DE2040031A1

DE2040031A1 - Kupfer-Zinklegierung fuer druckdichte Gussstuecke

Info

Publication number: DE2040031A1
Application number: DE19702040031
Authority: DE
Inventors: Larsson Karl Olof
Original assignee: ALCUMA ESTABLISHMENT
Current assignee: ALCUMA ESTABLISHMENT
Priority date: 1969-08-18
Filing date: 1970-08-12
Publication date: 1971-03-11
Also published as: FR2058154A5; GB1272909A; DE2040031B2

Description

Es wird die Priorität der schwedischen Patentanmeldung Nr₀ 11 421/69 vom I8_e August 1969 in Anspruch genommen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kujfer-Zinklegierung zur Fertigung druckdichter Gußstücke, die durch verschiedene Gieß« und Preßverfahren herstellbar sind.

Seit langem ist eine große Anzahl verschiedener Kujfter-Zinklegierungen bekannte An diese Legierungen werden hinsichtlich einer oder mehrerer der folgenden Eigenschaften, wie beispielsweise hohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, gute Verschleißfestigkeit, Beständigkeit gegen Entzinkung, sowie gute Bearbeitungs-

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fähigkeit mit spanabhebendem Werkzeug gestellt.

Außer einer Anzahl Standardlegierungen sind auch mehrere Speziallegierungen entwickelt worden, wobei aber Jede dieser verschiedenen Legierungen nur einige der oben aufgezählten Eigenschaften aufweisen. Kennzeichnend für die verschiedenen bekannten Kupfer-Zinklegierungen ist auch, daß sie sich mehr oder weniger nur für ein oder höchstens zwei Herstellungs- und Bearbeitungsmethoden eigneno Anläßlich dessen sind die Hersteller verschiedenartiger Messingteile bisher gezwungen gewesen, verschiedene für Jede einzelne Gießart geeignete Legierungen für Spritzguß, Kokillenguß, Druckguß, Sandguß und zum Warmpressen auf Lager zu halten. Dies führt sowohl aus lagerungs- als auch herstellungstechnischen Gründen zu Komplikationen, und unrationeller Arbeitsweise»

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine Legierung zu schaffen, die sämtliche oben angegebenen Eigenschaften in sich vereint und die sich durch folgende Merkmale auszeichnet: ausgezeichnete Gießeigenschaft und daher für Spritzguß, Kokillenguß, Sandguß und Warmpressung von verwickelten Gußstücken mit unterschiedlichen Wanddicken geeignet»

Gute chemische Beständigkeit insbesondere gegen Seewasser und Witterungseinflüsse. Hohe Abnutzungsbeständigkeit· Gute Widerstandsfähigkeit gegen Korrosions- und Kavitationsangriffe.

Bisher wurde es für gänzlich unmöglich gehalten, eine Legierung zu schaffen, die sich für alle diese hauptsächlich vorkommenden Gießmethoden eignet, was auch die große Anzahl der verschiedenen

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auf dem Markt zu findenden Kupferlegierungen beweist. Die Hersteller von Messingeinzelteilen haben auch die Forderung gestellt, dass die aus Messing gefertigten Erzeugnisse bis zu einem Druck von etwa 20 kg/cm druckdicht sein sollen. Bisher herrschte jedoch die allgemeine Auffassung, dass derartige Legierungen keineswegs Aluminium enthalten dürfen, wenn druckdichte Gusstticke herzustellen sind. Es ist weiterhin bekannt, dass bereits so geringe Anteile Aluminium, wie z.B. 0,6$ bei Kokillenguss ein Schäumen verursachen. Es ist allerdings auch bekannt, dass geringe Anteile Aluminium in KupferIegierungen zu besserer Giessbarkeit führen, aber andererseits wird von autoritativer Stelle behauptet^ dass Aluminium und Silizium aus technologischen Gründen nicht gleichzeitig in ein und derselben Legierung vorhanden sein dürfen. Da aber Silizium in diesem Zusammenhang sehr wertvolle Eigenschaften besitzt, will man von diesem Stoff nicht absehen.

Ein Beispiel einer Zusammensetzung, bei der oben erwähnte vorteilhafte-! Eigenschaften festgestellt werden konnte.ist folgende Legierung die aus:
Kupfer 6355

Blei 2% . . '

Nickel 0,5Ji ' " ' '

Mangan 0,5? ■

Aluminium 0,3ί
Silizium 0,75?
Zinn 0,5#
Antimon 0,05JC
Zink Rest besteht.

Es hat sich erwiesen, dass diese Legierung unabgesehen ihres Gehaltes an Aluminium und Silizium den Forderungen auf Druckdichtheit nachkommt, und sich erstaunlicher Weise für sämtliche gewöhnlich vorkommenden und oben.erwähnten Giessmethoden eignet, sowie ausserdem besonders gute übrige Eigenschaften besitzt, wobei hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, sowohl gegen Erosionskorrosion als auch Entzinken, beibehalten bzw. sogar verbessert werden konnte.

