DE2350625C2

DE2350625C2 - Verfahren zum rekristallisierenden Glühen von Messinghalbzeug unter Aufrechterhaltung der blanken Oberfläche

Info

Publication number: DE2350625C2
Application number: DE2350625A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 5870 Hemer Roemer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-10-09
Filing date: 1973-10-09
Publication date: 1979-06-21
Also published as: FR2246651B3; NL7413307A; ATA811674A; IT1020956B; GB1430635A; BE820800A; US3937639A; FR2246651A1; AU7393274A; JPS5078510A; AT339623B; DE2350625B1; SE7412188L; FI121274A

Description

Es sind daher schon zahlreiche Versuche gemacht bei der Kaltverformung gebildete blanke Oberfläche worden, zur Vermeidung des Beizprozesses das Oxy- beibehält, damit keine Nachbehandlung erforderlich dieren des Metalls bzw. der Metall-Legierung während 60 ist.
des Glühens zur Rekristallisierung zu verhindern. So Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch

Sauerstoff der Luft während des Rekristallisationsvorganges im Glühofen oxydiert werden. Es ist daher erforderlich, das Halbzeug vor dem nächsten Kaltist bereits vorgeschlagen worden, das Glühen unter Schutzgas durchzuführen. Dabei sind jedoch aufwendige Anlagen für die Bereitstellung und Reinigung

gelöst, daß das Halbzeug vor der Behandlung in dem Glühofen mit einem Schutzüberzug aus einem thermo- oder duroplastischen Kunstharz versehen

des erforderlichen Schutzgases erforderlich. Auch sind 65 wird, dessen Dicke je nach vorgegebener Glühtemzur Aufrechterhaltung einer vollständig sauerstoff- peratur und -dauer so bemessen wird, daß das Halbzeug ohne Nachbehandlung galvanisierbar ist.
Es wurde überraschend festgestellt, das durch einen

freien Schutzgasatmosphäre der Ofengröße enge Grenzen gesetzt. Im allgemeinen kann nicht mit einem

Schutzüberzug aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunstharz entscheidend auf den Glühvorgang Einfluß genommen werden kann. Der Schutzüberzug beeinflußt den Rekristallisationsvorgang so, daß wesentlich günstigere physikalische Werte erreicht werden und ein blankes Halbzeug beibehalten wird. Entscheidend ist, daß die gesamte Oberfläche des Messings mit dem Überzug versehen wird. Der Schutzüberzug kann erfindungsgemäß durch, Spritzen, Sprühen oder Tauchen in einer dünnen Schicht auf die Metalloberfläche aufgebracht werden. Die Schichtdicke richtet sich nach Glühtemperatur und Glühdauer.

Das aufgetragene, im allgemeinen in einem Lösungsmittel gelöste Kunstharz verändert während des Glühens in normalen Glühanlagen seinen Zustand. Das Glühgut erscheint zuerst dunkelbraun, nimmt anschließend einen Silberton an und nimmt schließlich wieder seinen natürlichen Farbton an. Auf dem oxidfrei gegiühten Messinghalbzeug bleibt nach dem Abkühlen ein mit normalen Meßmethode.} nicht nachweisbarer Film zurück.

Die Arbeitsgänge des Beizens, Spülens und eventuellen Bürstens des kaltverformten und geglühten Werkstückes entfallen. Die Regeneration des Beizwassers zur Rückgewinnung der Metallverluste und die Beseitigung von Beizwasser entfällt.

Es kann überraschend bei niedrigeren Glühtemperaturen geglüht werden als bei nicht mit einem Schutzüberzug versehenen Werkstücken. Darüber hinaus kann trotzdem die Glühzeit verkürzt werden.

Trotz der verringerten Glühdauer gegenüber dem herkömmlichen Verfahren wurde beim erfindungsgemäßen Verfahren eine besonders vorteilhafte Rekristallisation des Glühgutes festgestellt. Bedingt durch die niedrigen Glühtemperaturen wird eine besonders gleichmäßige Gefügeausbildung, d. h. insbesondere eine Vermeidung von Grobkorneinschlüssen, erzielt. Das Gefüge üt wesentlich gleichmäßiger, was sich in der außerordentlichen Weichheit des geglühten Gutes zeigt. Damit ist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geglühte Metall-Halbzeug in einem folgenden Kaltverformungs-Prozeß außerordentlich gut verformbar.

