DE1758122A1

DE1758122A1 - Kupferlegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1758122A1
Application number: DE19681758122
Authority: DE
Inventors: Mclain Charles D
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1967-06-26
Filing date: 1968-04-05
Publication date: 1971-01-14
Also published as: GB1188425A; DE1758122C3; FR1569524A; DE1758122B2

Description

HISABBTH JUNG ^ ^ ^ 8122

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* 5. APR. 1968 648 953

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«•v Bewwt, Conoeetleut,, Y.st.A,

"Kupferlegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung"

Prioritäta 26. Juni 1967, V.St.A· Annelde-Ir.: 648 953

Bekanntliofa tat Kupfer ein ausgeseiohnetar elektrischer Leiter. 2*hlreiobe LegierungaauBötze wurden vorgeschlagen, um die PeatigkeiteaigtmedbuaXten τοη Kupfer eu erhöhen. Auf diese Weise wird jedoch dl« elektrieohe Leitfähigkeit des Kupfers erheblich rtraiadert. Be Let datier erwünscht, Kupferlegierungen alt hoher elektrischer Leitfähigkeit und gleichzeitig erhöhter restigkelt tür su

Aue der ÖSA- hifctnfcM^Juvl^fe \ 01'·) βΓ>7 λ IwI KupficliigLotnin^wn alt; »leitri >&α· i .u.'.'J- ι..·» ι h f'ini.,k«I.i ' lm-.»rί·^ι ^mI vtiu

Diese Legierungen enthalten 2,0 bie 3,0 ^ KLsen, höohatene 0,04 $ Phoephor, fleet Kupfer und übliche verunreinigungen. Legierungen der bevorsugten ZuaaJBtteneetaung keimen eine XACS-LeItfähigkeit von etwa 70 Jt und gleichseitig eine Zugfestigkeit von 5515 kp/ua aufweisen. Diese Legierungen werden vorsugsvelse au Knüppeln Üblicher QrBaee vergoeeen und auf Ubliohe Stärken heruntergevalat. Bereite duroh Varmforaigebung läset aioh daa Bio en la Kupfer lösen. Haoh der Warmformgelning kann uan den Knüppel einer Lösungeglühbehandlung unterwerfen. Hierauf kann man die Legierung but Erhöhung ihrer elektrischen Leitfähigkeit bei niedrigerer Temperatur glUhen. SohlIeesIioh wird die Legierung duroh K altwalaen oder -Bienen auf die Eaadetärke gebracht.

Sie Brflndung beaweckt ea, neueι verbeeeerte eisenhaltige Kupferlegierungen fur Verfügung au stellen, die eioh duroh hohe elektrieohe Leitfähigkeit und gleichzeitig hohe Pestiglcei tee igen -sohaften ausseiohnen, deren physikalische eigenschaften nach den Olühen nioht stark variieren, die selbst in Gegenwart geringer Mengen an Verunreinigungen unterschiedliche Festigkeiten aufgrund unterschiedlicher Wärmebehandlung annehmen können, und die sich billig und auf technisch einfache Weise herstellen lassen.

Gegenstand der Erfindung Leb eine Kupferlegierung, die L,? bl ■ 3,5 ?ί Bisen, 0,01 bis 0,15 # Mangan, gegebenenfalls 0OL öle 0,LO i Phosphor, gegebenenfalls 0 05 bis 0,20 ^ Zink, gegstenmfalle bio 2SU 0,LB i» SLUolum, gegebenenfalls bis au 0,OT £ A'umLnL'im lib at iupfwr und Üblich» Verunreinigungen oi;t.;iäLt, Inn· h')-n>r ί-//ί, SJ .:vi:v.;-iih:\lt i:>;fcrKj£i: i β bit» 2,9 i>. dar bsv^r-¹SiV;te

3/0334

. BAO ORIGINAL

Legierungen der Erfindung, die Phosphor enthalten^ sollen 0,03 bis OjXO $ Mangan enthalten, solche die Zink enthalten 0,03 - 0,12 $> Mangan,. Wenn sowohl Phosphor als auch Zink in der Legierung enthalten ist, soll der Mangangehalt 0,03 bis 0,08 $> betragen? wobei der Phosphorgehalt zwischen 0.01 und 0_r08 i> und der Zinkgehalt zwischen 0,05 und 0_fI5 ί> liegen soll.

