DE1533226A1 - Feinzink bzw. Feinzinklegierung - Google Patents

Description

• Feinzink bzw. Fensinklegieruns.
• Die vorliegende Erfindung betrifft Feinzink bzw. eine Binz#atlesterwat; mit erhöhter Dauerstandfestigkeit, Härte und.guter Vererbeitbarkeit.
• Es sind mit verbesserter Härte und Dauerstandfestigkeit bekannt, die Kupfer und Titan (Metall., 20. 1966, Idr. 2,, 3. 107/10)9 zusätzlich auch Magnesium falsch 1965; Nr. i1, S. 640 ff) bsw. Magnesium und Chrom (F.P. 1 352 481 und DAS 1_21$ 375) enthalten.
• Diesen Legierungen liegt die bekannte metallkundliche Er- kenntis zugrunde, r@äaß es zur Verbesserung von mechanischen Eigenschaften auf das; Vorhandensein von temperaturabhängigen Misehkristailaebleten ankomt, wobei die bei höheren Temperaturen erreichte Sättigungskonzentration unterkühlbar sein ruß, um Aushärtung oder ähnliche Effekte zu erzielen. Das trifft u.a. für Legierungen Grit den Elementen A1@ Mg. Cu; Ti und Cd $u. 'Die Virkung des praktisch in allen ZnCuTi-Legierungen -vorkommenden, reist jedoch nicht genannten Mg, d,h. sein starker.iinfluß auf die Härte und das Dauerstandverhalten, erklärt sich uo's. durch die Tatsächa: daß der Mg-Atomradius erheblich grög)*r@ ist als dorje4g«-"n Zink, ebenso auch &rü»or: *In derjeüigo vonoder Ca"ium. Härte und au.standi"@t kett' e?. "Edesind um w arö8er, je größer diet@rue°`ieffsre sriadhea Grund- und Zusat$-etdll@ ist. M1ta@hie,a Tqtbe1@ ,weicher die' .Goldschwidtaoheä Atod3ksn, ausde . Eaegt ai*. wefit. in diesen Zu-(je. s@ die AtadiR`t f f ergaa ,gxt 71s, bezogen auf Zink; eis ei%4 die Vorliebe für die Anwendung .den Ns in der"@rkiaiat@tl.e'üe.

  Lig. Element Atom-Radium A Atom-Radien-Differenz

  in % zu Zn

  ' Ni 19250 - 6s o

  Co 1,270 - 5,2

  Cu 1,277 - 4,1

  Zn 1,330 ± o

  A1 1,430 + 7,5

  Cd 1,489 + 11,9

  T3 1,500 + 12,8

  Hz 1,502 + 12,9

  Li 1,519 + 14,2

  Mg 1,598 + 20,0

  2r i,605 - + 2o,6

  Titan und mehr noch Mangan bewirken nach dem oben Gesagten mit wachsender Zugabe außer der Erhöhung der Pestigkeitseigenschaften jedoch eine relativ starke Versprödung der Legierung. Da Festigkeit und Dauerstandfestigkeit praktisch mit der Änderung der Härte parallel laufen, setzt der mit der Erhöhung der Härte einhergehende Verlust an Zähigkeit= die z.B. in der Praxis für die Verarbeitungsfähigkeit, z.B. das Falzen, von üalzmaterial so wichtig ist, der Zugabe von Titan und/oder Magnesium eine Grenze. Sollen daher weitere Steigerungen der Festigkeitseigenschaften ohne größere Ein- buße an Zähigkeit erreicht werden, so müssen in alt bekann- ter Weise dem Basismetall Elemente zugefügt werden, die zwar eine Härtung über Mischkristallbildung bringen, jedoch keine so große l-stl111g des Gitters wie Ti und Mg bewirken, z.B, des mit Zink gut mischbarer Kupfers wie es z.B. in den oben genannten Feinzinklegierungen ZaCuTi geschieht. Die durch Kupfer- und Titamngabe verursachte Sprödigkeit wird übli- cherweise durch eine ?wischen- und/oder Abschlußglühung beseitigt. Es sind auch Zinklegierungen mit Eisen und/oder Kobalt und Cadmium bekamst.> die jedoch aus dem Schmelzfluß rasch abge- schreckt werden süssen. (DBP 901 597) Andere ternäre Legierungen z.B. ZnFeNi, ZnCuNi, ZnNiMn und ZnAlNi haben den Nachteil, daß sie nur im hochgeglühten Zustand eine gute Dauerstandfestigkeit aufweisen Lediglich bei der-Legierung ±nCuFe ist eine hohe Dauerstandfestigkeit im kaltverformten Zustand vorhanden. Sie hat jedoch, wie alle eisenhaltigen Zinklegierungen, eine geringere Korrosionsbeständigkeit und schlechte Walzbarkeit. Es wurde nun gefunden, daß Magnesium und Nickel, das prak- tisch keine oder nur eine sehr beschränkte Festlöslichkeit in Zink hat (M, Hansen, Metallurgr and metallurgic»1 Engi- neering Serien, 1958, S. 1061) und das auch gemäß seiner Stellung in der Tabelle für die Atomradien-Differenz mit -6,0 94 zunächst als kein besonders geeigneter Partner des Zinkes zur Anhebung seiner mechanischen Eigenschaften ange- sehen werden kann, in geringen Mengen gemeinsam in Zink eingebracht, eine ganz unerwartet starke Härtung erzeugen, die ca. 10 - 20 mal so hoch ist wie die durch Zusatz von Kupfer erreichte, und zwar ohne daß ein nachteiliger Verlust an Zähigkeit eintritt, der eine zusätzliche Zwischen- oder eine Abschlußglühung notwendig stachen würde. Die genannten gün- stigen Eigenschaften treten dann auf, wenn der Nickelgehalt. 0,01 - 0,20 vorzugsweise 0.03 - 0108 9G, und der Magnesium- gehalt 0,003 - 0,03 9G, vorzugsweise 0.005 - 0v01 9G betragen. Das erfindungsgemäße Feinzink bzw. die Feinzinkiegierung zei gen auch dann die erhöhte Dauerstandfestigkeit und Härte, ohne bei Verformung und Walzeng zu vierspröden, wenn auch noch die folgenden Elemente einzeln oder kombiniert im Zink bzw. der Zinklegierung vorliegen (in 9i):

  Blei 0,1o

  Cadmium 09005

  Eisen 0902

  Zinn 0,005

  Kupfer 0420

  Chrom 0902

  Mangan 0,01

  Titan 0,05

Claims (1)

1. Anspruch 1 Feinzink bzw. Feinzinklegierungen mit erhöhter Dauerstandfestigkeit und Härte, die bei der Verformung oder Walzung trotz gesteigerter Festigkeitswerte keine Versprödung zeigen und daher keiner Zwischen- oder nachträglichen Glühung bedür- fen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0901 - 0,20 e, vorzugs- weise 0,03 - 0,08 % Nickel und 0,003 - 0,03 96, vorzugsweise 0,005 - 0,01 %, Magnesium enthalten. Anspruch 2 Feinzink- bzw. Feinzinklegierungen nach dem Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, daß sie auch noch die weiteren Elemente einzeln oder kombiniert in folgenden Anteilen enthalten könnens Blei 0,10 % Cadmium 0905e. Eisen ,@ 0902 % Zinn 0,005 % Kupfer K, 0920 % Chrom 0,02 % Mangan 0,01 % Titan (@ 0,05 %