DE1558817A1 - Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen oder Halbfabrikaten aus Kupferlegierungen mit beta- und alpha-Gefuege - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen "ƒder Halbfabrikaten aus Kupferlegierungen mit /3- und -Gefüge Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu entwickeln, um Halbzeuge ®der DWlbfabrikates insbesondere Gleit- und Schaltelemente, wie zöB. Synchrenioierungwinge, die auf gleitende Reibung beansprucht werden und die aus Züpferlegiorungen bestehen,: bei denen de Grundmasae aas einem P.mbäseh raumzentrierten (> -Gefüge besteht, in das =Gref@ngebeatandteile mit bisch flächenzentriertem Gitter in bestinateq Anteil eingobettet sind,, mit gleichbleibendem Reibungskoeffizienten herzustellen. Synchronisierungn® oder Gleichlaufringe sind Kuppluggselementeg die sich-besonders-im Aut®mobiläetriebeban eingeführt haben,.-um mit diesem Element dran Schaltvorgang durch.-Angleichen der Geoch-rindgkeit und der Phasenlage :der zu schnktenden .Zahnradpaarung zu erleichtern. An die lanktionafähigkeit der Synnehronisiorungsringee die im: folgenden kurz als Ringe bezeichnet worden, aänd verachie® denartige Anforderungen gestellt. So mücsen die Ringe zunächst eine bestimmte Festigkeit aufeaeiaeny damit sie die boim.Schdltvorgang während des Geechwindigkeita- send: lPhasonanaglloichs entstehenden Drehmomente und Ute zu übertragen var.mögano Außerdem muß der Werkstoff dieser -Elemente bei diesem Vorgan5 einen möglicchat hohen. und gleichbleibenden Reibungskoeffizienten anf-r7oAoono lj;a wird -ferner von den Ringen vor, allem auch noch eine hoho VQrachlciffeatigkeit gefordert. Schließlich sollen die Ringe in der rortignn als; P4saaaenprodukt schnell und gut bearbaitbax nein" Dioao mich teilveisa- widersprechenden. Forderungen zu einer cptimalon L®oung Zum Stand der Technik gehört bereits eine Sondermessinglegierung mit 57 bis 59 % Kupfer, 0,7 bis 2,2 % Aluminium, 1 bis 4 % Mangan, 0,3 bis 0,7 % Silizium, 0,4 bis 0,8 % Blei, Rest Zink, die durch eine Warmbehandlung ein caC -A-Gefüge erhält. Obwohl der Fachmann zunächst hieraus nur annehmen konnte, daß diese spezielle Wärmebehandlung nur bei der genau umschriebenen Legierung .Erfolg hat, haben eingehende Versuche jedoch gezeigt, daß man hinsichtlich der Legierungszusammensetzung sich nicht auf die Basis . Kupfer-Zink zu beschränken braucht, sondern auch andere Basis-Le- gierungen, wie z.B. Kupfer-Aluminium mit weiteren Zusätzen an Eisen, Nickel, Mangan' Silizium verwenden kann, wenn man nur darauf achtet, daß in der j3 -Grundmasse mit kubisch raumzentriertem Gitter ein o( -Gefügebestandteil in bestimmter Menge mit einem kubisch flächen- zentrierten Gitter eingelagert ist. Durch diese neue Erkenntnis ist es möglich, einen viel größeren Festigkeitäiireich det: Halbgen- i -#-ge mit einem breiteren Bereich des gleichbleibenden Reibungskoeffixienten zu verbinden. Weiterhin ergeben sich auch Möglichkeiten, die Bearbeitbarkeit und den Verschleißwiderstand aufeinander abzustimmen. Die Fachwelt war bisher der Ansicht, daß sich bei Kupferlegierungen die Bearbaitbarkeit beim Übergang aus dem ji -Gebiet in das r(-Gebiet verschlechtert. So gelten z.B. Kupferlegierungen mit reinem -Gefüge, wie z.B. Kupfer-Zink-Legierungen mit einem Zinkgehalt bis zu 30 ,$ sowie Hupfer- Aluminium-Legierungen mit einem Aluminiumgehalt bis zu 8 % als ausgesprochen schlecht bearbeitbar. Man er- hält sehr lange Späne, so daß solche Legierungen für die Automaten- bearbeitung ungeeignet sind. Diese Legierungen neigen auch zur Bil-dung einer Aufbauschneide. Die Verbesserung der spangebenden Bear- beitung wurde deshalb ausschließlich durch den Zusatz von Blei herbeigeführt. Ein hoher Bleigehalt macht jedoch die Werkstücke verhältnismäßig spröde und liefert keinen gleichbleibenden Reibungs- koaffizienten. ,Die Erfndung löst die Aufgabe" ZUG I@uapferllege,@. gegeaatändc herzustellen, die auf Reibung." Elle itung und VQrschlea bonaaprucht sind und einen gleichbleibendeneib@ngaP®effatn aufweisen zaüGaen dadurch, daß sie den Fachuaann die Regel ertglltdurch eine '-zuaktzliche Wärmebehandlung eim Gefüge zu erzemgon b5uo mit @voller Sicherheit zu erzielen, den überwiegend ano einem hmbinch raumzentrierten b -Bestandteil besteht" in .demƒzr@ungag:@eie -adelige r Form. "vz,°Auas-cheidungen. von 5 bsitr @q eingelagort cigdp Die Kupferlegierungen können .folgende- @@naa@denaet@ung auf-c,eisena

