DE2335894A1 - Aluminiumlegierung - Google Patents
AluminiumlegierungInfo
- Publication number
- DE2335894A1 DE2335894A1 DE19732335894 DE2335894A DE2335894A1 DE 2335894 A1 DE2335894 A1 DE 2335894A1 DE 19732335894 DE19732335894 DE 19732335894 DE 2335894 A DE2335894 A DE 2335894A DE 2335894 A1 DE2335894 A1 DE 2335894A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- aluminum
- silicon
- beryllium
- copper
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
Description
Anmelder: BRUSH WELLMAN, INC.
17876 St. Clair Avenue, Cleveland, Ohio 44110, USA
Aluminiumlegierung
Aluminiumlegierungen mit hohem Siliziumgehalt sind bekannt. Ein typisches Beispiel für eine solche Aluminiumlegierung
ist z.B. in der US-Patentschrift 2 380 173 und in der US-Patentanmeldung 185 440 vom 30.9.1971 "beschrieben. Sehr oft
werden durch die Einführung von Stoffen, die die Teilchengröße
vermindern, andere wertvolle Eigenschaften aufgegeben. Auch können Produkte, die für einen bestimmten Zweck zugegeben
werden, andere wünschenswerte Eigenschaften nachteilig beeinflussen. Die Aufrechterhaltung .der relativ hohen Frisch-
409816/0709
gußhärte ist insbesondere bei der Herstellung von solchen Formen wichtig, die durch feine Details, wie bei der Wiedergabe
von Holzstrukturen, gekennzeichnet sind. Die Wiedergabefähigkeit
von Einzelheiten einer Gußform hängt jedoch nicht nur von der Härte, sondern auch von'der Fähigkeit der Legierungen
ab, feine*Details wiederzugeben. Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine leicht
gießbare Aluminiumlegierung zu schaffen, die eine gute Reproduzierbarkeit
einer Form ergibt und eine Frischgußhärte (as-cast hardness) von RE 95 und mehr hat."Diese Legierungen
sind insbesondere bei der Herstellung von solchen Formen geeignet, die zur Schaumverformung von Kunststoffen zur Herstellung
von Möbelteilen mit simulierter Holzstruktur und zur Entwicklung wünschenswerter Eigenschaften nach Unterwerfung
einer nachfolgend im einzelnen beschriebenen Wärmebehandlung dienen. Die Härte dieser Legierungen sowohl bei
Zimmertemperatur als auch nach einer Hitzebehandlung unterhalb 1000° F (538° C) ergibt ein Produkt, das eine ausgezeichnete
Widerstandsfähigkeit bei Verformungsvorgängen hat, die bei Temperaturen im Bereich von 300 bis 500° F (148 bis 162° C)
liegen. Die Legierungen sind von geringem Gewicht und bringen daher ein größeres Volumen pro Kosteneinheit und sind bei den
Verformungsvorgängen leichter zu transportieren und zu 'handhaben. Die erfindungsgemäßen Legierungen hängen nicht von
dem Einsatz irgendwelcher Nickelbestandteile ab, wie es in dem in der vorerwähnten US-Patentanmeldung 185 440 beschrie-
409816/07Ü9
233S894
benen Fall zutrifft. Die Bestandteile der erfindungsgemäßen Legierung sind genügend preiswert, so daß die Kosten für die
Hersteller von Kunststoffοrmen und für Kunststoff verformer
tragbar sind. Die Erreichung von Härtegraden im Bereich von R-r. 95 ohne "Wärmebehandlung ist deshalb günstig, da hierdurch
ein kostenverursachender Verfahrensschritt vermieden wird und außerdem das Risiko der Deformierung oder Oxydation eines
Fertigteils ausschließt.
Kurz gesagt "betrifft die vorliegende Erfindung eine Aluminiumlegierung,
die durch eine hohe Frischguß- oder Anfangshärte gekennzeichnet ist. Die erfindungsgei^äßen Legierungen bestehen
aus 8 bis 13 % Silizium, 1,5 bis 5,0 % Kupfer, 5,0 bis 8^0 %
Zink, 0,5 bis 1,5 % Magnesium, 0,01 bis 0,20 % Beryllium, 0,01 bis 0,30 % Titan, Spurenmengen an Verunreinigungen und
die Restmenge auf 100 % an Aluminium. Die vorliegende Erfindung
betrifft auch eine gegossene Aluminiumlegierung der vorstehenden Zusammensetzung, die bei einer Temperatur im
Bereich von 538 bis 705° C vergossen wurde und dadurch thermisch konditioniert wurde, daß sie 8 bis 24 Stunden bei einer
Temperatur oberhalb 482° C, und vorzugsweise oberhalb 502° C mit Lösung behandelt wurde, sodann von der Lösungsmittelbehandlungstemperatur
mit Wasser, siedendem Wasser, öl oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit abgeschreckt und für
1 bis 24 Stunden bei einer Temperatur im Bereich von 148 bis 316° C, vorzugsweise 148 bis 232° C gealtert wurde.