Neben der guten Verformbarkeit ist das erfindungsgemäß geglühte Halbzeug sofort ohne irgendeine Nachbehandlung galvanisierbar. Es wurde festgestellt, daß beispielsweise bei einer Vernickelung die galvanisch aufgebrachte Nickeischicht um etwa die Hälfte verringert werden kann. Damit tritt eine erhebliche Zeit- und Materialersparnis beim Galvanisieren auf. Dies beruht offensichtlich auf der durch das erfindungsgemäße Glühverfahren beibehaltenen sehr glatten Oberfläche,

Dies zeigt sich auch daran, daß die Oberfläche eines erfindungsgemäß geglühten Halbzeuges gegen mechanische Beschädigungen und Feuchtigkeitseinflüsse relativ unempfindlich ist. Der nicht nachweisbare Film hat für die Weiterbearbeitung keinerlei nachteilige Einflüsse. Im Gegenteil ergeben sich, wie am Beispiel des Oberflächenschutzes und der Galvanisierung gezeeigt, nach den bisherigen Erfahrungen nur positive Auswirkungen.

Auf Grund von durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, daß Messing im Temperaturbereich von etwa 400 bis etwa 650° C blankgeglüht und mit

einem erzielten guten Gefüge rekristallisiert werden können.

Es haben sich die folgenden Kunstharzarten als für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar ergeben: Phenolharze, Polyesterharze, Aminhi.-^e, Epoxidharze,

so Acrylharze, Siliconharze, Maleinatharzr, Chlorkautschuk, Cyklokautschuk, Ketonharze, Kolophoniumharze modifiziert mit Phenol.

In labor- und fertigungstechnischen Versuchen beim Glühen von Messing haben sich die folgenden speziellen Kunstharze als besonders gut bzw. gut geeignet für das erfindungsgemäße Verfahren ergeben: Phenolharz, Polyesterharz, Melaminharz, Acrylharz, Maleinatharz, Maleinhatharz, Cyclokautschuk, Epoxidharze.

Nachstehend werden die Ergebnisse von praktischen

3" Versuchen an Hand von Beispielen zusammengestellt. In den Zeichnungen ist grafisch der Verlauf der Materialwerte während der Glühbehandlung gegenüber der Zeit für

F i g. I Messingband CuZn 37, F 55 (Festigkeit
nach der Kaltverformung),

F i g. 2 Messingband CuZn 37, blankgevalzt,
F i g. 3 Messingdraht CuZn 37, ziehhart,

dargestellt.

Bei Laborversuchen haben sich für die Glühbehandlung von Messingdraht die folgenden Werte ergeben. Dabei bedeutet

T.s· = Streckgrenze in kp/mm²,
fT_ß= Bruchfestigkeit in kp/mm²,

d = Dehnung in % Meßlänge L₀ — 100 mm,
KG = Korngröße in μΐη,

HB ~ Brinell-Härte in kp/mm².

Tabelle I

Glühbchandlung ⁰C I Zeit

KG

1. Draht 0,80 mm 0 Kaltverformung (Querschnittsänderung) 91,8%

Ohne Glühbehandlung ...
Ohne Kunstharzüberzug ..
Mit Kunstharzüberzug

	V₁ Std.	—	95,3	3
470	'/, Std.		47,7	31
470	—	42,5	43

17

Tabelle I (Fortsetzung)