Die Legierungen der Erfindung sind durch zahlreiche unerwartete und überraschende Eigenschaften gekennzeichnet«, Z₁B, ist die

Leitfähigkeit
elektrische'der Legierungen wesentlich verbessert. Es lassen sich nämlich IACS Leitfähigkeitswerte von über 70 % leicht erhalten, Ausserdem haben die Legierungen der Erfindung ausgezeichnete Wärmebehandlungseigenschaften und die Fähigkeit, aufgrund unterschiedlicher Wärmebehandlungen unterschiedliche Festigkeitswerte annehmen zu können* Ausserdeia erreichen die Legierungen der Erfindung hohe Festigkeitswerte im kaltgewalzten Zustand (mit kaltverformtem Gefüge). Die hohe elektrische Leitfähigkeit der erfindungsgemässen Legierungen ist begleitet von ausgezeichneten Zugfestigkeitseigensohaften in geglühtem Zustand in der Größen-

ρ
Ordnung von 3867 kp/cm , Die Festigkeit und d:.e physikalischen .

Eigenschaften der Legierungen der Erfindung variieren bei geringem Gehalt an Verunreinigungen nur unwesentlich.

Eür die guten und überraschenden physikalischem Eigenschaften der legierungen der Erfindung sind die Prozentberuiche insbesondere der obligatorischen Legierungafsusätise wichtig.

009883/083A

Die Eigenschaften der erfindungsgem&ssen Legierungen lassen sich in einem weiten Bereich von Verarbeitungsbedingungen gegenüber herkömmlichen Legierungen verbessern. Eine spezielle Verarbeitung hat natürlich auch Änderungen der Eigenschaften zur Folge.

Die Art des Gusses der Legierung 1st nicht besondere kritisch, es können herkömmliche Giessmethoden für diese Legierungen verwendet werden, jedoch sollen höhere Temperaturen angewendet werden» um das Eisen in Lösung zu bringen. Vorzugsweise wird die Legierung zu Knüppeln üblioher Grosse vergossen, die ansohlieesend einer Warmformgebung unterworfen werden, z.B. gewalzt werden.

Naoh dem Giessen soll die Legierung bei erhöhter Temperatur, d.h. zwischen 800 und 1050⁰C, vorzugsweise bei etwa 95O⁰C warmgewalzt werdenο Ansohliessend wird die Legierung mit zwisohengeschalteten Glühstufen bei 4-00 bis 600⁰O, und Haltezeiten von mindestens 2 Stunden kaltgewalzt,, wobei bei jedem Stich eine Stärkenverminderung von vorzugsweise mindestens 50 £ durchgeführt wird. Es können längere Haltezeiten angewendet werden, um die elektrische Leitfähigkeit der Legierung zu verbessern. Kontinuierlich stranggeglühtes Bandmaterial oder Walzgut nimmt ebenso gute Festigkeitseigensohaften an, wie im Beil-Ofen geglühte· Material, doch ist die elektrische Leitfähigkeit nicht so hoch. Zur Entwicklung von sowohl hoher Festigkeit als auch hoher elektrischer Leitfähigkeit naoh dem Glühen,soll daher das Pertlgglühen und vorzugsweise das Glühen im Verfahren ohargenweise durchgeführt werden und herkömmliches Ofenglühen angewendet werden, z.B. Glühen Im BeIl-Ofen.

