähren Abmessungen 1168 χ 432 χ 76 mm3 gegossen. Zwei der letzten Schmelzen erhielten vor
dem Gießen einen geringen Titanzusatz, der bei ungefähr 0,036 bzw. 0,020% lag. Alle vier Tafeln wurden
4 Stunden lang bei 9000C getempert. Die Temperaturen beim anschließenden Warmwalzen, gemessen
mit einem Land-Strahlungs-Pyrometer, lagen zwischen
870 und 88O0C. Die Platten ohne Titan rissen beim
Warmwalzen nach zwei Durchgängen und waren schrottreif; die Verminderung der Materialstärke
war bei jedem Durchgang auf ungefähr 13 mm eingestellt. Die beiden Tafeln mit dem Titanzusatz wurden
bis zu einer Materialstärke von ungefähr 11,4mm.
warm ausgewalzt, ohne daß ein Bruch erfolgte. Beim anschließenden Fräsen und Kaltwalzen bestätigte
sich die gute Qualität des Neusilberstreifens.
Bei einem anderen Beispiel wurden aus a-Neusilber-Legierungen
mit Zusätzen von Titan Blöcke der folgenden ungefähren Abmessungen 159 χ 660 χ
1829 mm3 nach einem halbkontinuierlichen Verfahren gegossen. Die Zusammensetzung der Legierungen ist
aus der nachfolgenden Tabelle zu ersehen.
A | Schmelze | B | C | D | |
71,02 | 71,29 | 71,15 | 71,47 | ||
Kupfer, % · | 10,30 | 10,28 | 10,42 | 10,32 | |
Zink, % | 0,08 | 0,08 | 0,18 . | 0,05 | |
Eisen, % | 17,97 | ■17,97 | 17,85 | 17,96 | |
Nickel, % | 0,61 | 0,37 | 0,37 | 0,19 | |
Mangan, % | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | |
Blei, % . | 0,02 | 0,01 | 0,03 | 0,01 | |
Titan, % | |||||
Die Platten wurden vor dem Warmwalzen. 4 Stunden lang bei 900° C getempert. Die Temperaturen
beim Warmwalzen lagen zwischen 860 und 9000C. Alle Platten wurden in 15 Durchgängen bis auf eine
Dicke von ungefähr 12,7 mm warm gewalzt, ohne daß Risse oder andere Schäden durch die Warmverformung
hervorgerufen worden wären.
; Die gleichen Vorteile ließen sich bei allen erfindungsgemäßen Neusilber-Legierungen durch den erfindungsgemäßen Zusatz von Titan erzielen.
; Die gleichen Vorteile ließen sich bei allen erfindungsgemäßen Neusilber-Legierungen durch den erfindungsgemäßen Zusatz von Titan erzielen.
Claims (5)
1. Neusilber-Legierung mit wesentlich verbesserter Warmverformbarkeit, bestehend aus
7 bis 30% Nickel,
5 bis 43% Zink,
Rest 45 bis 75% Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen,
dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich
noch 0,003 bis 0,3% Titan enthält.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Titangehalt.0,1 % nicht übersteigt.
3. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt 25% nicht übersteigt.
4. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zinkgehalt 32% nicht übersteigt.
5. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie
aus 7 bis' 25% Nickel,
5 bis 32% Zink,
0,003 bis 0,3%,
vorzugsweise 0,003 bis 0,1% Titan,
Rest 45 bis 75% Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen
besteht.
Family
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