DE1533390A1 - Zink-Knetlegierung - Google Patents
Zink-KnetlegierungInfo
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Description
PATENTANWALT
DiPL-lNG. HANS HEINRICH
BONN/RH.
AM NORDBAHNHOF
Aktenz,
BONN, den 1. 12. I966
Die Erfindung betrifft eine dauerstandfeste Zinkknetlegierung mit Gehalten an Blei von 0 bis 1 %, Kadmium von 0 bis 0,05 %»
Kupfer von 0 bis 1,2 %.
Bei der Entwicklung titanhaltiger Zinkknetlegierungen, die bekanntlich
eine wesentlich höhere Dauerstandfestigkeit besitzen als alle vorher bekannten Zinklegierungen, wurde besonders
darauf geachtet, daß der für die Eigenschaften maßgebende Gefügeaufbau nicht durch störende Begleitelemente verändert wird.
Zink-Titan bildet bei etwas 0,2 % Titan ein feinkörniges (lamellares) Eutektikum, das die Zinkkristalle umhüllt und damit
das Kriechen bei Einwirken einer Dauerspannung bis 8 kg/mm verhindert.
Bestimmte Zusätze verhindern die Bildung des Eutektikums, Titan
wird dann als Verbindungsphase gebunden, die primär kristallisiert, womit die Umhüllung des Zinkkristalls nicht mehr gegeben ist;
die Legierung ist nicht mehr kriechfest.
Ein günstiger Zusatz ist neben Titan das Kupfer, während Eisen, Mangan, Chrom, Nickel und Aluminium einen Großteil des Titans als
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Titanid binden. Solche Legierungen mit harten Aitaniden werden als
Gußlegierungen, besonders als verschleißfeste Legierungen, erwähnt (1* 2, J)). Sind solche Titanide spezifisch leichter oder schwerer
als die Zinkschmelze, so kann man durch langsames Abkühlen und Seigern Titan aus der Legierung entfernen.
Alle Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der titanhaltigen Knetlegierungen
vermeiden daher vor allem die Bildung primär kristallisierender Titanide durch entsprechende Zusätze, darunter vor allem
Aluminium (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10). Aluminium ist aber gerade für Zinklegierungen ein hervorragender Legierungspartner. Es wirkt
stark reduzierend, so daß die Schmelzen oxidfrei werden, es bildet auf der Schmelzoberfläche eine schlitzende Oxidhaut,
verhindert die Verkrätzung an der Luft und verbessert das Porrafüllungsvermögen. Aluminium-Gehalte verzögern auch den
Angriff der Schmelze auf Eisen.
Beispiele: 5 kg Peinzink (Nr. 1 der nachstehenden Tabelle)
sowie 5 kg einer Peinzink-Titan- (Nr. 2), einer Hüttenzink-Titan-(Nr.
J>) und einer Peinzink-Aluminium-Legierung (Nr. 4) wurden
aus einem Tiegel in eine stehende Form gegossen und der Gewichts«
verlust durch Schaum- und Traßbildung ermittelt. Er betrug:
Nr. | 1 | 2 | 3 | 4 |
Zusammen setzung |
Peinzink | Peinzink 0,10 % Ti |
0,5 % Pb 0,1 % Ti Rest Zink |
Feinzink 0,2 % Al |
Gewichts verlust # |
1,5 | 2,3 | 4,5 | 0,3 |
Titanzusätze fördern demnach die Vertrassung, besonders stark bei bleihaltigem Zink, wo überdies die Gefahr besteht, daß der Traß
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mit der Schmelze eraulgiert und beim Blockguß schließlich in gewalzten
Legierungen deren mechanische Eigenschaften stark vermindert.
In einer Untersuchungsreihe, die das Stadium der mechanischen und technologischen Eigenschaften ebenso umfaßte wie die Frage der Vertrassung
beim Blockguß und dac Kriechverhalten, wurde nun ermittelt, welchen Einfluß Aluminium als Spurenelement hat. Es wurde hierzu
eine ungünstige bleihaltige Legierung mit starker Vertrassung gewählt: Cu = 0,80, Ti = 0,12, Pb = 0,35, Cd = 0,02, Rest Zink.