4098 16/0 7 09
" 4- 2336834
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf solche Aluminiumlegierungen,
die mindestens 70 % Aluminium enthalten. Der Begriff "Aluminium", wie er hier verwendet wird, bezieht
sich auf das Metall, wie es kommerziell hergestellt wird und das somit geringfügige Verunreinigungen enthält j der
Begriff bezieht sich jedoch auch auf das reine Metall. Soweit in den nachfolgenden Patentansprüchen ausgeführt wird, daß
die Restmenge der Legierung "Aluminium" ist, wird hierdurch zum Ausdruck gebracht, daß von der vorliegenden Erfindung
auch solche Legierungen umfaßt v/erden, die noch andere Elemente enthalten, welche die angegebenen Eigenschaften nicht
nachteilig beeinflussen, einschließlich der üblicherweise mit Aluminium verbundenen Verunreinigungen. Der Ausdruck
"Spuren", wie er hier verwendet wird, umfaßt Mengen von 0,005 bis 0,5 Gew.^.
Ein spezielles Beispiel für eine erfindungsgemäße Legierung
ist ein Produkt der folgenden Zusammensetzung. Es wird hergestellt in Schmelze in einem Induktionsofen an der Luft bei
einer Temperatur im Bereich von 649 bis maximal 788° C:
4098 16/U7Ü9
233b894
Silizium 10,38 %
Kupfer 2,56 %
Magnesium ■ ' 0,63 % Zink ' 7,26 %
Beryllium 0,12 %
Titan 0,08 %
Aluminium Rest auf 100 %
Die vorstehend aufgeführten Metalle werden in einem Induktionsofen
an der Luft bei einer Temperatur geschmolzen, die 788° C nicht übersteigt. Wird diese Legierung bei 677 C in eine
Graphitform gegossen und natürlich gealtert, hat sie eine Härte von Rg (Rockwell E) von 95. Die Brinell-Zahl bei 500 Kg
ist 113; die Bruchfestigkeit beträgt 35 000 KSI (Kilogramm pro Quadrat-Inch); die Tragfähigkeit bei 0,2 % Schränkung
beträgt 32 000 KSI; die prozentuale Dehnung beträgt 1,0 %\
die prozentuale IACS-Leitfähigkeit beträgt 21. Nach Lösungsbehandlung für 16 Stunden bei 502° C, Abschreckung in Wasser
und Alterung für 16 Stunden bei 171° C zeigte diese Legierung eine Rockwell Ε-Härte von 105, eine Brinell-Härte bei 500 Kg
in Höhe von 130, eine Bruchstärke von 48 000 KSI, eine prozentuale Dehnung von 0,5 % und eine prozentuale IACS-Leitfähigkeit
von 25. Beim Verguß in eine Siliziumform ist die
0 9 8 1 6 / U 7 U 9
Reproduzierbarkeit eines Holzfaserbildes vergleichbar mit der der erheblich teureren, 2 % Beryllium enthaltenden Kupfer-Beryllium-Legierungen.
Die Zugabe des Berylliums in den erfindungsgemäß sehr geringen Mengen läßt die Legierung
sauberer und flüssiger erscheinen und gibt Einzelheiten der Vorlage verbessert wieder.
Zusätzliche Beispiele ergeben sich aus der folgenden Tabelle:
Härte (R£)t
Beispiel Cu Si Mg Zn Be Ti. natürlich
gealter
2 2,20 10,18 0,61 6,50 0,12 0,16 . 96
3 2,22 10,14 0,59 6,80 0,13 0,16 95.
