DE2253994A1 - Kupfer-eisen-legierung fuer elektrische leiter - Google Patents

Kupfer-eisen-legierung fuer elektrische leiter

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DE2253994A1
DE2253994A1 DE19722253994 DE2253994A DE2253994A1 DE 2253994 A1 DE2253994 A1 DE 2253994A1 DE 19722253994 DE19722253994 DE 19722253994 DE 2253994 A DE2253994 A DE 2253994A DE 2253994 A1 DE2253994 A1 DE 2253994A1
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H01B1/026—Alloys based on copper
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Description

VEREINIGTE DEUTSCHE MfiTALLWERKE -Frankfurt (M), 3.11.1972
Aktiengesellschaft DrQ/GKp 6 Frankfurt (Main)-Heddernheim . 2253994
Zeilweg
Prov. Nr. 7074 V - .
Kupfer-Eisen-Legierung für elektrische Leiter
Die Erfindung betrifft eine Kupfer-Eisen-Legierung mit höherer elektrischer Leitfähigkeit und größerer Zugfestigkeit.
Für die Bedeutung des Kupfers in der Elektrotechnik ist seine hohe elektrische Leitfälligkeit bestimmende Btir viele Verwendungszwecke ist jedoch reines Kupfer wegen seiner vergleichsweise niedrigen Zugfestigkeit ungeeignet. Um die Festigkeit von Kupfer zu erhöhen, sind neben einer Wärmebehandlung auch zahlreiche Legierungszusätze vorgeschlagen worden. Durch die Legierungszusätze wird allerdings die elektrische Leitfähigkeit des Kupfers nicht unerheblich beeinträchtigt. Der Fachmann ist deshalb bestrebt, einen optimalen Kompromiß zwischen elektrischer Leitfähigkeit einerseits und Zugfestigkeit andererseits von Kupferlegierungen, die für elektrische Leiter verwendet werden, herzustellen.
Mittlere mechanische Festigkeiten und gute elektrische Leitfähigkeiten können durch verschiedene Kupferlegierungen entweder durch Mischkristallverfestigung oder durch Ausscheidungshärtung erzielt werden. In neuerer Zeit ist eine Reihe von Legierungen mit höheren elektrischen Leitfähigkeiten als die von binären Kupferlegierungen, jedoch mit entsprechender Zugfestigkeit entwickelt worden. Neben Kupfer mit 0,03 % Mangan und 0,03 % Zirkonium; Kupfer mit
— 2 -
409820/0484
0,25 % Chrom, 0,10 % Zirkonium und 0,04 % Mangan; Kupfer mit 0,01 bis 0,12 % Magnesium, 0,04 bis 0,08 % Phosphor und mindestens 0,04 % Silber und Kupfer mit 0,04 bis 0,10 % Zirkonium und 0,01 bis 0,03 % Phosphor (Elect. Rev., London 188, 1971» S. 477 bis 481) ist insbesondere aus der US-PS 3 039 867 eine Kupferlegierung mit hoher Leitfähigkeit und Zugfestigkeit mit der Zusammensetzung 2,0 bis 3t0 % Eisen, höchstens 0,04 % Phosphor, Rest Kupfer, bekannt. Kupferlegierungen dieser Zusammensetzung haben im Ausgangszustand eine Zugfestigkeit von ca. 50 kp/mm und eine elektrische Leitfähigkeit von ca. 35 m/ mm . Diese Legierungen werden vorzugsweise zu Knüppeln üblicher Größe vergossen und dann auf die übliche Stärke herabgewalzt. Nach der Wärmeverformung kann man die Knüppel einer Lösungsglühung unterwerfen. Hierauf wird die Kupferlegierung zur Erhöhung ihrer elektrischen Leitfähigkeit bei niedrigerer Temperatür geglüht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine in ihrer elektrischen Leitfähigkeit und Zugfestigkeit verbesserte Kupfer-Eisen-Legierung zu entwickeln, die keine unerwünschte Grobkornbildung während des Glühens aufweist, und bei der die Werte für Leitfähigkeit und Zugfestigkeit über einen relativ großen Temperaturbereich wenigstens bis 6000C bei kurzen Glühzeiten nicht wesentlich absinken.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Kupfer-Eisen-Legierung gelöst, die neben 1,5 bis 3,5 Gew.% Eisen noch 0,01 bis 0,1 Gew.# Zirkonium und die üblichen Verunreinigungen enthält. Der bevorzugte Eisengehalt beträgt 1,8 bis 2,9 Gew.%.