Je 50 kg wurden in stehender Blockform vergossen, der Block bei 220° C auf 5 mm Dicke warm vorgewalzt, auf 0,8 mm Band kalt
weitergewalzt und dieses 2 h bei 200° C getempert.
Gemessen wurden: Die Streckgrenze kg/mm bei 0,2 % Dehnung (5~t q\*
die Zerreißfestigkeit kg/mm C£Tb), die Dehnung % (^), das Verhalten
beim Falten des Bandes um 18O°, die Traßmenge beim Vergießen
und schließlich das Kriechverhalten bei Dauerspannung. · Die Duuerstandfestigkeit ist diejenige Spannung (£Ttj), hei der
eine bleibende Dehnung von maximal 1 % pro Jahr auftritt. Alle
ermittelten Werte zeigt Tabelle I.
Al % | <r"o,2 | ^b | 30 | Faltung | Traß | Dauerstand "D/igD/Jahr |
O | 10 | 19 | 35 | Bruch | 4,50 | 8,- |
0,003 | 10 | 19 | 45 | Anbruch | 4,50 | 8,- |
0,005 | 10 | 20 | 60 | Rauhe Kante |
3,60 | 8,- |
0,010 | 11 | 22 | T5 | Glatte Kante |
2,60 | 1,9 |
0,020 | 11 | 22 | η | 1,20 | 7,8 . | |
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0,030 | 10 | 21 | 80 | Glatte Kante | 1,10 | 7,7 |
0,040 | 9 | 20 | 90 | η | 1,- | 7,5 |
0,050 | 8 | 19 | 80 | It | 0,90 | 4,2' |
0,060 | 8 | 18 | 70 | Il | 0,80 | 2,9 |
Ο,ΟδΟ | 8 | 18 | 70 | M | 0,80 | 2,5 |
0,100 | 8 | 17 | 70 | It | 0,80 | 2,5 |
Überraschenderweise gibt es demnach ein Gebiet zulässiger Aluminium-Gehalte, in dem bei noch hoher Dauerstandfestigkeit
die oxidhemmende Wirkung des Aluminiums zur Geltung kommt, was sich in guter Faltfähigkeit und guter Festigkeit äußert. Es sind
dies die Aluminium-Gehalte von mehr als 0,003 # und weniger als 0,05 %i also von 30 bis 500 g pro Tonne.
Die gleiche Abhängigkeit erhält man mit Feinzinklegierungen mit 0,05 bis 0,25 Titan, Feinzinklegierungen mit 0,05 bis 0,25 Titan
und 0,05 bis 1,2 Kupfer und schließlich mit allen genannten Legierungen auf Basis HUttenzink mit Bleigehalten bis 1 #. Zu
Beryllium vermeiden sind Gehalte an Magnesium, Lithium/und Kalzium.
Demnach ist Gegenstand der Erfindung eine dauerstandfeste Zinkknetlegierung
mit Gehalten an Blei von 0 bis 1 #, Kadmium von 0 bis 0,05 %, Kupfer von 0 bis 1,2 #, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß sie Titangehalte von 0,05 bis 0,25 %, Aluminium-Gehalte
von mehr als 0,003 bis weniger als 0,05 %, vorzugsweise von
0,01 bis 0,03 %, Rest Feinzink und/oder Hüttenzink, aufweist
Beryllium
und frei von Magnesium, Lithium/und Kalzium ist.
und frei von Magnesium, Lithium/und Kalzium ist.
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Vorzugswelse wählt man bei Peinzinklegierungen Aluminium-Gehalte
von '0,005 bis 0,015 %, bei Htittenzinklegierungen Aluminium-Gehalte
von 0,01 bis 0,05 #· Es wurde gefunden, daß diese
Aluminium-Gehalte bei Blei (Kadmium)-haltigen Hüttenzinklegierungen
nooh nicht die Erscheinung der interkristallinen Korrosion zeigen, wenn die Titangehalte im angegebenen Bereioh von
0,05 bis 0,25 #, vorzugsweise 0,1 bis 0,15 # Titan, liegen.