4 3,90 9,82 0,50 8,16 0,14 0,11 99
5 2,88 10,29 0,64 6,75 0,18 0,16 99
Die erfindungsgemäßen Rohlegierungen können in an sich bekannter Weise hergestellt werden. So können die Bestandteile
in ihrer Elementenform in der Schmelze an Luft bei Temperaturen im Bereich von 649 bis 816° C in einem Induktionsofen
oder in einem mit Gas beheizten Ofen mit mechanischer Rührung vermischt werden. Oft ist es zweckmäßig, die Elemente in
Form von Gemischen aus 2 oder mehreren der Bestandteile zuzufügen, in denen die Konzentration höher als in der endgültigen
Legierung ist, wobei bei Anwesenheit von 2 oder mehr
Bestandteilen in dieser Mischung wünschenswerterweise die
in geringeren Mengen anwesenden Bestandteile in demjenigen Gewichtsverhältnis anwesend sind, in dem sie in der fertigen
Legierung enthalten sind.
Im allgemeinen ist es empfehlenswert, zuerst mit einer
Schmelze aus handelsüblichem Aluminium zu beginnen und "hierzu ein 50 % Silizium enthaltendes Silizium-Aluminium-Gemisch
so lange zuzugeben, bis in den kombinierten Schmelzen ein Prozentgehalt an Silizium in der gewünschten Menge, z.B.
eine endgültige Konzentration von 10 Gew.% an Silizium erreicht
ist. Beryllium kann in Form von Al-5Be- oder Cu-4Be-Legierungen
oder in Form von Kupfer-Beryllium-Schrott zugefügt werden. Titan kann in Form einer Cu-6Ti-Legierung zugefügt
werden. Die anderen Elemente werden im allgemeinen in reiner Form zugegeben.
In der Praxis wird die Rohlegierung zu.Barren bei einer
Temperatur im Bereich' von 649 bis 816° C gegossen. Werden diese Barren wieder geschmolzen und in Formen vergossen,
werden sie einer derartigen thermischen Behandlung unterworfen, wie es vorstehend beispielsweise beschrieben ist,
damit sich in der Legierung die gewünschten Eigenschaften entwickeln, die durch die Kombination der verschiedenen in
den verbesserten erfindungsgemäßen Legierungen enthaltenen Bestandteilen sich ergeben. Diese Wärmebehandlung'umfaßt
409 8 16/0709
das Vergießen des Legierungsmaterials in die Mutterform bei
einer Temperatur, die im allgemeinen im Bereich von 593 bis 705° C und vorzugsweise im Bereich von 663 bis 691° C liegt.
Das gegossene Produkt kann sodann in bekannter Weise für 8 bis 24 Stunden (z.B. 16 Stunden) bei einer Temperatur im
Bereich von 482 'bis 593° C (z.B. 502° C) lösungsbehandelt v/erden und sodann mit Flüssigkeit (z.B. in Wasser) von der
Lösungsbehandlungstemperatur abgeschreckt werden. Obwohl bis zu einem gewissen Grad eine selbständige Abkühlung vor
dem Abschrecken zulässig ist, ist es bevorzugt, das Abschrecken mit Flüssigkeit von der Lösungsbehandlungstemperatur direkt
durchzuführen. Die Abschreckungsflüssigkeit kann ¥asser, Eiswasser, siedendes Wasser oder Öl sein. Das gegossene Produkt
kann sodann für 8 bis 24 Stunden (z.B. 16 Stunden) bei einer relativ milden Temperatur im Bereich von 149 bis 316 C
(z.B. 171° C) gealtert werden.
Die Art und Weise, wie die verschiedenen Elemente mit dem Ergebnis zusammenwirken, daß ein Produkt mit guter Frischgußhärte
und verbesserter Reproduktionsfähigkeit für feine Details erhalten wird, ist unbekannt. Es ist bekannt, daß
bei Auslassen des Kupfers aus dem Legierungssystem die Härte der Legierung sehr nachteilig beeinflußt wird. Silizium verbessert
die Fließeigenschaften der Legierung während des Vergießens. Die Anwesenheit von Titan ist insoweit erfindungswesentlich,
als es die Korngröße beeinflußt. Auch Magnesium
ii
_ Q —
4 0 9 8 1 6 / U 7 (J
_ Q —
trägt zur Härte der Legierung "bei. Verschiedene Bestandteile
scheinen in der Legierung derart zusammenzuwirken, daß die gewünschten Eigenschaften verstärkt werden, ohne gleichzeitig
nachteilige Eigenschaften hervorzurufen. Die resultierende Legierung ist durch große Härte, gute Fließeigenschaften
während des Vergießens und weiter dadurch gekennzeichnet,
daß Einzelheiten ausgezeichnet reproduziert werden.