Eine ähnlich gute Wirkung hinsichtlich elektrischer Leitfähigkeit und Zugfestigkeit wird erreicht, wenn das
- 3 -409820/0484
Zirkonium in gleicher Menge durch Magnesium oder Beryllium ersetzt ist.
Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellt und näher erläutert:
Um den Einfluß der verschiedenen Legierungselemente zu bestimmen, wurden folgende vier Legierungen in einem elektrisch beheizten Widerstandsofen erschmolzen. Die erste Legierung gehört zum Stand der Technik, während die Legierungen 2 bis 4 die Erfindung darstellen.
Nr. Fe P Mg Be Zr Cu
1 2,38 0,04 - - - Rest
2 2,25 — — — 0,01 tt
3 2,28 — - 0,024 - It
4 2,25 - 0,01 - • - tt
Die Legierungen wurden nach dem Gießen zu etwa 30 mm starken Platten bei einer Temperatur von 900 bis 95O°C auf 10 mm warmgewalzt, dann an der Luft abgekühlt, danach auf 1,8 mm kaltgewalzt und anschließend sechs Stunden bei 4800C zwischengeglüht. Die Endabwalzung betrug 40 %. Die Zugfestigkeits- und elektrischen Leitfähigkeitswerte wurden sowohl für den Ausgangszustand wie für den Zustand nach einer 1 1/2-stündigen Glühung bei 3000C, 35O°C, 5000C und 5500C ermittelt und mit den entsprechenden Werten der zum Stand der Technik gehörenden Kupfer-Eisen-Legierung verglichen.
Ausgang
(kp/mm )		 a: - > 300c
kp/mm		 K 2
m/fitmm 		350°
iCp/imn TtXf1TIt TCiVCi 		35,0
39,0
38,5
36,0
CuFe2P
CuFeZr
CuFeBe
CuFe2Mg		 49,0
51,0
51,0
59,0		 34,0
38,0
37,5
34,0		 49,0
51,0
51,0
58,0		 34,5
38,5
38,0
36,5		 ■ 49,0
50,5
50,5
57,0		 - 4 -
4 0< 3820/0484
Ausgang m/O mm kp/mm 500° 550° X, 2
ra/T?mm
Φ 2
(kp/mm )		 34,0 40,5 2 2
m/Timm		 kp/mm 33,0
CuFe2P 49,0 38,0 45,5 41,3 355,5
CuFeZr 51,0 37,5 42,5 44,4 35,0
CuFeBe 51,0 34,0 42,0 41,3 33,0
CuFe2Mg 59,0 41,4
35,5
38,5
38,5
36,5
Eine vergleichende Gegenüberstellung der Werte für die elektrische Leitfähigkeit und für die Zugfestigkeit zeigt, daß die entsprechenden Werte der erfindungsgemaßen Legierungszusammensetzung gegenüber der zum Stand der Technik gehörenden Kupfer-Eisen-Legierung verbessert werden konnten.
Patentansprüche
409820/0484

Claims (1)

  1. 7.253994
    PATENTANSPRÜCHE
    1) Kupfer-Eisen-Legierung mit höherer elektrischer.Leitfähigkeit und größerer Zugfestigkeit, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung 1S5 bis 3»5 Gew.% Eisen, 0,01 Ms 0,i' Gew.% Beryllium^ Rest Kupfer.
    2) Kupfer-Eisen-Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Beryllium durch Magnesium ersetzt ist.
    3) Kupfer-Eisen-Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Beryllium durch Zirkonium ersetzt ist.
    40 98 20/04 8
DE19722253994 1972-11-04 1972-11-04 Kupfer-Eisen-Legierung für elektrische Letter Ceased DE2253994B2 (de)

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