Legierungsbeispiele für Dauerstandfestigkeit bis 8 kg/mm
Al | Ti | Cu | Pb | Cd | Rest |
0,010 | 0,20 | - | Peinzink | ||
0,015 | 0,10 | 0,80 | - | - | Feinzink |
0,050 | 0,10 | - | 0,55 | 0,05 | Hüttenzink |
0,050 | 0,10 | 0,50 | 0,60 | 0,05 | Hüttenzink |
Aluminiumgehalte im angegebenen Bereich sind im Mischkristall vollkommen gelöst, wenn die Legierungen praktisch frei sind von
Beryllium
Magnesium, Lithium/und Kalzium. Es treten daher keine Gitterspannungen
auf, die zur Versprödung führen, man erhält hohe Dauerstandf»estigkeit bei guter Duktilität entweder durch
Warmwalzen auf Endstärke nicht unttr 18O°, vorzugsweise I80 220°,
oder durch Kaltwalzen mit nachfolgender Temperung nicht unter 18O°, vorzugsweise I80 - 220°.
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Claims (1)
1. Dauerstandfeste Zinkknetlegierung mit Gehalten an Blei
von 0 bis 1 %$ Kadmium von O bis 0,05 %» Kupfer von
0 bis 1,2 ^, dadurch gekennzeichnet, daß sie Titangehalte
von 0,05 bis 0,25 %i Aluminium-Gehalte von mehr als
0,003 bis weniger als 0,05 %» vorzugsweise von 0,01 bis
0,03 %» Rest Feinzink und/oder Hüttenzink, aufweist
Beryllium und frei von Magnesium, Lithiumyimd Kalzium ist.
2· Verfahren zur Weiterverarbeitung der Legierung - nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Temperaturen nicht unter 18O° C, vorzugsweise 18O - 220° C, warmverformt
ader kaltverformt und in diesem Zustand nicht unter 18O° C,
vorzugsweise bei 18O - 220° C, getempert wird.
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Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1966ST026207 DE1533390C3 (de) | 1966-12-06 | 1966-12-06 | Titanhaltige Hüttenzinkknetlegierung und Verfahren zu ihrer Weiterverarbeitung |
GB2193967A GB1178993A (en) | 1966-12-06 | 1967-05-11 | Zinc Alloys |
NL6708574A NL149856B (nl) | 1966-12-06 | 1967-06-20 | Werkwijze ter bereiding van een zinkkneedlegering alsmede daaruit vervaardigde voorwerpen. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1966ST026207 DE1533390C3 (de) | 1966-12-06 | 1966-12-06 | Titanhaltige Hüttenzinkknetlegierung und Verfahren zu ihrer Weiterverarbeitung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1533390A1 true DE1533390A1 (de) | 1969-12-18 |
DE1533390B2 DE1533390B2 (de) | 1977-08-18 |
DE1533390C3 DE1533390C3 (de) | 1978-04-13 |
Family
ID=7460895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1966ST026207 Expired DE1533390C3 (de) | 1966-12-06 | 1966-12-06 | Titanhaltige Hüttenzinkknetlegierung und Verfahren zu ihrer Weiterverarbeitung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1533390C3 (de) |
GB (1) | GB1178993A (de) |
NL (1) | NL149856B (de) |
-
1966
- 1966-12-06 DE DE1966ST026207 patent/DE1533390C3/de not_active Expired
-
1967
- 1967-05-11 GB GB2193967A patent/GB1178993A/en not_active Expired
- 1967-06-20 NL NL6708574A patent/NL149856B/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1533390C3 (de) | 1978-04-13 |
DE1533390B2 (de) | 1977-08-18 |
NL6708574A (de) | 1968-06-07 |
GB1178993A (en) | 1970-01-28 |
NL149856B (nl) | 1976-06-15 |
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