	GlUhbehandlung	I Zeit	"S	73,1	—	—	67,1	67,5	6	58,8%	1 U	51,4%	3	3	KG
	⁰C			39,8	3 Std.	'4 S	in η	42,5		35		31
2.	Draht 3,40 mm 0			39,8	2 Std.			39,3	34		34
Ohne Glühbehandlung		Kaltverformung ι		40,2	V₂SId.	Rl	38^1	44.4	39	45	31
Ohne Kunstharzüberzug		—	Querschnittsänderung)	39,2	3 Std.	(Querschnittsänderung)	39,2	42	75,5%	43	23*)
		1 Std.		Kaltverformung (Querschnittsänderung)	IStd.	—	38,8	42	25*)
Mit Kunstharzüberzug		1,5 Std.	17.6	—	V₂SId.	"!0,5	39,1	42	27
		1 Std.	15,8			16,6	27
3.		1,5 Std.	17,6	1 CiA		23,5
Ohne Glühbehandlung .	450		14,8	£. >JtU.		'.8,0	—.
*y"»l IS ti.* "L.**	450		2 Std.		17,8
Wime nuiisiucxi f.uin.i /.uj;	450				16.9
Mit Kunstharzüberzug .	450				27
4.	Draht 3,70 mm 0		Draht 4,20 mm ο Kaltverformung
Ohne Glühbehandlung .			—
Ohne Kunstharzüberzug			16*)
			23 bis 60
			15*)
Ntit Kunstharzüberzug .			21
	λ CA		21
			23
	450
	430
450
470
430
450
470

·) Nicht vollständig rekristallisiert.
*) Deformiert (keine Rekiistallisation).

Bei der Glühbehandlung von Messingband CuZn 37 haben sich die nachstehenden Werte ergeben.

Tabelle II

	Glühbehandlung	Zeit	"B	1	430	—	30,6	40,7	Λ	HB	, 0,50 · 100 mm	102	57 mm	150	KG
	°C				430	5 Min.	22,8	37,6			44	89	10	72
		1. Messingband CuZn 37. blank gewalzt, F 40	520	3 Min.	23,0	37,3	47	89	56	70
Ohne Glühbehandlung		430	2 Min.	23,1	38,6	47	87	59	69	17
Ohne Kunstharzüberzug	500	430	2 Min.	17,4	36,2	47	80	60	81	20*)
	520	520	5 Min.	19,0	37,0	49	81	50	74	20*)
	550	3 Min.	19,2	36,5	61	80	55	70	20*)
	570	2 Min.	17,3	36,3	62	77	53	27
Mit Kunstharzüberzug	500	2 Min.	14,2	34,0	64	65	23
	520	. Messingband CuZn 37	F 55, 0,50 ·	67	2_>
	550	—	55,4	25
	570	IStd.	34,9	42
	? Std.	34,6
Ohne Glühbehandlung	5 Min.	35,2	—
Ohne Kunstharzüberzug	IStd.	36,9	23 bis 30
	2 Std.	35,7	25 bis 57
	5 Min.	35,7	25 bis 33
Mit Kunstharzüberzug		25
		25
		23

*) Nicht vollständig rekristallisiert.

In einem Fertigungsversuch wurde eine Versuchsglühung mit Messingband CuZn 37, blank, durchgeführt. Die Glühung erfolgte in einem elektrischen Durchziehofen mit drei Temperaturzonen, die auf 750 — 650 — 570⁰C eingestellt waren. Die Durchlaufgeschwindigkeit betrug 1,2 m/min.

Tabelle III

	Abmessung mm	fs	iß	53 65 53 65	HB	KG
Un^glüht	0,80 · 86 0,80 ■ 86 0,80 · 86 0,OT · 70 0,90 · 70 0,90 · 70	29,6 14,9 27,5 14,7	40,3 35,0 39,4 35,0	102 69 97 65	17 30 17 30
Ohne Kunstharzüberzug .... Mit Kunstharzüberzug Ungeglüht .
Ohne Kunstharzüberzug .... Mit Kunstharzüberzug

Bei allen Labor- und praktischen Versuchen wurden die Drähte bzw. Bänder nur gemäß Erfindungsvorschlag geglüht, ohne nachträglich ein Beizen und Bürsten vorzunehmen. Es wurde jeweils eine einwandfreie blanke und weichgeglühte Qualität erzielt. Bei einer praV''sehen Erprobung zur Weiterverarbeitung des Halbzeuges wurden aus der Abmessung 0,80·86 mm Messingband Fertigerzeugnisse, insbesondere Rosetten, gefertigt, und zwar einmal mit nach dem bisherigen Verfahren geglühtem, gebeiztem und poliertem Material und zum anderen aus nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geglühtem Bandmaterial. Die Fertigerzeugnisse bzw. Rosetten wurden jeweils in einem Arbeitsgang gestanzt und in einem zweiten Arbeitsgang tiefgezogen.

