DE1533226C - Feinzinklegierung - Google Patents
FeinzinklegierungInfo
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Description
Legierungs element |
Atomradius A | Atomradiendifferenz in °/o zu Zn |
5 Ni | 1,250 | -6,0 |
Co | 1,270 ■··■·■■ | ■■■-■■■ -5,2 ■ |
Cu | 1,277 | -4,1 |
Zn | 1,330 | ±0 |
Al | 1,430 | +7,5 |
ίο Cd | 1,489 | +11,9 |
Ti | 1,500 | +12,8 |
Hg | 1,502 | +12,9 |
Li | 1,519 | +14,2 |
Mg | 1,598 | +20,0 |
is Zr | 1,605 | +20,6 |
Blei | bis | zu | 0,10% |
Cadmium | bis | zu | 0,05% |
Eisen | bis | zu | 0,02% |
Zinn | bis | zu | 0,005% |
Kupfer | bis | zu | 0,20% |
Chrom | bis | zu | 0,02% |
Mangan | bis | zu | 0,01% |
Titan | bis | zu | 0,05% |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feinzinklegierung mit erhöhter Dauerstandfestigkeit, Härte und
guter Verarbeitbarkeit.
Es sind Zink-Knetlegierungen mit verbesserter Härte und Dauerstandfestigkeit bekannt, die Kupfer
und Titan (Metall, 20, 1966, Nr. 2, S. 107 bis 110),
zusätzlich auch Magnesium (Blech, 1965, Nr. 11, S. 640 ff.) bzw. Magnesium und Chrom (französische
Patentschrift 1 352 481 und deutsche Auslegeschrift 1 215 375) enthalten.
Diesen Legierungen liegt die bekannte metallkundliche Erkenntnis zugrunde, daß es zur Verbesserung
von mechanischen Eigenschaften auf das Vorhandensein von temperaturabhängigen Mischkristallgebieten
ankommt, wobei die bei höheren Temperaturen ^erreichte Sättigungskonzentration unterkühlbar
sein muß, um Aushärtung oder ähnliche Effekte zu erzielen. Das trifft unter anderem für Legierungen
mit den Elementen Al, Mg, Cu, Ti und Cd zu. Die Wirkung des praktisch in allen ZnCuTi-Legierungen
vorkommenden, meist jedoch nicht genannten Mg, d. h. sein starker Einfluß auf die Härte und das Dauerstandverhalten,
erklärt sich unter anderem durch die Tatsache, daß der Mg-Atomradius erheblich größer
ist als derjenige von Zink, ebenso auch größer als derjenige von z. B. Ti oder Cadmium. Härte und
Dauerstandfestigkeit einer Legierung sind um so größer, je größer die Atomradiendifferenz zwischen
Grund- und Zusatzmetall ist. Nachstehende Tabelle, welcher die Goldschmidtschen Atomradien zugrunde
gelegt sind, zeigt in diesem Zusammenhang die Atomradiendifferenz in %, bezogen auf Zink; sie erklärt
die Vorteile und die Vorliebe für die Anwendung des Mg in der Feinzinkmetallurgie.
Titan und mehr, noch Magnesium bewirken nach dem oben Gesagten mit wachsender Zugabe außer
der Erhöhung der Festigkeitseigenschaften jedoch eine
relativ starke Versprödung der Legierung. Da Festig- · keit 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 Walzmaterial so wichtig ist, der Zugabe von Titan und/oder Magnesium eine
Grenze. Sollen daher weitere Steigerungen der Festigkeitseigenschaften ohne größere Einbuße an Zähigkeit
erreicht werden, so müssen in altbekannter Weise
So dem Basismetall Elemente zugefügt werden, die zwar
eine Härtung über Mischkristallbildung bringen, jedoch keine so große Verzerrung des Gitters wie Ti
und Mg bewirken, z. B. das mit Zink gut mischbare Kupfer, wie es z. B. in den obengenannten Feinzinklegierungen
ZnCuTi geschieht. Die durch Kupfer- und Titanzugabe verursachte Sprödigkeit wird üblicherweise
durch eine Zwischen-, und/oder Abschlußglühung beseitigt.