Zur Erzeugung einer gegenüber der in der Legierung sowieso stets vorhandenen Härte verbesserten Härte ist es notwendig,
das Produkt nach dem anfänglichen Vergießen einer Wärmebehandlung zu unterwerfen. Es ist erwünscht, daß die Gießtemperatur
die Temperatur von etwa 760° C nicht übersteigt. Beste Resultate werden erhalten, wenn die Gießendtemperatur
im Bereich von 649 bis 760° C liegt.
Ä09816/U7U9
Claims (12)
1. Aluminiumlegierung, bestehend aus 8 bis 13 % Silizium,
1,5 Ms 5,0 % Kupfer, 5,0 bis 8,0 % Zink, 0,5 bis 1,5 %
Magnesium, 0,01 bis 0,20 % Beryllium, 0,01 bis 0,30 '%
Titan, Verunreinigungen und der Restmenge bis 100 % an Aluminium.
2. Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 1, bestehend aus 10,38 %
Silizium, 2,56 % Kupfer, 7,26 % Zink, 0,63 % Magnesium, 0,12 % Beryllium, 0,08 % Titan, Verunreinigungen und der
Restmenge bis 100 % an Aluminium.
3. Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 1, bestehend aus 10,18 %
Silizium, 2,20 % Kupfer, 6,50 % Zink, 0,61 % Magnesium, 0,12 % Beryllium, 0,16 % Titan, Verunreinigungen und der
Restmenge bis 100 % an Aluminium.
4. Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 1, bestehend aus 10,14 %
Silizium, 2,22 % Kupfer, 6,80 % Zink, 0,59 % Magnesium, 0,13 % Beryllium, 0,16 % Titan, Verunreinigungen und der
Restmenge bis 100 % an Aluminium.
:■"·-"-■■ ' Ί
- 11 -
4098 16/0709
- 11 - 233bB94
5. Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 1, bestehend aus 9f82 %
/Silizium, 3,90 % Kupfer, 8,16 % Zink, 0,50 % Magnesium,
.0,14 % Beryllium, 0,11 % Titan, Verunreinigungen und der Restmenge bis 100 % an Aluminium.
6. Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 1, bestehend aus 10,29 %
Silizium, 2,88 % Kupfer, 6,75 % Zink, 0,64 % Magnesium,
0,18 % Beryllium, 0,16 % Titan, Verunreinigungen und der
Restmenge bis 100 % an Aluminium.
7. Eine vergossene Aluminiumlegierung, bestehend aus 8 bis 13 % Silizium, 1,5 bis 5,0 % Kupfer, 5 bis 8 % Zink, 0,5
bis 1,5 % Magnesium, 0,01 bis 0,20 % Beryllium, 0,01 bis 0,30 % Titan, Verunreinigungen und der Restmenge bis 100 %
an Aluminium, mit einer Härte, die durch Vergießen der Legierung bei einer Temperatur im Bereich von 593 bis 705°
C, Lösungsbehandlung für 8 bis 24 Stunden bei einer Temperatur
im Bereich von 482 bis 538° C, Abschreckung von der Lösungsbehandlüngstemperatur mit Wasser oder Öl und Alterung
für 8 bis 24 Stunden bei einer Temperatur im Bereich von 148 bis 316° C erhalten wird.
8. Eine vergossene Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet,.daß die Legierung aus 10,38 % Silizium,
2,56 % Kupfer, 7,26 % Zink, 0,63 % Magnesium, 0,12 %
Beryllium, 0,08 % Titan, Verunreinigungen und der Restmenge
bis 100 % an Aluminium besteht.
9. Eine vergossene Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Legierung aus 10,18 % Silizium, 2,20 % Kupfer, 6,50 & Zink; 0,61 % Magnesium, 0,12 %
Beryllium, O,'16 % Titan, Verunreinigungen und der Restmenge
bis 100 % an Aluminium besteht.
10. Eine vergossene Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung" aus 10,14 % Silizium,
2,22 % Kupfer, 6,80 % Zink, 0,59 % Magnesium, 0,13 %
Beryllium, 0,16 % Titan, Verunreinigungen und der Restmenge bis 100 % an Aluminium besteht.
11. Eine vergossene Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus 9,82 96 Silizium,
3,90 % Kupfer, 8,16 % Zink, 0,50 % Magnesium, 0,14 % Beryllium,
0,11 % Titan, Verunreinigungen und der Restmenge bis 100 % an Aluminium besteht.
12. Eine vergossene Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus 10,29 % Silizium,
2,88 % Kupfer, 6,75 % Zink, 0,64 % Magnesium, O;18 %
Beryllium, 0,16 % Titan, Verunreinigungen und der Restmenge
bis 100 % an Aluminium besteht.