Die nach dem bisherigen Verfahren geglühten Teile erhielten eine Nickel- bzw. Chromauflage bis 16 μπι. Bei den aus dem erfindungsgemäß geglühten Band gestanzten und tiefgezogenen Teilen betrug die Nickelbzw. Chromauflage bei halber Durchlaufzeit in der Galvanisiereinrichtung nur 8 μπι. Trotzdem war das Aussehen dieser Teile wesentlich besser.

Bei einer entsprechenden praktischen Erprobung mit Messingband der Abmessung 0,90 · 70 mm wurden

ao die vernickelten bzw. verchromten Teile, die aus nach dem bisherigen Verfahren geglühtem Mpwngban.'jmaterial gefertigt worden waren, anschließend noch poliert. Bei der Verwendung von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geglühtem Messingband ergab

as sich überraschend, daß nach dem Galvanisieren das Polieren entfallen konnte.

Die erläuterten praktischen Erprobungen scheinen nachzuweisen, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine extrem glatte und gleichmäßige blanke Oberfläche beibehalten wird, die sowohl ein Galvanisieren mit dünneren Schichten zuläßt als auch für eine so gleichmäßige Galvanisierschicht sorgt, daß ein nachträgliches Polieren entfallen kann.
In den nachstehenden Zeichnungen bedeutet neben den bereits bei Tabelle I erläuterten Bezeichnungen:

D_K — KG = Korngröße,
(5,₀ = (J = Dehnung, L₀ = 100 mm,
F 40 = DIN-Bruchfestigkeit etwa 40 kp/mm²,
F 55 = DIN-Bruchfestigkeit etwa 55 kp/mm²,

zh = ziehhart, ohne einzuhaltenden Festigkeitswert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: Durchlaiif-Glübofen gearbeitet werden, sondern es muß in chargenweise beschickbaren öfen geglüht werden. Besondere Schwierigkeiten haben sich beim Glühen von Messing-HaJbzeugen unter Schutzgas er-5 geben, da die Herstellung von hochreinen Schutzgasen mit einem hohen Reduktionspotential technisch nur schwer möglich ist und darüber hinaus die LegjYrungskomponente Zink des Messings einen hohen Dampfdruck bei traditioneller Rekristallisationstemperatur kennzeichnet, daß der Kunstharz-Überzug durch Tauchen des Halbzeuges in ein dem Glühofen vorgeordnetes Tauchbad aufgebracht wird. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rekristal-

1. Verfahren zum rekristallisierenden Glühen
von Messinghalbzeug unter Aufrechterhaltung der
beim Kaltverformen gebildeten blanken Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß
das Halbzeug vor der Behandlung in dem Glühofen mit einem Schutzüberzug aus einem thermo- j₀ von 400 bis 650° C hat.

oder duroplastischen Kunstharz versehen wird, Bei der Wärmebehandlung zum Tempern oder An-

dessen Dicke je nach vorgegebener Glühtempera- lassen von Stahl-Halbzeugen ist es zur Vermeidung tür oder -dauer so bemessen wird, daß das Halb- einer atmosphärischen Oxydation, die zur Zunderzeug ohne Nachbehandlung galvanisierbar ist bildung führt, bekannt (DE-PS 18 03 022), den Stahl ²l_^V-^^ah5^e" "^aC.^h •^P™⁰¹¹ Ij dadurch ge- i₅ vor der Erwärmung mit einem Schutzanstrich zu versehen. Dieser Schutzanstrich besteht aus einer Suspension eines keramischen Frittenmaterials in einem organischen Lösungsmittel, wobei als Suspendiermittel ein nichtionisches Zellulosederivat verwendet wird. Dabei soli während des Erwärmens eine Oberflächenoxydation des Metalls in gewissem Ausmaß auftreten können, wobei jedoch bei höheren Temperaturen der Überzug zu schmelzen beginnt und eine fließfähige Glasur bildet, die sich gleichförmig über die Metall-