Vorgenommene Proben an 14 mm starken Probestäben hergestellt nach der erfindungsgemässen Legierung haben zu folgenden, sehr guten Endergebnissen geführt:

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Streckgrenze (0,2JO = 19 kp/mm

p/mm
P

Bruchgrenze = 37,^ kp/mm

Ziehbarkeit bei 70 mm Messlänge = 12,62 Kontraktion = 152.

Die Bestandteile der erfindungsgemässen Legierung können, wie durch Versuche ermittelt wurde, innerhalb bestimmter Grenzen verändert werden, ohne dass ihre vorteilhaften Eigenschaften verloren gehen. Als Grenzwerte für die verschiedenen Bestandteile wurden die folgenden ermittelt: Kupfer 62 - 652
Blei 1 - 32
Nickel 0,2 - 0,82
Mangan 0,2-0,82
Aluminium 0,1-0,62
Silizium 0,3 - 1,02
Zinn 0,2 - 1,02
Antimon 0,02 - 0,22
Zink Rest.

Es wurde bei Kokillenguss eines schwierigen Armaturteiles in Massenfabrikation festgestellt, dass es bei Verwendung eines üblich empfohlenen Kokillenmessings zu einem Ausschuss von etwa 502 infolge undichter Einzelteile führte, während es sich bei Verwendung der erfindungsgemässen Legierung zeigte, dass der Ausschuss aufgrund undichter Gusswaren bis unter 72 herabsank. Dieses sehr gute Ergebnis ist zurückzuführen auf die gute Giesbarkeit der Legierung, wodurch die Gefahr der Lufteinschliessung und des Auftretens von Oberflächenschäden weitgehend ausgeschlossen werden konnte.

Die Legierung gemäss der vorliegenden Erfindung kann aufgrund ihrer oben beschriebenen Eigenschaften und der Möglichkeit, Gusstücke aus dieser Legierung durch verschiedene Giess- und Bearbeitungsverfahren herzustellen, zur Fertigung sämtlicher einem Armatursystem zugehörigen Einzelteile verwendet werden. , Hierdurch werden noch weitere Vorteile gewonnen indem die Gefahr einer galvanischen Korrosion zwischen den verschiedenen Einzelheiten beseitigt ist. Da nur eine einzige Legierung auf Lager gehalten werden braucht, ist es auch möglich die Herstellungs- · kosten wesentlich herabzusetzen. Durch die Möglichkeit, nur eine

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einzige Legierung zu verwenden, wird verhindert, daß aus verschiedenen Legierungen bestehende Armaturenteile verwechselt werden, was bisher ein Problem war, da es für einen Nichtfachmann schwierig, um nicht zu sagen, unmöglich war, zu beurteilen, aus welchem Material und durch welches Verfahren ein gewisses Armaturenteil hergestellt ist.

Durch verschiedene Herstellungsverfahren erhaltene Abfälle (Schrot, Späne usw.) werden gewöhnlich umgeschmolzen, und es ist hierbei erwünscht, daß die Abfälle verschiedener Zusammensetzung bei der Umschmelzung nicht miteinander vermischt werden, da es schwierig sein kann, der Schmelze die erwünschte Zusammensetzung zu erteilen. Aus diesem Grunde war man bisher zu kostspieligem Hantieren der Abfälle gezwungen. Durch die Erfindung ist eine Legierung geschaffen, welche sich für die meisten vorkommenden Herstellungsverfahren eignet, wodurch das Problem mit der differentierten Abfallhantierung ausgeschalten ist.

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Claims

Professor Dr.-Ingo

Robert M e 1 d a u C

Dipl.-Ing. _Ä ,,„

Gustav Meldau ^A ^'

- Patentanwälte -

Gütersloh

Carl-Bertelsmann-Str.

Patentansprüche

l_e Kupfer-Legierung für druckdichte Gußstücke, dadurch gekennzeichnet, daß aie aus

Kupfer 62 - 65 % Blei 1 - 3 % Nickel 0,2 - 0,8 % Mangan 0,2 - 0,8 % Aluminium 0,1-0, 6 Jf Silizium 0,3 - 1,0 % Zinn 0,2 - 1,0 % Antimon 0,02 - 0,2 % Zink Rest besteht»

2. Kupfer-Zinklegierung 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, % daß sie aus % Kupfer 63 i Blei 2 % Nickel 0,5 jf Mangan 0,5 jf Aluminium 0,3 Jf - 2 - Silizium 0,7 811/1360 Zinn 0,5 09

-χ?

Antimon 0,05 % Zink Rest besteht.

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