A09816/U7U9
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US29720972A | 1972-10-13 | 1972-10-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2335894A1 true DE2335894A1 (de) | 1974-04-18 |
Family
ID=23145323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732335894 Pending DE2335894A1 (de) | 1972-10-13 | 1973-07-14 | Aluminiumlegierung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3761252A (de) |
JP (1) | JPS4973316A (de) |
DE (1) | DE2335894A1 (de) |
FR (1) | FR2202949A1 (de) |
GB (1) | GB1385145A (de) |
IT (1) | IT1004546B (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX157562A (es) * | 1980-07-14 | 1988-12-02 | Trw Inc | Metodo mejorado para un piston motor de aleacion de aluminio que tiene un anillo ferroso de refuerzo su extremo de cabeza |
US6719859B2 (en) | 2002-02-15 | 2004-04-13 | Northwest Aluminum Company | High strength aluminum base alloy |
CN105624487A (zh) * | 2015-04-07 | 2016-06-01 | Sj技术股份有限公司 | 压铸用铝合金及利用其的铝合金铸件的制备方法 |
CN109280820B (zh) * | 2018-10-26 | 2021-03-26 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种用于增材制造的高强度铝合金及其粉末的制备方法 |
-
1972
- 1972-10-13 US US00297209A patent/US3761252A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-06-22 GB GB2986073A patent/GB1385145A/en not_active Expired
- 1973-07-14 DE DE19732335894 patent/DE2335894A1/de active Pending
- 1973-07-20 FR FR7326760A patent/FR2202949A1/fr not_active Withdrawn
- 1973-08-06 IT IT69367/73A patent/IT1004546B/it active
- 1973-08-13 JP JP48090089A patent/JPS4973316A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4973316A (de) | 1974-07-16 |
GB1385145A (en) | 1975-02-26 |
FR2202949A1 (de) | 1974-05-10 |
US3761252A (en) | 1973-09-25 |
IT1004546B (it) | 1976-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69819104T2 (de) | Kupferlegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE112004000995B4 (de) | Hoch schadenstolerantes Aluminiumlegierungsprodukt, insbesondere für Luft- und Raumfahrtanwendungen | |
DE2052000C3 (de) | Verwendung einer hochfesten Aluminiumlegierung | |
DE2551294C3 (de) | Verfahren zur Herstellung dispersionsverfestigter Aluminiumlegierungsbleche | |
DE102009015316B4 (de) | Metallbehandlung zur Eliminierung von Warmrissdefekten in Aluminiumlegierungen mit niedrigem Siliziumgehalt | |
DE2921222C2 (de) | ||
DE3541781A1 (de) | Hitzebestaendige, hochfeste aluminiumlegierung und verfahren zur herstellung eines bauteils, das aus dieser legierung gemacht ist | |
DE102017114162A1 (de) | Hochfeste und hochkriechresistente aluminiumgusslegierungen und hpdc-motorblöcke | |
EP1118685A1 (de) | Aluminium - Gusslegierung | |
EP0911420A1 (de) | Aluminium-Gusslegierung | |
DE2242235A1 (de) | Superplastische legierung | |
DE2335894A1 (de) | Aluminiumlegierung | |
AT407533B (de) | Aluminiumlegierung | |
DE2023446B2 (de) | Aluminium-Gußlegierung mit hoher Festigkeit | |
EP0035055B1 (de) | Verwendung von aus Aluminiumgusslegierungen und Aluminiumknetlegierungen vermischten Altschrotten zur Herstellung von Walzhalbzeugen und aus Schrott hergestellte Walzhalbzeuge | |
DE3879809T2 (de) | Aluminiumlegierungen und verfahren zur herstellung. | |
EP0918096A1 (de) | Strukturbauteil aus einer Aluminium-Druckgusslegierung | |
EP0908527A1 (de) | Aluminium-Gusslegierung | |
DE3613224A1 (de) | Aluminium-lithium-legierung | |
DE2652434A1 (de) | Kaefiglaeufer bzw. -leiter fuer einen kurzschlussanker-induktionsmotor und verfahren zu seiner herstellung | |
DE1758820A1 (de) | Aluminiumlegierung | |
CH504535A (de) | Aluminium-Gusslegierung | |
DE2214213A1 (de) | Vergießbare Aluminiumlegierung | |
DE1126625B (de) | Lithiumhaltige Aluminiumlegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE825599C (de) | Verfahren zur Verbesserung der Korrosionsbestaendigkeit von Kupferlegierungen |