009883/0834

BAD ORIQtNAL

Die spezielle und bevorzugte Verarbeitung der erfindungsgemässen Legierung ist in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung

(u.Z.: D 027ϊ USSN 648 742) erläutert.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Legierungen wurden auf folgende Weise hergestellt. Sehr reines Kupfer und sehr reines Eisen wurden in einem Niederfrequenz-Induktionsofen unter einer Holzkohlenschicht bei etwa 1200⁰C geschmolzen. Etwa 10 $> der Kupferbesehiokung wurde zurückgehalten. Die Schmelze wurde geringfügig auf etwa 1300⁰C überhitzt, um das Eisen in Lösung zu bringen. Sehr reine Legierungszusätze wurden zugegeben, sobald die Schmelze eine Temperatur von etwa 1300⁰C erreicht hatte. Danach wurde der Rest des Kupfers zugeschlagen und die Schmelze auf die Gießtemperatur von etwa 1200⁰C gebracht. Hierauf wurde die Schmelze mit einer Gießgeschwindigkeit von 54,1 cm/Minute in eine wassergekühlte Kokille mit den Abmessungen 73 x 12,7 x 244 cm gegossen. Die auf diese Weise erhaltenen Legierungen hatten folgende Zusammensetzung}

	Eisen	Tabelle I	Mangan	Kupfer
Legierung	2,4 i	Phosphor	0,12 Jf	liest
1	2₅3 j	-	-	Best
2		0,03 t
(USA-Patent 3 039 867)

009883/0834

Beispiel 2

Die gemäSB Beispiel 1 hergestellten Legierungen 1 und 2 wurden folgendermassen verarbeitet. Die Legierungen wurden bei 900 bis 94O⁰C warmgewalzt und danach durch Aufsprühen von Wasser auf Raumtemperatur abgeschreckt· Anschliessend wurde das Material auf 2,5 mm kaltgewalzt, im Beil-Ofen 1 bis 4 Stunden bei 480 bis 60O⁰C geglüht, auf 1,27 mm kaltgewalzt, im Beil-Ofen 1 bis 3 Stunden bei 460 bis 480⁰C geglüht, auf 0,635 mm kaltgewalzt und 1 bis 3 Stunden im Beil-Ofen bei 440 bis 480⁰C geglüht.

Ansohlieseend wurden die Legierungen auf ihre physikalischen Eigenschaften untersucht· Die Ergebnisββ sind in Tabelle II zusammengestellt:

	Streckfestig- keij, ki>/cm	Tabelle II	Dehnung, *	lACS-Leit- fähigkeit, %
Legie rung	1 955 1 624	Zugfestig keit, kü/om	23,0 27,5	72,2 75,5
1 2	4 289 3 522

Aus dieser Tabelle geht hervor, dass die Legierung 1 der Erfindung bei vergleichbarer elektrischer Leitfähigkeit eine höhere Festigkeit besitzt als die bekannte Legierung 2.

009883/0834 Bad original

Claims

Patentansprüche

Io Kupferlegierung enthaltend 1,5 bis 3,5 # Eisen, 0,01 "bis 0,15 i> Mangan, gegebenenfalls 0,01 bis 0,10 # Phosphor, gegebenenfalls Oj05 bis 0,20 fi Zink, gegebenenfalls bis zu 0,18 # Silicium_t gegebenenfalls bis zu 0,07 $> Aluminium, Rest Kupfer und übliohe Verunreinigungen.

2„ Kupferlegierung nach Anspruch l_f enthaltend l_f8 bis 2,9 $ Eisen»

3, Kupferlegierung nach Anspruch l_c enthaltend 0_f04 bis OfIO $> Mangan.

4ο Kupferlegierung nach Anspruch 1, enthaltend 0,01 bis O_nIO-# Phosphor urd O₅O3 bis 0,10 # Mangan.

5; Kupferlegierung nach Anspruch 1, enthaltend 0,05 bis 0_c20 # Zink und 0,03 - 0,12 $> Mangan.

6ο Kupferlegierung nach Anspruch 1, enthaltend 0,01 bis 0,08 # Phosphor, 0,05 bis 0,15 $> Zink und 0,03 biß 0,08 56 Mangan.

7. Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Legierung bei 900 bis 1 050 C warmwalzt„ danach mit zwischengeschalteten GlUhstufen bei 400 bis 600°C und He.Ltezeiten von mindestens 2 Stunden kaltwali.t, wobei bei jedem Stiuh eine Stärkenverminderung von mindestens 50 36 durchgeführt wird.

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BAD