DE2253690B2 - Messinglegierung mit verbesserter Zerspannbarkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Messinglegierung mit 57 bis 62%, vorzugsweise 57,5 bis 59,5% Kupfer, 1 bis 4%, vorzugsweise 1 bis 3% Blei, Rest Zink, mit verbesserter Zerspanbarkeit, besonders auf Automaten.

Bei der spanenden Bearbeitung von herkömmlichen Messinglegierungen mit 57 bis 62% Kupfer, 1 bis 4% Blei, Rest Zink, den sogenannten Automatenmessinglegierungen. werden durch den zunehmenden Einsatz von Drehautomalen immer höhere Anforderungen an deren Zerspanbarkeit, insbesondere im Hinblick auf eine erhöhte Werkzeugstandzeit, gestellt. Die Zerspanbarkeit wird entweder durch Angabe der Werkzeugstandzeit bei einer gegebenen Zerspanungsarbeit oder durch Angabe der Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit bei vorgegebener Werkzeugstandzeit gekennzeichnet. Die fortschreitende Rationalisierung zwingt dazu, nicht nur die Standzeit des Werkzeuges zu verbessern, sondern auch alle Möglichkeiten auf der Werkstoffseite zu nutzen, um Messinglegierungen für Automaten /u entwickeln, die neben den geforderten Festigkeitseigenschaften einen äußerst geringen Werkzeugverschleiß bzw. eine möglichst hohe Standzeit des Werkzeuges bewirken.

Zu diesem Zweck ist in der Praxis eine Automatenmessinglegierung bekannt (Kupfer Nr. 3 — 1972, S. Il bis 13), die sich in ihrer Zusammensetzung von der herkömmlichen Automatenmessinglegierung Cu 58 Zn 39 Pb 3 nur durch einen höheren Bleigehalt, nämlieh 4,25% an Stelle von 3,25%, unterscheidet. Durch eine Erhöhung des Bleigehaltes wird eine verbesserte Zerspanbarkeit erreicht, die in einer Erhöhung der Werkzeugstandzeit um das 2,5- bis 4fache bei gegebener Schnittgeschwindigkeit bzw. in einer Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit bis zu 33% bei vorgegebener Werkzeugstandzeit zum Ausdruck kommt. Der wesentliche Mangel dieser Mcssinglegierung besteht darin, daß ihre mechanischen Eigenschaften, insbesondere Festigkeit und Härte, verursacht durch den erhöhten Bleigehalt, ab.iehmen, so daß sie beispielsweise für die Herstellung von hochbelastbaren Maschinenelementen wie dünnwandigen Innengewindeteilen nicht mehr in allen Fällen gecginet ist.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 458 34'' ist ferner eine bleihaltige Messinglegierung bekannt, die zur Verringerung der Siliziumdioxyd- und Zinksulfideinschlüsse behandelt ist, wobei die Mcssinglegierung ein Reagenzmetall aus der Gruppe von wenigstens einer der folgenden Komponenten in der angegebenen Menge aufweist: Magnesium 0,01 bis 0,3%, Calzium 0,001 bis 0,05%, Natrium und/oder Kalium 0,0001 bis 0,0005% und Mischmetal! zu etwa 0 14%. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere die Zerspanbarkeit dieser Messinglegierung nicht besser ist als bei der üblichen Messinslegierung Cu 58 Zn 39

Pb 3. .

Es ist ferner eine Messinglegierung mit verbesserter Spanbarkeit, bestehend aus 60 bis 65% Kupfer. 0,5 bis 3,7% Blei, 0,01 bis 0,030% Magnesium, Rest Zink, bekannt! Auch diese Legierung ist trotz des gegenüber den bisher behandelten Legierungen höheren Kupfergehaltes hinsichtlich ihrer Zerspanbarkeit noch unbefriedigend.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Messinglegierung für Automaten zu entwickeln, die eine verbesserte Zerspanbarkeit aufweist und deren mechanische Eigenschaften, vorzugsweise Festigkeit und Härte, den von der Praxis geforderten Werten entsprechen. .

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Messinglegierung der Zusammensetzung

57 bis 62 % vorzugsweise 57,5 bis 59,5 % Kupfer

I bis 4 %
vorzugsweise 1 bis 3 % Blei

0,15 bis 0,20% Magnesium
0,15 bis 0,20% Zinn
Rest Zink

gelöst.

in der Zeichnung sind die bei den auf einem Drehautomaten durchgeführten Zerspanungsversuche gefundenen Ergebnisse für 7 Messinglegierungen bei einer konstanten Schnittgeschwindigkeit von 280 m min vergleichend gegenübergestellt. Im einzelnen wurden folgende Messinglegierungen untersucht:

a) Cu 58 Zn 39 Pb 3 mit einem Magnesiumgehalt von 0,16% und einem Zinngehalt von 0,15% gemäß der Erfindung.

b) Cu 58 Zn 39 Pb 3 mit einem Zinngehalt von 0,05 % und einem Magnesiumgehalt von 0,5 %.

c) Cu 58 Zn 39 Pb 3 mit einem Zinngehalt von 0,15 % und einem Magnesiumgehalt von 0,01 %.

d) Cu 58 Zn 38 mit einem Bleigehalt von 4,25%.

e) Cu 58 Zn 39 Pb3.

f) Cu 62 Zn 35 Pb 3 mit einem Magnesiumgehalt von 0,03%.

g) Cu 62 Zn 35 Pb 3 mit einem Magnesiumgehalt von 0,15% und einem Zinngehalt von 0,15% gemäß der Erfindung.

Die Bestimmung der Verschleißrichtwerte erfolgte nach einer radioaktiven Zerspanungs-Kurzzeitmethode. Hierbei wird das Werkstück mit einem in einem Reaktor aktivierten Werkzeug zerspant und die Strahlung der von dem aktivierten Werkzeug abgeriebenen Partikel, die zu über 90% auf den Spänen haften bleiben, gemessen. Die meßbare Impulsrate kann als relatives Maß für den Werkzeugverschleiß betrachtet werden. Dieses Verfahren stellt eine Integration über die einzelnen Verschleißmeßgrößen, wie Freiflächen- und Kolkversclileiß, dar. Es hat den großen Vorteil, daß die Versuche von sehr kurzer Dauer sind und mit werkstattüblichen Schnittgeschwindigkeiten durchgeführt werden können. Die Verschleißwerte sind deshalb direkt auf die Praxis übertragbar, was bei anderen Kurzprüfverfahren mit extrem hohen Schnittgeschwindigkeiten nur durch Extrapolation möglich ist.

Die vergleichende Gegenüberstellung der Verschleißrichlwerte zeigt eindeutig, daß die erfindungsgemäße

hinsichtlich

Messinglegierung hinsichtlich des Werkzeugverschleißes den zum Stand der Technik gehörenden Messinglegierungen für Automaten überlegen ist, ohne daß die von der Praxis geforderten mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.

Die Ergebnisse der Vergleichsversuche zeigen ferner, daß Magnesium und Zinn je für sich den gewünschten Effekt nicht bewirken, sondern nur, wenn beide EIe mente in den erfindungsgemäß angegebenen engen Eereichen vorliegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Messinglegierung mit verbesserter Zerspanbarkeit, besonders auf Automaten, bestehend aus 57 bis 62%, vorzugsweise 57,5 bis 59,5% Kupfer, 1 bis 4%, vorzugsweise I bis 3% Blei, 0,15 bis 0,20% Magnesium, 0,15 bis 0,20% Zinn und Rest Zink.