Es sind auch Zinklegierungen mit Eisen und/oder Kobalt und Cadmium bekannt, die jedoch aus dem Schmelzfluß rasch abgeschreckt werden müssen. (Deutsche Patentschrift 901 597.)
Es sind auch Zinklegierungen mit Eisen und/oder Kobalt und Cadmium bekannt, die jedoch aus dem Schmelzfluß rasch abgeschreckt werden müssen. (Deutsche Patentschrift 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
ZnCuFe ist eine hohe Dauerstandfestigkeit im kalt verformten Zustand vorhanden. Sie hat jedoch, wie
alle eisenhaltigen Zinklegierüngen, eine geringere Korrosionsbeständigkeit und schlechte Walzbarkeit.
Es sind auch Zinklegierungen bekanntgeworden,
allerdings nur Zinkgußlegierungen (bei denen es überhaupt nicht auf eine Verformungsfähigkeit in
kaltem Zustand ankommt, sondern im Gegenteil eine solche vermieden werden soll), die einen Nickelgehalt
von 0,005 bis 0,02% aufweisen.
Es wurde nun gefunden, daß Magnesium und Nickel, das praktisch keine oder nur eine sehr beschränkte
Festlöslichkeit in Zink hat (M. Hansen, Metallurgy and metallurgical Engineering Series,
1958, S. 1061) und das auch gemäß seiner Stellung in der Tabelle für die Atomradiendifferenz mit —6,0%
zunächst als kein besonders geeigneter Partner des Zinks zur Anhebung seiner mechanischen Eigenschäften
angesehen werden kann, in geringen Mengen gemeinsam in Feinzink eingebracht, eine ganz unerwartet
starke Härtung erzeugen, die etwa 10- bis 20mal so hoch ist wie die durch Zusatz von Kupfer
erreichte, und zwar ohne daß ein nachteiliger Verlust an Zähigkeit eintritt, der eine zusätzliche Zwischenoder
eine Abschlußglühung notwendig machen würde. Die genannten günstigen Eigenschaften treten dann
auf, wenn der Nickelgehalt 0,03 bis 0,08 °/0 (Gewichtsprozent)
und der Magnesiumgehalt 0,003 bis 0,03 %> vorzugsweise 0,005 bis 0,01 %> betragen.
Die erfindungsgemäße Feinzinklegierung zeigt auch dann die erhöhte Dauerstandfestigkeit und Härte,
ohne bei Verformung und Walzung zu verspröden, wenn auch noch die folgenden Elemente einzeln oder
kombiniert in der Feinzinklegierung vorliegen (in °/o) ·
Blei bis zu 0,10
Cadmium bis zu 0,005
Eisen | bis | zu | 0,02 |
Zinn | bis | zu | 0,005 |
Kupfer | bis | zu | 0,20 |
Chrom | bis | zu | 0,02 |
Mangan | bis | zu | 0,01 |
Titan | bis | zu | 0,05 |
Claims (2)
1. Feinzinklegierung mit erhöhter Dauerstandfestigkeit und Härte, die bei der Verformung oder
Walzung trotz gesteigerter Festigkeitswerte keine Versprödung zeigt und daher keiner Zwischenoder
nachträglichen Glühung bedarf, dadurch
gekennzeichnet, daß sie aus 0,03 bis 0,08% Nickel, 0,003 bis 0,03, vorzugsweise 0,005
bis 0,01% Magnesium, Rest Feinzink besteht.
2. Feinzinklegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch noch die
weiteren Elemente einzeln oder kombiniert in folgenden Anteilen enthält.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED0050640 | 1966-07-21 | ||
DED0050640 | 1966-07-21 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1533226A1 DE1533226A1 (de) | 1969-12-18 |
DE1533226B2 DE1533226B2 (de) | 1972-11-16 |
DE1533226C true DE1533226C (de) | 1973-06-07 |
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