  Aluoimmium ' . y 1, - 12 Nickel ®9 o 6 , -

  eil.3

  Mangan

  Zink 0-- 45-

  Eise uä - _:

  0 2,5

  Silizium .

  Phospher .0 ® ®"

  Blei ° 3

  Zinn 0 q. 2

  -Rest

  betr@agemb Der Knpfetgehalt soll in der- Regel mehr alo 50` Als Beispiele für die ldgi:@ruäouuanannena@t@merm@ MG bei der er® fändungagemMen ,Behandlung-bGn®raderra: gute Eigenachaftcn errgobons seien die folge ndien gonammtd Oan 57,0 bis 59,0-e -Dl 1ä® bis lfl5n Sn Meiner alb ®9L"' IM LEGimer als 093; Ni 2,5 bis 390--D Iln 2"0 Mo 2,5u- 29 hloiäorr Glo 0"1g Si ?kleiner als Ofl2 s P hleInar alle 0,01,- Benötioc Ullaimor- a1ƒ 6,ä25,: -3-oot Zn.
• Cu 59"56s AIae@@DSpuarpoƒs StmD QimG Spur von ÜT#Q VA 3"70p cimo Spur von Nmmp g FG Op26a SA 0,15 Boot Zrmo - Cu gxUer als 81,0; Zn kleiner als 0,5; A1 9,4 bis 9,6; Sn kleiner `@ als 0,5; Pb kleiner als 0915; Ni 0,4 bis 0,6; Mn 2,5 bis 3,5; Fe 3,0 bis 4,0; 8i kleiner als 0,4; P kleiner als 0,01. 0* ungefähr 8160; Zn kleiner als 0,3; A1 9,8 bis 10,5; Sn kleiner als 0,#L; 1'b kleiner als 0,10; Ni 4,5 bis 5,2; Mn kleiner als 0,5; Fe 4,0 bis 5,0; 8i kleiner als 0,1;P kleiner als 0,01. CU nagefhhr 84; Zn kleiner als 0,3; Al 9,5 bis 10,5; Sn kleiner als 0,3'; Pb kleiner als 0910) Ni 2,5 bis 3,5; Mn kleiner als 0,5; Fe 2,5 bis 3f5; 8i kleiner als 0e1; P kleiner als 0,01e Bei den tergenanaten Legierungen wird die Aufgabe, eine bestimmte Cefügeaserdnudg zur Ersielusg eines gleichbleibenden Reibungakoeffiziesten und einer -verbesserten Bearbeitbarkeit zu erreichen, dadurch geliist, daß die Gegenstände nach dem Warnknotworgang einer Glühtemperatnr zwischen 200 sind 65OeC bei einer Dauer Fron 5 Minuten bis 12 Stunden unterwerfen werden, bis in den überwiegenden /3 -Gefige 'j bis 49 a@°-8eiüge aasgeschieden sind, Die Aasscheidung ist dabei vorzugsweise in nadeliger Form erwünscht. Die so erhaltenen äupferlegierxngen weinen einen optimalen Wert an Bearbeitbarkeit und gleichbleibenden Reibssgskoeffizienten auf. Es ist hierdurch miglich, auf den Bleigehalt ganz zu verzichten, obwohl erhöhter Bleigehalt in Gegenrats zu einer reinen a( -Messing- oder reinen -,glrrri@niast-Dre@tze hinsichtlich des Reibungekoeffisienten nicht schädlich ist. Die Werkstoffe für die ebesgenannten Gegenstände wie beispielsweise ßrnchronisierungsringe werden entweder aas dem GuBeaatand oder nach einer Vorverforrusg durch Strangpressea in Sahniedegesenken durch ein- oder mehrmaliges Unterren in die gewünschte Halbseugform gebucht und beschleunigt abgekählt. Diese Arhithlrsg kann ist ruhender oder bewegter matt Axt diese Weite entsteht ein Verkstäck, das praktisch ein reiner i _ .ifefige amfxiiqt. Den Werkstaft fehlt dopmach die gute Bearhsitbarkbite wie infolge der hohen gärte und . Sprödigkeit der t -Kristalle die apaagobeipden ä@erkseuge,.asch u@l-- -,i- stumpfen, Dieses bedingt eine fair ynchrenisierangsrings unbrguchbare Oberfläche, wodurch der Beibungskoefiisient nicht gloiehbleibend a -ein kann, Durch das..Gefgge stellt. stoh außerdem eine eichleoh## ` -to Kombination der verschiedenen FeutigkeiteVorte eine to wird zwar eine hohe Härte erzlelt, jedoch gleichzeitig, eine geringe Zdhidkeit, Hierdurch erhöht siech die Bauchgefehr, inskrsenalare- bei Dauerbeane= ,sprgchuug und bei feingliedrigen Badteilix mit. starken und: abrtiptan