lisierenden Glühen von Messinghalbzeug unter Auf- as oberfläche ausbreitet und das Oxyd darauf weglöst, rechterhaltung der beim Kaltverformen gebildeten Es soll dann keine weitere Oxydation mehr stattfinden blanken Oberfläche. können. Beim nachfolgenden Kühien soll die Glasur

Bei der Herstellung von Messinghalbzeugen, wie auf Grund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungs-Bändern, Drähten, Rohren, Stangen od. dgl. wird das Koeffizienten des Metalls und der Glasur abplatzen Metall in einem mehrstufigen Herstcllungsprozeß 30 und eine saubere oxydfreie Metalloberfläche zurückkaltverformt. Zwischen jeder Kaltverformung muß lassen.

das Metall auf Rekristallisationstemperatur erwärmt, Schließlich ist ein Verfahren zum Schützen fester oder

d. h. geglüht, rekristallisiert und anschließend gekühlt flüssiger warmer bzw. heißer Metallflächen bekanntwerden. Das Glühen erfolgt in einen* Glühofen unter geworden (DE-OS 15 58001), bei dem während des Luft, so daß das Kupfer und das Zink als Legierungs- 35 Bearbeitungsvorganges die Metalloberfläche mit einem elemente von Messing, durch den Kontakt mit dem Erzeugnis mit reduzierenden Eigenschaften, beispielsweise Bor-, Natron-oder Beryllium· Derivate, behandelt wird. Dieses Verfahren hat ausdrücklich nichts mit einem Wärmebehandlungsverfahren zu tun, bei

Verformungsprozeß zu beizen. Von der Beizsäure, 40 dem ein kaltes Werkstück mit einem Überzug verin den meisten Fällen eine verdünnte Schwefelsäure- sehen und anschließend erwärmt wird,
lösung, werden die hauptsächlich an der Oberfläche Die US-PS 34 88 232 beschreibt ein Verfahren zum

befindlichen Oxyde, nämlich Zink- und Kupferoxyd, Glühen von Bändern aus Kupfer und Kupferlegiechemisch gelöst und die darunterliegende reine rungen. Vor der Glühbehandlung wird eine Schicht Metall-Legierung freigelegt. Die Metalloxyde werden 45 aus einem Alkalimetallsalz, das bestimmte Anionen bei Verwendung von Schwefelsäurelösung als Beiz- enthält, aufgebracht. Diese Schicht verhindert eine säure in Sulfate umgewandelt und verbleiben gelöst Oxydation während der Glühbehandlung. Allerdings in der Beizflüssigkeit bzw. werden in einem Wasch- muß die Schicht nach der Glühbehandlung mit prozeß, der dem Beizprozeß folgt, vom Waschwasser Schwefelsäure abgebeizt werden. Durch diese Beizverdünnt und sind als Abwasser zu beseitigen. Dieses 50 behandlung wird erfahrungsgemäß die metallische Abwasser ist stark durch Kupfer- und Zinkionen ver- Oberfläche angegriffen, so daß insbesondere der meunreinigt. Bei dem notwendigen Beizprozeß kommt tallische Glanz, der durch das vorhergehende Walzen es zu erheblichen Metallverlusten, die nur teilweise erzielt war, beeinträchtigt wird. Außerdem ergeben durch aufwendige zusätzliche Verfahren, wie bei- sich Veränderungen im Gefüge der Oberflächenspielsweise bei Kupfer durch eine Kupferelektrolyse, 55 schicht.

aus der verbrauchten Beizflüssigkeit zurückgewonnen Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines

werden können. Verfahrens, das beim rekristallisierenden Glühen die