  Qnerani,tteent0eschiedoma Die Ertimung git nunnekr die »440i e -

  daß au»ohleßend an dne Pressen die Verkettake uoob an xartbskaideit

  ede: @- 0@h flächenaeutrierte 0(.-riatalle In beonadoxar

  @rt@su ,.und Anordnung Aue nezdone da i* iaa .er*'bziObo

  erbeearu der Bearbeitarkaitaed gleichnoitig ein gleahblei:boxdere,buageboeffi@ie@a, eingestellt verdsn @ttt@n- Die =OliAdauer kann je nach der Temporeitur und.-der Zueansenaotsuä des üeiter*ng R weiten -.Gronsea sehwnnben und gollse - swio.oheä Nitnutsa und etwa 12 Standes liegen, Dis lebekand:Ung -kann snf erschtodene Art n*d ' . . Weise erfolgen., zu ist möglich,. sofort anschließend: an denaiuied@tTSr`sag die feile.. in einen Warhalteoäen oder eine gleichwertig* VorrieKUog zu briggen, die es ermöglicht, die sC -Ausscheidung IX der .gewünschten Yorit, --zu bewirken. Der Glüh® und »l&blungovor;apg iaßt sieb a*oh -rerfetl# haft in einem Darehlsufoten auafü@artp. Das eri'itduagsge@l@e vorfahren weist demnach den Vorteil auf, in einen weiten %giaruosabe^ reich die Glühtemperatur 'und @e safei.a absosti@i1@,

  daß entweder ein besondere hcaher Widerstand tote* ct@@i:D erlangt

  - wird, wobei eine etwao er®ahworte uearbeitbarbeit des WerIketoife in

  'Kauf genommen werden Iman, oder abor dad eino' Ises®ndero gute Fe-

  arbeitbarkeit auf Kooeen eines et-ua ZGrieretersohloigidersandeis

  erziolt vird4 Je nach. Wähl _ZQe@fo@tiF@a laäseu sich die je-

  eiaigmae®@n oc@ƒ aiiii au A?nzu@anoains@aa.

Claims (1)

1!.a t t nta R s.p r n c h Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen oder Halbfabrikaten, wie z.8. STnohrenisiernngsringen, die sich durch einen gleichrUigen Re%lrnngsbeivert, heben Verschleißwiderstand und gute Hearbeitbarkeit auszeichnen, ans einer der Legierungen aus über 50 % "Cut 0,1 bis 12 % 11, 0,1 bis 6 % Ni und 0,1 bis 14 % Nu, die noch bis 45 % Zn, 6 % Fe, 295 % Si, 0,5 ,% F, j % Pb, 2 ;i 8n enthalten können, durch G@@senkschmieden, dadurch se onuzeichnet, daß die in bekannter Weise mit praktisch reiner /3 -Aofüge hergestellten Verkstückt nach dem letzten iiarmvexformen 5 Minuten bis 12 Stunden bei Teirperatsren zwischen' 200 und 6540C,, geilebtsirtdl1s raeb einer vorherigen Abkühlung, geglüht werdest bin in den tbisviegewden /3 -8efüge 5 bis 49 % a' -Gefüge aungeschtedes sind.